සෞරග්‍රහ මණ්ඩලයට අයත් ග්‍රහලෝක පිළිබඳ ව මිනිසා බොහෝ කලක පටන් දැනුම්වත් ව සිටියා. ඒවායේ විද්‍යාත්මක දත්ත එක්රැස් කිරීමේ ක්‍රියාවලියටත් දිගු ඉතිහාසයක් තිබෙනවා. එහෙත්, 90 දශකයේ අග භාගය වන තුරු සෞරග්‍රහ මණ්ඩලයෙන් එපිට ග්‍රහලෝක හෙවත් "බහිර් ග්‍රහලෝක" ගැන මිනිසාට තිබුණේ ඉතා සීමිත දැනුමක්. එකල වෙනත් තාරකාවක් වටා කක්ෂගත ව ඇති ග්‍රහලෝක විද්‍යා ප්‍රබන්ධයකට අයත් අංගයක් වන තරමට ම මිනිසාට ආගන්තුක වුණා.
ජීවයට හිතකර ග්‍රහලෝක
සෞරග්‍රහ මණ්ඩලයෙන් එපිට පිහිටි තාරකාවක් වටා කක්ෂගත වූ ග්‍රහලෝකයක් මුල් වරට අනාවරණය කර ගත්තේ 1992 දී යි. ඊට පෙරාතුව බහිර් ග්‍රහලෝකයක සාධක මතු වෙමින් පැවතුණත්, ඒවා තහවුරු කිරීමක් සිදු කළේ නැහැ. එතැන් පටන් අද දක්වා බහිර් ග්‍රහලෝක විශාල සංඛ්‍යාවක් අනාවරණය කරගෙන ඇති අතර, ඉන් සමහරක් ජීවයට හිතකර ග්‍රහලෝක විය හැකි බව සැක කෙරෙනවා. ඒ අතර ඉතා අසාමාන්‍ය පාරිසරික තත්ත්ව සහිත බහිර් ග්‍රහලෝක ගැනත් තොරතුරු අනාවරණය වෙමින් පවතිනවා.
මේ දක්වා අනාවරණය කරගත් බහිර් ග්‍රහලෝක අතර විශාල විවිධත්වයක් පැවතුණත්, බහිර් ග්‍රහලෝක බහුතරයකට පොදු වූ එක් සාධකයක් විශේෂිත ව දැකිය හැකි යි. ඒවා බොහෝමයක් අපගේ ප්‍රබලත ම දුරේක්ෂවලින් පවා නිරීක්ෂණය කිරීමට අසීරු දුරකින් පිහිටා තිබීම එම සාධකය යි. සෞරග්‍රහ මණ්ඩලයේ ඇතැම් ග්‍රහලෝක නම් පැහැදිලි රාත්‍රී අහසක් තිබෙන විට පියවි ඇසින් පවා නිරීක්ෂණය කළ හැකි යි. තත්ත්වය එසේ නම්, බහිර් ග්‍රහලෝකවල පිහිටීම සහ ඒවායේ ස්වභාවය තාරකා විද්‍යාඥයන් නීර්ණය කරන්නේ කෙසේ ද?
මේ සඳහා ඔවුන් දශක කිහිපයක් මුළුල්ලේ දියුණු කරමින් පවත්වා ගෙන ආ ශිල්පීය ක්‍රම කිහිපයක් තිබෙනවා. ඒවායින් ප්‍රධාන ශිල්පීය ක්‍රම කිහිපයක් වෙත අවධානය යොමු කිරීමට යි මේ සූදානම් වන්නේ.
1. ග්‍රහලෝකයක සංක්‍රාන්තිය (Transit)
කුඩා ග්‍රහලෝකයක් ඉතා ඈතින් පිහිටි තාරකාවක් වටා කක්ෂගත ව ඇති ආකාරය ගැන සිතන්න. මෙම ග්‍රහලෝකය නීරික්ෂකයා සහ එහි මව් තාරකාව අතරින් ගමන් කරන අවස්ථාවක දී මව් තාරකාවේ ආලෝකය යම් ප්‍රමාණයකින් අවහිර වීමකට ලක් වෙනවා. එම අඳුරු වීම ප්‍රමාණවත් සංඛ්‍යාතයකින් සිදු වූවා නම්, නිරීක්ෂකයාට බහිර් ග්‍රහලෝකය නොපෙනුණත්, ග්‍රහලෝකයේ පැවැත්ම අනුමාන කළ හැකි යි.
ආලෝකයේ ඉතා කුඩා වෙනස් වීම් විශ්ලේෂණය කිරීම සඳහා විද්‍යාඥයන් ප්‍රබල දුරේක්ෂ සහ වෙනත් උපකරණ සංයෝජනයක් යොදා ගන්නවා. පෘථිවියේ සිට බහිර් ග්‍රහලෝකයට ඇති දුර අප දන්නේ නම්, ග්‍රහලෝකයෙන් මව් තාරකාවේ අඳුරු වන ආලෝක ප්‍රතිශතයේ ද උපකාරයෙන් ග්‍රහලෝකයේ විශාලත්වය දල වශයෙන් තක්සේරු කළ හැකි යි. කෙසේ නමුත්, "Transit" ක්‍රමයේ අවාසි කිහිපයක් තිබෙනවා. ග්‍රහලෝකයක පැවැත්ම නිරීක්ෂණය කිරීමට නම් මව් තාරකාව, නිරීක්ෂකයා සහ ග්‍රහලෝකය නිවැරදි ව පෙළ ගැසිමේ අවශ්‍යතාව එහි ප්‍රධානත ම අවාසිය යි. ග්‍රහලෝකයක් දුරින් කක්ෂගත වන තරමට ඉහත සඳහන් පෙළගැස්ම නිරීක්ෂණය කිරීමේ සම්භාවිතාවත් අවම වෙනවා.
ව්‍යාජ ධනාත්මක කරුණු විශාල සංඛ්‍යාවක් ඉස්මතු වීමේ අවදානමත් "Transit" ක්‍රමයේ අවාසි අතර තිබෙනවා. මව් තාරකාවෙන් නික්මෙන ආලෝකය, ග්‍රහයකු නොවන ආකාශ වස්තුවකින් අවහිර වීමේ හැකියාවක් තිබීම ඊට හේතුව යි. එහෙත්, එම ග්‍රහලෝකය නිවැරදි පෙළගැස්මක් සහිත ව කක්ෂගත වී ඇත්නම්, අපට එම ග්‍රහලෝකය නිරාවරණය වන්නේ අදියර වශයෙන් කිසියම් අනුපිළිවෙළකට යි. එවිට විධිමත් ආකාරයකින් හා කාලානුරූප ව තාරකාවෙන් අභ්‍යවකාශ දුරේක්ෂ වලට ලැබෙන ආලෝකයත් ඉහළ යනවා.
මෙලෙස තාරකාවෙන් ලැබෙන විකිරණ ප්‍රමාණය සහ කාලානුරූප ව ග්‍රහලෝකයෙන් ලැබෙන විකිරණ ප්‍රමාණයේ එකතුව ක්‍රමයෙන් වැඩි වන නිසා ග්‍රහලෝකයක පැවැත්ම ගැන පැහැදිලි සාධක සපයා ගත හැකි යි. "Transit" ක්‍රමයට සාපේක්ෂ ව “Orbital Brightness” ක්‍රමය වඩාත් ඵලදායී බවත් පැවසෙනවා. නීරික්ෂකයා, ග්‍රහලෝකය සහ තාරකාව නිවැරදි ව පෙළ ගැසීමේ අවශ්‍යතාවක් නොමැති වීම ඊට හේතුව යි.
3. තාරකාවක අරීය ප්‍රවේගය (Radial Velocity)
පාසල් යන අවධියේ දී අප සූර්යයා ගැන ඉගෙන ගත් කරුණු මතක ද?
සෞරග්‍රහ මණ්ඩලයේ ඇති ග්‍රහලෝක, ග්‍රාහක සහ අනෙකුත් සුන්බුන් සූර්යයා වටා කක්ෂගත වෙමින් සෙමෙන් පරිභ්‍රමණය වන බව අප ඉගෙන ගත්තා. බැලූ බැල්මට ම ඉන් හැඟී යන්නේ සූර්යයා යනු නිශ්චල තාරකාවක් බව යි. සත්‍යය ඊට වඩා තරමක් සංකීර්ණ යි. සූර්යයාට සාපේක්ෂ ව අපගේ ග්‍රහ පද්ධතියේ ග්‍රහලෝක කුඩා වුවත්, ඒවාට යම් ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයක් තිබෙනවා. ඒ ගුරුත්ව බලය සූර්යයා කෙරෙහිත් බල පැවැත්වෙනවා. සූර්යයා ගෙන් ග්‍රහලෝක වෙත එල්ල කරන ගුරුත්ව බලපෑම සමඟ සැසඳීමේ දී ග්‍රහලෝකවලින් සූර්යයාට එල්ල කරන බලපෑම ඉතා කුඩා වුවත්, සූර්යයා මඳක් පැත්තට වැනීම හෝ ඉතා සුළු වෙවුලීමක් (wobble) ඇති කිරීමට එම බලපෑම ප්‍රමාණවත්.
විශාල ග්‍රහලෝකයකට ප්‍රමාණවත් ස්කන්ධයක් ඇත්නම් එම ග්‍රහලෝකයෙන් සිය තාරකාව වෙත එල්ල කරන බලපෑමත් විශාල වන්නට පුළුවන්. උදාහරණයක් ලෙස සූර්යයා ගේ සෙලවීම කෙරෙහි පෘථිවිය දරණ දායකත්වයට වඩා බ්‍රහස්පතී ගේ දායකත්වය වැඩි යි.
බහිර් ග්‍රහලෝක හඳුනා ගැනීම සඳහා මෙම සංසිද්ධිය භාවිත කරන්නේ කෙසේ ද යන ගැටලුවත් දැන් ඔබට මතු වෙනවා ඇති.
"ඩොප්ලර් ආචරණය"
ආලෝක වර්ෂ ගණනාවක් ඈතින් තිබෙන තාරකාවක සුළු වෙව්ලීමක් නීරික්ෂණය කිරීම ප්‍රායෝගික තලයෙන් සිදු කළ නොහැකි යි. ඒ සඳහා "ඩොප්ලර් ආචරණය" නම් භෞතික විද්‍යාවේ එන සංසිද්ධිය භාවිත කිරීමට සිදු වෙනවා.
වීදියක ගමන් කරන විට පසුකර ගෙන යන ගිලන් රථයක නළා ශබ්දයේ අඩු වැඩි වීම ඔබ අත්දැක ඇති. ගිලන් රථය ඔබට වඩාත් ආසන්න වනවිට නළා ශබ්දයේ තීව්‍ර බව වැඩියෙන් ඇසෙන අතර, ගිලන් රථය පසුකර ගෙන ගිය සැණින් එම තීව්‍ර බව කෙමෙන් කෙමෙන් අඩු වෙනවා. ඩොප්ලර් ආචරණය සැබෑ ජීවිතයේ දී අත්විඳීමට ලැබෙන අවස්ථාවක් ලෙස මෙම සිදුවීම හැඳින්විය හැකි යි. මීට හේතුව වන්නේ ශක්තිය විමෝචනය කරන වස්තුවක් (ශක්තිය ශබ්දය ලෙසත්, ගිලන් රථය එහි ප්‍රභවය ලෙසත්, ආදේශ කරගමු.) ඔබට සමීප වනවිට ඉන් නිකුත් කරන තරංග හැකිළීමකට භාජනය වීම යි. වස්තුව ඔබෙන් ඈත් වනවිට එම තරංග නැවතත් ඇදීමකට ලක් වෙනවා. විද්‍යාවේ දී මෙම හැකිළීම සහ දිග ඇරීම තරංග සංඛ්‍යාතයේ සිදුවන සාපේක්ෂ වෙනස්කම් ලෙස හැඳින්විය හැකි යි.
තරංග ආකාරයෙන් ශක්තිය ගමන් කරන්නේ ශබ්දයේ දී පමණක් නොවෙයි. තාපය, ආලෝකය වැනි ශක්ති ආකාරත් තරංග ආකාරයෙන් ගමන් කරනවා. දැන් ශක්ති ප්‍රභවය ලෙස ආලෝක වර්ෂ ගණනාවක් ඈතින් ඇති තාරකාවක් ගැන සිතන්න. එම තාරකාවෙන් නිකුත් වන දෘෂ්‍ය ආලෝක තරංග හැකිළෙන විට නිල් පැහැයෙනුත්, දිග හැරෙන විට රතු පැහැයෙනුත්, දිස් වන බව පැවසෙනවා. මෙම සාක්ෂිය භාවිතයෙන් කිසියම් ආකාශ වස්තුවක් අපෙන් ඉවත ට හෝ අප වෙතට ගමන් කරනවාදැ යි නීර්ණය කළ හැකි යි.
ග්‍රහ වස්තුවක ගුරුත්ව බලපෑම නිසා එහි තාරකාව යම් සෙලවීමකට ලක් වෙමින් භ්‍රමණය වේ නම්, එය විටෙක පෘථිවියේ සිටින නිරීක්ෂකයා දෙසටත්, විටෙක නිරීක්ෂකයා ගෙන් ඉවතටත්, ගමන් කිරීම සිදු වෙනවා. තාරකාවක "අරීය ප්‍රවේගය" ලෙස හඳුන්වන්නේත් මෙය යි. ඊට අනුරූප ව දෘෂ්‍ය ආලෝක තරංග වල ස්වභාවය හෝ සාපේක්ෂ සංඛ්‍යාතයත් වෙනස් වෙනවා. මේ ඉතා කුඩා වෙනස් වීම වර්ණාලීක්ෂ ක්‍රම භාවිතයෙන් නීර්ණය කළ හැකි යි. මෙම ක්‍රමවේදය භාවිතයෙන් බලපෑම ඇති කරන ග්‍රහයාගේ ස්කන්ධය පවා සෙවිය හැකි යි.
4. සෘජු ඡායාරූපකරණය (Direct Imaging)
බහිර් ග්‍රහලෝක ඉතා දුරින් පිහිටා ඇති නිසා ඒවා තාරකාවලට සාපේක්ෂ ව මිලියන ගුණයකින් පමණ අඳුරු ව පවතිනවා. බ්‍රහස්පති හෝ සිකුරු මෙන් ඒවා ඡායාරූපගත කිරීම පහසු නැහැ. එහෙත්, ඍජු ඡායාරූපකරණය හරහා බහිර් ග්‍රහලෝක හඳුනා ගැනීමේ තාක්ෂණික ක්‍රමවේද දැන් දියුණු කරමින් පවතිනවා. තාරකාවකින් නිකුත් වන දැවැන්ත විකිරණ ප්‍රමාණය හමුවේ බහිර් ග්‍රහයන් ගෙන් පරාවර්තන වන ඕනෑම ආලෝකයක් ආවරණය වීමේ වැඩි හැකියාව නිසා බහිර් ග්‍රහයෙක් ඍජු ව ඡායාරූපගත කිරීම ඉතා අභියෝගාත්මක යි. දැනට මෙම ක්‍රමවේදය යටතේ තාක්ෂණික ශිල්පීය ක්‍රම කිහිපයක් භාවිත වෙනවා. එම ක්‍රම අතරින් “Shine Blocker” සහ “Light Blocker” මෙහි දී සළකා බැලෙනවා.
දීප්තිමත් දිනයක අව් රශ්මියෙන් ඇති වන බාධා ඉවත් කරමින් අවට හොඳින් නැරඹීමට මිනිසුන් අව් කණ්ණාඩි පළඳින අවස්ථා තිබෙනවා. “Shine Blocker” ශිල්පීය ක්‍රමයේ දී සිදු වන්නේත් ඒ හා සමාන ක්‍රියාවලියක්. නිරීක්ෂකයා වෙත ළඟා වන තාරකාවේ දීප්තිය විවිධ ක්‍රම හරහා අඩු කරමින් ඒ වටා පරිභ්‍රමණය වන ග්‍රහලෝකවල සෘජු ඡා‍යාරූප ලබා ගැනීම මෙහි දී සිදු වෙනවා.
“Light Blocker” ක්‍රමය ආකාර දෙකකින් සිදු කළ හැකි යි. දුරේක්ෂය තුළ ඇති උපකරණයක් මඟින් තාරකාවෙන් පැමිණෙන ආලෝකය අනාවරකයට ළඟා වීමට මත්තෙන් අවහිර කිරීම ඉන් එක් ක්‍රමයක්. මෙම ක්‍රමවේදය "coronagraphy" ලෙස හඳුන්වනවා. දෙවැනි ක්‍රමයේ දී තාරකාවෙන් පැමිණෙන ආලෝකය දුරේක්ෂයට ඇතුළු වීමටත් පෙර සිට ම අවහිර කිරීම සිදු කරනවා. එම අවහිර කිරීම 'star shade' නමැති උපාංගයක් හරහා සිදු කිරීමට නියමිත බව පැවසෙනවා.
5. Gravitational Microlensing
ගුරුත්වාකර්ෂණ සංකල්ප ගැන නැවත සිතා බැලූ විද්වතෙක් ලෙස ඇල්බට් අයින්ස්ටයින් හැඳින්විය හැකි යි. ඔහු ගුරුත්වාකර්ෂණය, කාල අවකාශයේ ජ්‍යාමිතික ගුණයක් ලෙස අර්ථ දැක්වූ අතර, එය හුදෙක් වස්තූන් දෙකක් අතර පවත්නා ආකර්ෂණ බලයක් යන සරල තැනට ලඝු කළේ නැහැ. වෙනත් වචනවලින් කිවහොත්, ආකාශ වස්තු මඟින් අවකාශයේ යම් යම් වෙනස්කම් හෝ වක්‍රතා ඇති කිරීමට හේතු වන බව මින් විශ්වාස කරනවා. එම වෙනස්වීම් ඇති වන ආකාරය වෙන ම සාකච්ඡා කළ යුතු මාතෘකාවක් වන බැවින්, ඒ ගැන දිගු පැහැදිලි කිරීමක් මෙතැන සිදු කරන්නේ නැහැ.
මෙම වස්තු මඟින් (තාරකාවක් හෝ ග්‍රහලෝකයක්) අවකාශයේ ඇති කරන වෙනස්කම් නිසා ආලෝකයේ දිශාව වෙනස් වීමකට ලක් වෙනවා. එනම්, ආකාශ වස්තුවල ගුරුත්වය නිසා ආලෝකය නැවී ගමන් කිරීමේ හැකියාවක් තිබෙනවා. එවිට ආලෝකය නාභිගත වීමේ සම්භාවිතාවක් ද තිබෙනවා. මෙය කාචයක ක්‍රියාව ට සමාන කළ හැකි යි. අප ට අත් කාචයක් තිබේ නම් සූර්යයා ගෙන් පැමිණෙන ආලෝක කිරණ කඩදාසියක් මත නාභිගත කරන්න පුළුවන්. ඉතා දීප්තිමත් ආලෝක ලපයක් සේ පෙනෙන්නේ මේ නාභිගත වූ ආලෝකය යි. "Gravitational microlensing"වල දී සිදුවන්නේත් එවැනි ක්‍රියාදාමයක්.
"A" යනුවෙන් හැඳින්වෙන දුරස්ථ තාරකාවකින් විහිදෙන ආලෝක කිරණ සළකන්න. මේ ආලෝක කිරණ බොහෝ දුරක් ප්‍රචාරණය වෙමින් තිබෙන විට "B" නමැති තවත් තාරකාවක් මුණ ගැසෙනවායැ යි සිතමු. අපි මුලින් සඳහන් කළා ආකාශ වස්තුවක ගුරුත්වය නිසා අවකාශයේ වෙනස්කමක් නැත්නම්, වක්‍ර වීමක් සිදු වෙනවා කියලා. මේ වක්‍ර වීම හේතුවෙන් ආලෝකයේ දිශාව වෙනස් වී නාභිගත වීමක් ද සිදුවිය හැකි යි.
"A" තාරකාවෙන් නික්මෙන ආලෝකය, "B" තාරකාවේ ගුරුත්වය හමුවේ නාභිගත වීම නිසා නීරික්ෂකයාට "වෙනස් වන දීප්තියකින්" එම සංසිද්ධිය නිරීක්ෂණය කළ හැකි යි. කාචයක් මෙන් ක්‍රියා කරන "B" තාරකාව නිරීක්ෂකයා ගෙන් ඉවත් ව ගිය පසු දුරස්ථ "A" තාරකාවේ දීප්තියත් පහත වැටෙනවා.
මෙලෙස “B” තාරකාව කාචයක් ලෙස ක්‍රියා කරමින් නිරීක්ෂකයා පසුකර යන විට "B“ වටා කක්ෂගත වූ ග්‍රහලෝකයක් ඇත්නම්, නිසි ලෙස ස්ථානගත කර ඇති අභ්‍යවකාශ දුරේක්ෂයක ට එම ග්‍රහලෝකය නිරීක්ෂණය වනු ඇති. නමුත්, ඒ එක ක්‍රමයක් පමණ යි.
"A" තාරකාවේ ආලෝකය, "B" තාරකාවේ ගුරුත්වය හමුවේ නාභිගත වීමෙන් පසු "B" තාරකාව වටා පරිභ්‍රමණය වන ග්‍රහලෝකයේ ගුරුත්වය නිසා නැවතත් සුළු කාලයකට නාභිගත වෙනවා. එවිට දෙවැනි වතාවටත් ක්ෂණික දීප්තියක් අපේක්ෂා කළ හැකි යි. ඒ සුළු අපගමනය බහිර් ග්‍රහලෝකයක පිහිටීම ගැන ඉඟි සපයනවා. 5.2 රූපය දෙස බලන්න, ඔබට වැටහේවි. බැලූ බැල්මට ම මෙහි දී “A” තාරකාවේ ආලෝකය, බහිර් ග්‍රහලෝක හඳුනා ගැනීම සඳහා "ඇමක්" ලෙස ක්‍රියා කරනවා.
බහිර් ග්‍රහලෝක හඳුනා ගැනීම සඳහා සෘජු නොවන ක්‍රමවේද නිරතුරුව ම දියුණු කිරීමට විද්‍යාඥයන් උත්සහ කරනවා. ලිපියෙන් සාකච්ඡාවට බඳුන් වූයේ ප්‍රධාන වශයෙන් භාවිතයට ගැනෙන ක්‍රමවේද කිහිපයක් පමණ යි.
කවරයේ ඡායාරූපය: බහිර් ග්‍රහලෝක සෙවීමේ මෙහෙයුම් වෙනුවෙන් කැප වූ දුරේක්ෂ බලකාය. මේවායින් ඇතැමෙක් දැන් විශ්‍රාම ගිහින්. තවත් අය නුදුරු අනාගතයේ දී සේවයට පැමිණීමේ අපේක්ෂාවෙනුත් පසුවෙනවා - nasa.tumblr.com/
මූලාශ්‍ර:
exoplanets.nasa.gov
www.smithsonianmag.com
https://exoplanets.nasa.gov