సౌరమండలానికి బయట ఉండే గ్రహాలని ఎలా కనుక్కుంటారు?

ఇతర గ్రహాల మీద మనిషిని పోలిన ప్రజ్ఞావంతులైన జీవుల కోసం వేట, చింతన ఎంతో కాలంగా సాగుతోంది. మన సౌరమండలంలో (భూమి కాని) ఇతర గ్రహాల మీద, ఉపగ్రహాల మీద జీవరాశులు – అదీ ప్రజ్ఞ గల జీవరాశులు - ఉండే అవకాశం బహు తక్కువ. కనుక ఇతర తారల పరిసర గ్రహాల మీద అలాంటి జీవులు ఉండొచ్చనే ఆలోచన సహజంగా స్పురిస్తుంది. ఆ ఆలోచనే సౌరమండలానికి బయట గ్రహాల కోసం అన్వేషణకి స్ఫూర్తి నిచ్చింది.

అయితే మనకి అతి దగ్గరలో ఉండే సౌరమండలంలోనే దూర గ్రహాలైన యురేనస్, నెప్ట్యూన్ల ఆవిష్కరణ అంత సులభంగా జరగలేదు. స్థిరతారల నేపథ్యం మీద నెమ్మదిగా సంచరించే సన్నని చుక్కల కోసం విశ్వయవనికని అణువణువూ పరిశీలించిన మీదటే దూర గ్రహాలైన నెప్ట్యూన్, ప్లూటోలు దొరికాయి. గ్రహాలకి సహజ ప్రకాశం ఉండదు కనుక, సూర్యుడి నుండి ప్రతిబింబిత కాంతి సహాయంతో వాటిని కనుక్కోవడం దూర గ్రహాల విషయంలో కష్టం అవుతుంది. ఇక అలాంటప్పుడు ఎన్నో కాంతిసంవత్సరాల దూరంలో ఇతర తారావ్యవస్థలలో ఉండే గ్రహాలని కనుక్కోవడం దుస్సాధ్యం అనిపిస్తుంది.

అయితే అలాంటి లక్ష్యాన్ని సాధించడానికి కొన్ని పరోక్ష పద్ధతులని కనిపెట్టారు శాస్త్రవేత్తలు. వాటిలో మూడు ముఖ్యమైనవి –

• కోణీయ వేగ పద్ధతి (Method of angular velocity)

• ఖగోళ మాన పద్ధతి (Method of Astrometry)

• గోచార పద్ధతి (The Transit Method)

పరోక్ష పద్ధతులు అన్నిటిలోను మూలసూత్రం ఒక్కటే. ఒక తార చుట్టూ ఒక గ్రహం తిరుగుతున్నప్పుడు, ఆ గ్రహానికి (ముఖ్యంగా అది భారీ గ్రహం అయితే) తార మీద కొంత ప్రభావం ఉంటుంది. ఆ కారణం చేత తార నుండి వచ్చే సమాచారంలో కొన్ని ఆటుపోట్లు కనిపిస్తాయి. వాటిని బట్టి గ్రహం యొక్క ఉన్కిని తెలుసుకోవడానికి వీలవుతుంది.

ఒక తార చుట్టూ ఓ భారీ గ్రహం తిరుగుతున్నప్పుడు, కోణీయ ద్రవ్యవేగ నిత్యత్వ సూత్రం (conservation of angular momentum) వల్ల తార కూడా నెమ్మదిగా అటుఇటు ఊగిసలాడుతుంది. దీని సారూప్యంగా షాట్ పుట్ బంతిని విసిరే ఓ క్రీడాకారుణ్ణి ఊహించుకుందాం. గొలుసు కట్టి ఉన్న షాట్ పుట్ ని విసరడానికి ముందు క్రీడాకారుడు ఆ గొలుసు పట్టుకుని గిరగిరా తిరుగుతాడు. షాట్ పుట్ కి, దాన్ని తిప్పుతున్న క్రీడాకారుడికి మధ్య ఉండే సామాన్య గురుత్వ కేంద్రం చుట్టూ ఇద్దరూ తిరుగుతుంటారు. అదే విధంగా ఓ తార చుట్టూ ఓ భారమైన గ్రహం ప్రదక్షిణ చేస్తున్నప్పుడు, గ్రహం ప్రభావం వల్ల తార కూడా చిన్న కక్ష్యలో తిరుగుతుంటుంది. అయితే సాధారణంగా గ్రహంతో పోల్చితే తార బరువు బాగా ఎక్కువగా ఉంటుంది కనుక, తార తిరిగే కక్ష్య చిన్నదిగా ఉంటుంది. దూరం నుండి చూసే పరిశీలకులకి ఆ తార స్థిరంగా ఉండక ఒక కేంద్ర బిందువు చుట్టూ చిన్నగా కదులుతున్నట్టు ఉంటుంది. ఈ కదలికని ఆధారంగా చేసుకుని పై పద్ధతులలో మొదటి రెండు పని చేస్తాయి.

కోణీయ వేగ పద్ధతి తార నుండి వచ్చే కాంతి విశ్లేషణ మీద ఆధారపడుతుంది. చిన్న కక్ష్య మీదుగా కదులుతున్న తార, భూమి నుండి చూస్తున్న పరిశీలకులకి, కొంత కాలం భూమిని సమీపిస్తూ, కొంత కాలం భూమికి దూరంగా జరుగుతూ కదలడం కనిపిస్తుంది. భూమి దిశగా వస్తున్నప్పుడు డాప్లర్ ప్రభావం వల్ల దాని నుండి వచ్చే కాంతి కాస్త నీలి ఛాయని సంతరించుకుంటుంది. భూమికి దూరంగా జరుగుతున్నప్పుడు ఆ కాంతి కాస్తంత ఎర్ ర బారుతుంది. ఆ విధంగా తార నుండి వచ్చే కాంతి యొక్క వర్ణంలో లయబద్ధమైన మార్పులు వస్తున్నప్పుడు, దాని చుట్టూ ఏదైనా భారమైన గ్రహం ఉందేమో నని అనుమానించవలసి వస్తుంది.

ఇక రెండవదైన ఖగోళమాన పద్ధతిలో తార యొక్క కదలికలని నేరుగా దూరదర్శినిలో చూసి కొలుస్తారు. అయితే భూమి మీద ప్రతిష్ఠించబడ్డ దూరదర్శినిల సహాయంతో, పృథ్వీ వాతావరణం అడ్డురావడం వల్ల, అంత చిన్న చలనాలని కొలవడం కష్టం. కాని అంతరిక్షంలో సంచరించే దూరదర్శినులతో ఈ ఇబ్బంది ఉండదు. ప్రఖ్యాత 'హబుల్ అంతరిక్ష దూరదర్శిని' సహాయంతో అలాంటి పరిశీలనలు విజయవంతంగా జరిగాయి. అలాగే యూరొపియన్ స్పేస్ ఏజెన్సీ 2012 లో పంపబోయే ‘గయా’ అనబడే వాతావరణ ఉపగ్రహం సహాయంతో సౌరమండలానికి బయట పది నుండి యాభై వేల బృహద్ గ్రహాలని కనుక్కునే ఆస్కారం ఉందని నిపుణులు అంటున్నారు.

ఓ గ్రహం దాని పితృ తార ముందు నుంచి దానికి అడ్డుగా ప్రయాణం చేసినప్పుడు, ఆ గ్రహం తార ముఖం మీద ఓ కదిలే నల్లని చుక్కలా కనిపిస్తుంది. అలాంటి కదలికనే గోచారం (transit) అంటారు. ఉదాహరణకి సూర్యుడికి అడ్డుగా వీనస్ కదలికని ‘వీనస్ గోచారం’ అంటారు. ఆ పద్ధతిలోనే మొట్టమొదట భూమి నుండి సూర్యుడి దూరం కొలవగలిగారు. ఈ గోచార పద్ధతితో ఇతర తారల వద్ద గ్రహాల ఉన్కిని తెలుసుకోవచ్చు. ఓ తార ముందు నుండి దానికి అడ్డుగా ఓ బృహద్ గ్రహం ప్రయాణం చేసినప్పుడు పరిశీలకులకి ఆ తారా కాంతి కాస్తంత తగ్గినట్టు కనిపిస్తుంది. ఉదాహరణకి దూరానున్న ఓ తార ముందు నుండి మన బృహస్పతి అంత పెద్ద గ్రహం ప్రయాణిస్తే ఆ తారాకాంతిలో 1% తగ్గుదల కనిపిస్తుంది. అది చాలా చిన్న మార్పు కనుకే ఈ పద్ధతితో పాటు కోణీయ వేగ పద్ధతిని కూడా వినియోగించి నిర్ధారణ చేసుకుంటారు. కాంతిలో ఇంత తక్కువ మార్పును కనుక్కోగల పరికరాలు ఉన్నా, ఈ పద్ధతిలో చాలా పెద్ద గ్రహాలనే కనుక్కోవడానికి వీలవుతుంది. భూమి లాంటి చిన్న గ్రహాలు ఈ పద్ధతిలో పట్టుబడవు.

ఇవి కాకుండా కాంతి యొక్క ధృవీకరణ (polarization) మీద ఆధారపడే పద్ధతులు, అనేక దూరదర్శినులని కలిపి ఓ పెద్ద దూరదర్శినిలా ప్రయోగించే పద్ధతులు మొదలైన ఎన్నో అధునాతన పద్ధతులని ఈ సౌరేతర గ్రహ (extrasolar planets) అన్వేషణలో వినియోగిస్తున్నారు. గత వారం నాటికి ఐదొందలకి పైగా సౌరేతర గ్రహాలు కనుక్కోబడ్డాయి. ఇంత భారీ ప్రయత్నం జరుగుతున్నా ప్రజ్ఞావంతులైన జీవుల ఉన్కిని పసిగట్టే సుముహూర్తం మనకి దగ్గరి భవిష్యత్తులో ఉన్నట్టు కనిపించడం లేదు.