Kepler-90 b

केपलर-90 b के बारे में क्या मापा गया है और क्या केवल अनुमानित है?

केपलर-90 b लगभग हर 7 दिन में अपने तारे के सामने से गुजरता है। केपलर ने इस तारे का लगभग 4 साल तक अवलोकन किया, इसलिए ट्रांज़िट होने के 200 से अधिक अवसर बने। बार-बार किए गए अवलोकनों से कक्षीय अवधि और ग्रह का आकार सटीक रूप से पता चलता है, लेकिन द्रव्यमान नहीं। सूची में दिया पृथ्वी के द्रव्यमान का लगभग 2.27 गुना मान भी b के गुरुत्व को सीधे मापकर नहीं मिला है। यह समान आकार और ज्ञात द्रव्यमान वाले दूसरे ग्रहों के आँकड़ों पर आधारित अनुमान है।

• लगभग 7.008 दिन बार-बार होने वाले ट्रांज़िट से मापी गई कक्षीय अवधि
• पृथ्वी की त्रिज्या का लगभग 1.31 गुना ट्रांज़िट की गहराई और तारे के आकार से निकली त्रिज्या
• पृथ्वी के द्रव्यमान का लगभग 2.27 गुना समान आकार वाले ग्रहों के आँकड़ों से अनुमानित द्रव्यमान
• पृथ्वी को मिलने वाली ऊर्जा का लगभग 316 गुना b को मिलने वाली तारकीय ऊर्जा की गणना

बार-बार होने वाले पारगमन से क्या सटीक रूप से जाना जा सकता है?

b अपने तारे की रोशनी का लगभग दस हज़ारवाँ हिस्सा रोकता है। चमक में इतनी कमी केवल एक बार दिखे, तो इसे उपकरण के शोर, तारे की सतह में बदलाव या पृष्ठभूमि के द्वितारा तंत्र की चमक में बदलाव समझा जा सकता है। लेकिन समान गहराई और अवधि वाला संकेत हर 7.008 दिन में दोहराए, तो ग्रह के तारे के सामने से गुजरने की व्याख्या कहीं अधिक विश्वसनीय हो जाती है।

हर ट्रांज़िट पूरा दर्ज नहीं हुआ। कभी अवलोकन रुका, कभी वह किसी दूसरे ग्रह के ट्रांज़िट से मिला, और कभी उपकरण की स्थिति के कारण आँकड़े नहीं मिले। फिर भी कक्षीय अवधि छोटी है और ट्रांज़िट कई बार दोहराता है, इसलिए अगले ट्रांज़िट का समय और तारों की रोशनी में औसत कमी सटीक रूप से निकाली जा सकती है। इसमें केंद्रीय तारे की त्रिज्या लागू करने पर b की त्रिज्या पृथ्वी की लगभग 1.31 गुना निकलती है।

बार-बार होने वाले ट्रांज़िट से पता चलता है कि ग्रह कब तारे के सामने आएगा और कितनी तारकीय रोशनी रोकेगा। ग्रह का द्रव्यमान जानने के लिए उसके गुरुत्व का तारे या दूसरे ग्रहों पर पड़ने वाला असर अलग से मापना पड़ता है।

क्या ग्रह द्वारा रोकी गई तारकीय रोशनी से उसका द्रव्यमान भी पता चलता है?

एक ही आकार के ग्रहों का द्रव्यमान बहुत अलग हो सकता है। यह इस बात पर निर्भर करता है कि उनमें कितना लोहा और चट्टान है तथा पानी या गैस की मोटी परत मौजूद है या नहीं। ट्रांज़िट अवलोकन ग्रह का दिखाई देने वाला आकार बताता है, लेकिन उसके भीतर मौजूद पदार्थ की मात्रा नहीं। द्रव्यमान मापने के लिए तारे में ग्रह के गुरुत्व से होने वाली आगे-पीछे की गति मापनी पड़ती है, या यह देखना पड़ता है कि पड़ोसी ग्रह एक-दूसरे को खींचकर ट्रांज़िट के समय को कितना बदलते हैं।

केपलर-90 b का द्रव्यमान अभी इन तरीकों से पक्के तौर पर नहीं मापा गया है। NASA Exoplanet Archive में दिया लगभग 2.27 पृथ्वी-द्रव्यमान का मान, ज्ञात द्रव्यमान वाले कई ग्रहों के आकार-द्रव्यमान संबंध में b की त्रिज्या रखकर निकाला गया अनुमान है। यह b के अपने गुरुत्व का मापन नहीं, बल्कि समान आकार वाले ग्रहों में दिखने वाले औसत रुझान का उपयोग है।

अनुमानित द्रव्यमान से निकाले गए घनत्व का क्या अर्थ है?

2.27 पृथ्वी-द्रव्यमान के अनुमान और 1.31 पृथ्वी-त्रिज्या का उपयोग करने पर औसत घनत्व पृथ्वी जैसा निकलता है। लेकिन द्रव्यमान खुद त्रिज्या के आधार पर अनुमानित है, इसलिए इस घनत्व को अलग मापन नहीं माना जा सकता। पहले त्रिज्या से द्रव्यमान का अनुमान लगाया गया और फिर उन्हीं दोनों मानों से घनत्व निकाला गया है।

कई ग्रहों के आँकड़े बताते हैं कि b मुख्यतः चट्टानी हो सकता है, लेकिन उसके लौह-कोर का अनुपात, पानी जैसे वाष्पशील पदार्थों की मात्रा और वायुमंडल की मौजूदगी अज्ञात हैं। वास्तविक द्रव्यमान अनुमान से बड़ा या छोटा निकले, तो घनत्व और आंतरिक संरचना की व्याख्या भी बदलेगी। इसलिए सूची में लिखे अंकों के साथ यह देखना भी ज़रूरी है कि वे किस तरीके से मिले हैं।

1. ट्रांज़िट की पुनरावृत्ति लगभग 7.008 दिन की कक्षीय अवधि और तारों की रोशनी में औसत कमी मापी जाती है।
2. तारे की त्रिज्या लागू करना b की त्रिज्या पृथ्वी की लगभग 1.31 गुना निकाली जाती है।
3. दूसरे ग्रहों से तुलना समान आकार वाले ग्रहों के आँकड़ों से लगभग 2.27 पृथ्वी-द्रव्यमान का अनुमान लगाया जाता है।
4. भविष्य में आवश्यक मापन b के गुरुत्व का तारे या पड़ोसी ग्रहों पर असर देखकर वास्तविक द्रव्यमान मापना होगा।

क्या केपलर-90 b का वास्तविक सतही तापमान जाना जा सकता है?

b अपने तारे से लगभग 0.074 AU, यानी करीब 1 करोड़ 11 लाख किमी दूर है। गणना के अनुसार उसे पृथ्वी की तुलना में लगभग 316 गुना तारकीय ऊर्जा मिलती है। ग्रह कितनी रोशनी परावर्तित करता है और गर्मी पूरे ग्रह में कैसे फैलती है, इसकी सरल धारणाओं से तापमान लगभग 1,062 K, यानी करीब 790 डिग्री सेल्सियस निकलता है। ग्रह को बहुत तेज़ गर्मी मिलती है, लेकिन यह तापमान उसकी वास्तविक सतह पर मापा नहीं गया है।

वायुमंडल मौजूद हो, तो वह दिन वाले हिस्से की गर्मी रात वाले हिस्से तक पहुँचा सकता है या कुछ तरंगदैर्घ्यों की ऊर्जा रोक सकता है। सतह अधिक तारकीय रोशनी परावर्तित करे, तो अवशोषित ऊर्जा घटेगी। मौजूदा ट्रांज़िट आँकड़ों से b के वायुमंडल और सतह की दशा पता नहीं चलती। कई ट्रांज़िट दिखने का अर्थ है कि कक्षीय अवधि और आकार सटीक रूप से ज्ञात हैं; इसका अर्थ यह नहीं कि द्रव्यमान, वायुमंडल और सतह भी ज्ञात हैं।

पृष्ठ पर दिख रही गर्म चट्टानी सतह अवलोकन से मिली तस्वीर नहीं, बल्कि समझाने के लिए बनाया गया चित्र है। कक्षीय अवधि, तारों की रोशनी में कमी और त्रिज्या b के ट्रांज़िट अवलोकनों पर आधारित हैं। पृथ्वी के द्रव्यमान का लगभग 2.27 गुना मान दूसरे ग्रहों से तुलना पर आधारित अनुमान है, जबकि लगभग 790 डिग्री सेल्सियस वायुमंडल और परावर्तन को सरल मानकर निकाला गया तापमान है।

स्रोत

• NASA Exoplanet Archive — Kepler-90 b Parameters and Mass Provenance
• Astronomy & Astrophysics — Kepler-90 System Analysis
• The Astrophysical Journal — Validation of Multiple Kepler Systems
• The Astrophysical Journal — Probabilistic Mass–Radius Relation
• The Astrophysical Journal — Forecasting Masses from Radii
• NASA Science — Kepler Transit Method
• NASA Exoplanet Archive — Kepler Data Products