हमारे सौर मंडल से परे ग्रहों के शिकार ने पिछले कुछ दशकों में हजारों उम्मीदवारों की खोज की है। इनमें से अधिकांश गैस दिग्गज हैं जो सुपर-जुपिटर से लेकर नेपच्यून-आकार के ग्रहों तक के आकार में हैं। हालाँकि, कई लोगों को प्रकृति में "पृथ्वी जैसा" होना भी निर्धारित किया गया है, जिसका अर्थ है कि वे अपने सितारों के संबंधित रहने योग्य क्षेत्रों के भीतर चट्टानी और कक्षा में हैं।
दुर्भाग्य से, यह निर्धारित करना कि उनकी सतहों पर क्या स्थितियां हो सकती हैं मुश्किल है, क्योंकि खगोलविद इन ग्रहों का सीधे अध्ययन करने में असमर्थ हैं। सौभाग्य से, यूसी सांता बारबरा भौतिक विज्ञानी बेंजामिन माजिन के नेतृत्व में एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने एक नया उपकरण विकसित किया है जिसे DARKNESS के रूप में जाना जाता है। यह सुपरकंडक्टिंग कैमरा, जो दुनिया का सबसे बड़ा और सबसे परिष्कृत है, खगोलविदों को पास के सितारों के आसपास के ग्रहों का पता लगाने की अनुमति देगा।
टीम का अध्ययन जो उनके उपकरण का विवरण देता है, जिसका शीर्षक है "DARKNESS: एक माइक्रोवेव काइनेटिक इंडेक्टेंस डिटेक्टर इंटीग्रल फील्ड स्पेक्ट्रोग्राफ फॉर हाई-कंट्रास्ट एस्ट्रोनॉमी", हाल ही में यात्रा में दिखाई दिया प्रशांत के एस्ट्रोनॉमी सोसायटी के प्रकाशन। टीम का नेतृत्व यूसीएसबी में प्रायोगिक भौतिकी में सबसे खराब चेयरमैन बेंजामिन माजिन ने किया और इसमें नासा की जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी, कैलिफ़ोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ़ टेक्नोलॉजी, फ़र्मी नेशनल एक्सलेरेटर लेबोरेटरी और कई विश्वविद्यालयों के सदस्य भी शामिल हैं।
अनिवार्य रूप से, वैज्ञानिकों के लिए अपने सितारों द्वारा किए गए हस्तक्षेप के कारण सीधे एक्सोप्लैनेट का अध्ययन करना बेहद मुश्किल है। जैसा कि हाल ही में यूसीएसबी की प्रेस विज्ञप्ति में माजिन ने बताया, "एक एक्सोप्लैनेट की तस्वीर लेना बेहद चुनौतीपूर्ण है क्योंकि तारा ग्रह की तुलना में अधिक चमकीला है, और ग्रह तारा के बहुत करीब है।" इस प्रकार, खगोलविद अक्सर अपनी संरचना को निर्धारित करने के लिए किसी ग्रह के वायुमंडल से परावर्तित प्रकाश का विश्लेषण करने में असमर्थ होते हैं।
इन अध्ययनों से इस बात पर मदद मिलेगी कि कोई ग्रह संभावित रूप से रहने योग्य है या नहीं। वर्तमान में, वैज्ञानिक यह निर्धारित करने के लिए मजबूर हैं कि क्या कोई ग्रह अपने तारे से अपने आकार, द्रव्यमान और दूरी के आधार पर जीवन का समर्थन कर सकता है। इसके अलावा, ऐसे अध्ययन किए गए हैं जो यह निर्धारित करते हैं कि किसी ग्रह की सतह पर पानी मौजूद है या नहीं, इस आधार पर कि उसका वायुमंडल अंतरिक्ष में हाइड्रोजन कैसे खोता है।
DARK-speckle निकट-अवरक्त ऊर्जा-आधारित सुपरकंडक्टिंग स्पेक्ट्रोफोटोमीटर (उर्फ। DARKNESS), पहला 10,000 पिक्सेल का इंटीग्रल फील्ड स्पेक्ट्रोग्राफ, इसे ठीक करना चाहता है। एक बड़े टेलीस्कोप और अनुकूली प्रकाशिकी के साथ संयोजन में, यह माइक्रोवेव काइनेटिक इंडेक्टेंस डिटेक्टरों का उपयोग करता है ताकि एक दूर के तारे से आने वाले प्रकाश को जल्दी से मापा जा सके, फिर एक रबड़ के दर्पण को एक संकेत वापस भेजता है जो एक दूसरे से 2,000 गुना नए आकार में बन सकता है।
MKID खगोलविदों को व्यक्तिगत फोटॉनों की ऊर्जा और आगमन के समय को निर्धारित करने की अनुमति देते हैं, जो महत्वपूर्ण है जब यह किसी ग्रह को बिखरे हुए या अपवर्तित प्रकाश से अलग करने की बात करता है। यह प्रक्रिया रीड नॉइज़ और डार्क करंट को भी समाप्त कर देती है - अन्य उपकरणों में त्रुटि के प्राथमिक स्रोत - और तारों को दबाकर वायुमंडलीय विकृति को साफ करती है।
Mazin और उनके सहयोगियों ने Mazin Lab के माध्यम से वर्षों से MKIDs तकनीक की खोज की है, जो UCSB के भौतिकी विभाग का हिस्सा है। जैसा कि माज़िन ने समझाया:
“यह तकनीक विपरीत तल को कम करेगी ताकि हम मूर्छित ग्रहों का पता लगा सकें। हमें उम्मीद है कि हम फोटॉन शोर की सीमा तक पहुंचेंगे, जो हमें 10 के विपरीत अनुपात देगा-8, हमें तारे की तुलना में ग्रहों को 100 मिलियन गुना अधिक मूर्छित देखने की अनुमति देता है। उन विपरीत स्तरों पर, हम कुछ ग्रहों को परावर्तित प्रकाश में देख सकते हैं, जो पता लगाने के लिए ग्रहों का एक नया डोमेन खोलते हैं। वास्तव में रोमांचक बात यह है कि यह अगली पीढ़ी की दूरबीनों के लिए एक प्रौद्योगिकी पथप्रदर्शक है। ”
DARKNESS अब सैन डिएगो, कैलिफ़ोर्निया के पास पालोमर वेधशाला में 200-इंच हेल टेलीस्कोप पर परिचालन कर रहा है, जहां यह PALM-3000 चरम अनुकूली प्रकाशिकी प्रणाली और स्टेलर डबल कोरोनग्राफ का हिस्सा है। पिछले डेढ़ साल के दौरान, टीम ने इसके विपरीत अनुपात का परीक्षण करने के लिए DARKNESS कैमरे के साथ चार रन बनाए हैं और सुनिश्चित करें कि यह ठीक से काम कर रहा है।
मई में, टीम पास के ग्रहों पर अधिक डेटा इकट्ठा करने और उनकी प्रगति का प्रदर्शन करने के लिए वापस आ जाएगी। यदि सब ठीक हो जाता है, तो DARKNESS पास के एम-प्रकार (लाल बौना) सितारों के आसपास छवि वाले ग्रहों के लिए डिज़ाइन किए गए कई कैमरों में से एक बन जाएगा, जहां हाल के वर्षों में कई चट्टानी ग्रहों की खोज की गई है। सबसे उल्लेखनीय उदाहरण प्रोक्सिमा बी है, जो हमारे स्वयं के निकटतम स्टार सिस्टम की परिक्रमा करता है (प्रॉक्सीमा सेंटौरी, लगभग 4.25 प्रकाश वर्ष दूर)।
"हमारी आशा है कि एक दिन हम हवाई या ला पाल्मा के द्वीप पर मौना के के लिए योजना बनाई गई तीस मीटर टेलीस्कोप के लिए एक उपकरण बनाने में सक्षम होंगे," माजिन ने कहा। "इसके साथ, हम पास के कम द्रव्यमान वाले सितारों के रहने योग्य क्षेत्रों में ग्रहों की तस्वीरें लेने में सक्षम होंगे और उनके वायुमंडल में जीवन की तलाश करेंगे। यह दीर्घकालिक लक्ष्य है और यह उस ओर एक महत्वपूर्ण कदम है। ”
पास के चट्टानी ग्रहों के अध्ययन के अलावा, यह तकनीक खगोलविदों को अधिक से अधिक विस्तार से पल्सर का अध्ययन करने और लाखों आकाशगंगाओं के पुनर्वितरण का निर्धारण करने की अनुमति देगी, जिससे ब्रह्मांड का विस्तार कितनी तेजी से हो सकता है। यह बदले में, हमारे ब्रह्मांड समय के साथ विकसित हुआ है और डार्क एनर्जी द्वारा निभाई गई भूमिका के बारे में अधिक विस्तृत अध्ययन की अनुमति देगा।
ये और अन्य प्रौद्योगिकियां, जैसे कि नासा के प्रस्तावित स्टारशेड अंतरिक्ष यान और स्टैनफोर्ड के mDot ऑक्यूलर, आने वाले वर्षों में एक्सोप्लैनेट अध्ययन में क्रांतिकारी बदलाव लाएंगे। अगली पीढ़ी के टेलीस्कोप के साथ जोड़ी बनाई गई - जैसे कि जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप और यह ट्रांसोपिंग एक्सोप्लैनेट सर्वे सैटेलाइट (TESS), जिसे हाल ही में लॉन्च किया गया - खगोलविदों को न केवल एक्सोप्लैनेट्स में अधिक खोज करने में सक्षम होगा, बल्कि उन्हें पहले की तरह चिह्नित करने में सक्षम होगा।
