Kepler-90

केपलर-90 का आकार बदलने पर उसके ग्रहों की जानकारी कैसे बदलती है?

केप्लर अंतरिक्ष दूरबीन ने Kepler-90 के ग्रहों के व्यास को सीधे नहीं देखा, बल्कि यह मापा कि प्रत्येक ग्रह ने तारों की रोशनी को कितना छुपाया। इस अनुपात को वास्तविक ग्रह के आकार में बदलने के लिए मुख्य तारे की त्रिज्या जाननी जरूरी है। उदाहरण के लिए यदि तारा पहले अनुमान से 5% बड़ा है, तो उतनी ही मात्रा में तारे की रोशनी को छुपाने वाले आठों ग्रहों की त्रिज्या भी लगभग 5% बढ़ जाएगी। इसलिए, मुख्य तारे को जितना अधिक सटीक रूप से मापा जाएगा, ग्रहों के आकार भी उतने ही सटीक होंगे।

• लगभग 6,000K कई अध्ययनों द्वारा गणना किया गया तारे का सतही तापमान
• सूर्य के लगभग 1.2 गुना इस दस्तावेज़ में ग्रहों के मानों की गणना के लिए उपयोग किया गया तारे का द्रव्यमान
• सूर्य के लगभग 1.2 गुना इस दस्तावेज़ में ग्रहों के मानों की गणना के लिए उपयोग किया गया तारे की त्रिज्या
• लगभग 848 पर्सेक पृथ्वी से लगभग 2,770 प्रकाश वर्षों की दूरी

ग्रह द्वारा रोकी गई तारों की रोशनी से उसका आकार कैसे मापा जाता है?

यदि हम सरलता से मान लें कि ग्रह सितारे के बीच से गुजरता है, तो कम हुई स्टारलाइट का अनुपात ग्रह और स्टार के त्रिज्या अनुपात के वर्ग के करीब होता है। यदि स्टारलाइट 1/10,000 घट गई है, तो इसका मतलब है कि ग्रह की त्रिज्या स्टार की त्रिज्या का लगभग 1/100 है। इस चरण में जो हम जान सकते हैं वह वास्तविक लंबाई नहीं बल्कि स्टार के तुलना में आकार है.

Kepler-90 की त्रिज्या को सूर्य की 1.2 गुना मानना होगा ताकि उसे 1/100 को किमी या पृथ्वी की त्रिज्या में बदल सकें। वास्तविक विश्लेषण में यह भी गणना की जाती है कि ग्रह स्टार के किस हिस्से से गुजरा, स्टार का किनारा कितना अंधेरा है केंद्रीय हिस्से की तुलना में, और अन्य स्टारलाइट मिश्रित है या नहीं। इन सुधारों के बावजूद ग्रह की वास्तविक त्रिज्या केंद्रीय स्टार की त्रिज्या पर निर्भर करती है, यह सच है।

Kepler ने सीधे यह मापा कि ग्रह ने तारे की कितनी रोशनी रोकी। ग्रह की वास्तविक त्रिज्या इस अनुपात और Kepler-90 की त्रिज्या को साथ रखकर निकाली जाती है।

परिक्रमा अवधि से तारे की दूरी कैसे निकाली जाती है?

ग्रह के पारित होने की अवधि 14.4 दिनों में दोहराती है, यह तथ्य तारे की चमक के डेटा से सीधे देखा जा सकता है। दूसरी ओर, ग्रह तारे से कितनी दूरी पर है, यह परिक्रमा अवधि और केंद्रीय तारे के द्रव्यमान का उपयोग करके गणना की जाती है। यदि तारे का द्रव्यमान 20% बदलता है, तो गणना की गई कक्षा दूरी लगभग 6% बदल जाती है। यह परिवर्तन एक ही तारे के चारों ओर परिक्रमा करने वाले आठ ग्रहों की दूरी की गणना को प्रभावित करता है।

ग्रह द्वारा प्राप्त ऊर्जा प्राप्त करने के लिए तारे की त्रिज्या और तापमान भी आवश्यक हैं। तारा जितना बड़ा और गरम होता है, उतनी अधिक ऊर्जा उत्सर्जित करता है, और ग्रह जितना दूर होता है, उतनी कम ऊर्जा प्राप्त होती है। इसलिए, भले ही ह की परिक्रमा अवधि 332 दिन पृथ्वी के 1 वर्ष के समान हो, इसका यह मतलब नहीं है कि ह और पृथ्वी समान मात्रा में ऊर्जा प्राप्त करते हैं।

गैया किसी तारे की दूरी कैसे मापता है?

जब पृथ्वी सूर्य के चारों ओर घूमती है, तो पास के तारे बहुत दूर के तारे के सापेक्ष थोड़ा-थोड़ा स्थान बदलते दिखते हैं। गैया ने Kepler-90 में दिखाई देने वाले इस छोटे कोणीय परिवर्तन को मापा, और जितना कोण छोटा होता है, इसका अर्थ है कि तारा उतना ही दूर है। वर्तमान सूची में लगभग 848 पारसेक लगभग 2,770 प्रकाश वर्ष के बराबर है। 2017 में NASA द्वारा घोषित लगभग 2,545 प्रकाश वर्ष से अंतर इसलिए है क्योंकि तारा इतना नहीं हिला है, बल्कि गैया डेटा और गणना विधियों को अद्यतन किया गया है।

जब दूरी और विभिन्न प्रकार की रोशनी में मापी गई चमक को जोड़ा जाता है, तो तारे द्वारा वास्तव में उत्सर्जित कुल ऊर्जा का अनुमान लगाया जा सकता है। तारे की रोशनी का विस्तार से स्पेक्ट्रम अवलोकन करने में सतही तापमान और लौह जैसे भारी तत्वों का अनुपात पता लगाया जाता है। शोध दल इन मानों की तुलना तारे के विकास मॉडल से करके उसका द्रव्यमान, त्रिज्या और आयु गणना करता है। हर अध्ययन में उपयोग किए गए डेटा और विधियां अलग होती हैं, जिससे परिणाम 5,970K और 6,238K जैसे भिन्न होते हैं। लगभग 6,000K और सूर्य के लगभग 1.2 गुना मान कई अध्ययनों का प्रतिनिधित्व करते हैं, और ये पूरी तरह से त्रुटिरहित माप नहीं हैं.

1. तारे की चमक में परिवर्तन गुज़रने की अवधि और ग्रह तथा तारे की त्रिज्या के अनुपात को मापा जाता है।
2. स्पेक्ट्रम अवलोकन तारे का प्रभावी तापमान, धातु की मात्रा और सतही गुरुत्वाकर्षण का अनुमान लगाया जाता है।
3. Gaia की दूरी मापन तारे की दूरी और वास्तविक चमक को अधिक सटीक रूप से गणना किया जाता है।
4. ग्रह के मानों की पुनः गणना नई प्राप्त तारे के मानों से आठ ग्रहों की त्रिज्या, कक्षा की दूरी और प्राप्त ऊर्जा को अपडेट किया जाता है।

तारे और उसके ग्रहों की माप संबंधी अनिश्चितताओं में अंतर कैसे किया जाता है?

अगर आप तारे की त्रिज्या को संशोधित करते हैं, तो आठ ग्रहों की त्रिज्या भी समान अनुपात में बदल जाती है। लेकिन प्रत्येक ग्रह की माप में होने वाली त्रुटि पूरी तरह समान नहीं होती। छोटे ग्रह कम तारे की रोशनी को ढकते हैं, इसलिए शोर के प्रभाव में अधिक प्रभावित होते हैं। जिन ग्रहों की परिक्रमा अवधि लंबी होती है, जैसे g और h, उनका संक्रमण कम देखा जाता है, इसलिए उनकी अवधि और कक्षा की गणना में त्रुटि अधिक होती है। ग्रह एक-दूसरे को आकर्षित करके संक्रमण समय को बदलते हैं और ग्रह की गुरुत्वाकर्षण के कारण तारा हिलता है, जो द्रव्यमान गणना में अलग त्रुटि उत्पन्न करता है।

इसलिए, केंद्र तारे को सटीक रूप से मापने से आठ ग्रहों का आकार और कक्षा अधिक सटीक रूप से गणना की जा सकती है, लेकिन यह प्रत्येक ग्रह के बारे में सभी जानकारी नहीं देता। Kepler-90 का तापमान, त्रिज्या और द्रव्यमान ग्रहों की व्याख्या के लिए आवश्यक मूल मान हैं। प्रत्येक ग्रह के द्रव्यमान, वायुमंडल और आंतरिक पदार्थ को जानने के लिए प्रत्येक ग्रह पर अतिरिक्त अवलोकन की आवश्यकता होती है।

Kepler-90 बहुत दूर है, इसलिए फोटो में इसका गोल सतह अलग नहीं दिखता और यह एक बिंदु के रूप में दिखाई देता है। तापमान, द्रव्यमान, त्रिज्या और दूरी उस तारे की रोशनी और स्थिति में बदलाव को मापने के बाद, तारे के विकास मॉडल के साथ गणना करके प्राप्त की गई है। उपयोग किए गए डेटा और अनुसंधान विधियों के अनुसार प्रतिनिधि मान थोड़े भिन्न हो सकते हैं।

स्रोत

• NASA Exoplanet Archive — Kepler-90 Stellar Parameters
• Astronomy & Astrophysics — KIC 11442793 Stellar and Planet Analysis
• The Astronomical Journal — Kepler-90 i Transit Validation
• The Astronomical Journal — Precise Planet Radii with Gaia
• The Astronomical Journal — Gaia–Kepler Stellar Properties Catalog
• The Astronomical Journal — Kepler-90 Radial Velocities and Transit Timing
• NASA Science — Kepler Transit Method