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तारों की दूरी: लंबन और चमक

पास के तारों की दूरी लंबन से नापी जाती है: पृथ्वी के सूर्य के चक्कर लगाने से तारा खिसकता दिखता है और दूरी पारसेक में d = 1 / p (p आर्कसेकंड में)। दूर के तारों के लिए चमक काम आती है: दूरी मापांक m − M = 5 log10(d / 10) बताता है कि तारा कितना चमकता दिखता है (m) और असल में कितना चमकता है (M)। 1 पारसेक = 3.26 प्रकाश-वर्ष।

🎬 कदम-दर-कदम कहानी

  1. पृथ्वी सूर्य का चक्कर लगाती है। इससे हमें छह महीने के अंतर पर दो देखने की जगहें मिलती हैं। पास का तारा दोनों जगह से दिखता है।
  2. तारे को जनवरी में और जुलाई में देखिए। वह दूर के तारों के सामने खिसकता लगता है। उस खिसकाव का आधा कोण p है, जिसे लंबन कहते हैं।
  3. अब तारे को पास लाइए। कोण p बड़ा हो जाता है। दूर के तारे का p बहुत छोटा होता है। इसलिए दूरी d = 1 / p।
  4. चमक दूसरा पैमाना है। वही तारा दूर हो तो धुँधला दिखता है। दोगुनी दूरी पर 4 गुना धुँधला।
  5. खुद आज़माइए: स्लाइडर चलाइए। p, पारसेक और प्रकाश-वर्ष में दूरी और m − M पढ़िए।

टिप: 3D दृश्य को घुमाने के लिए खींचें। ज़ूम के लिए दो उंगलियाँ इस्तेमाल करें।

🤔 आम शंकाएँ और उनके जवाब

हम एक दिन की जगह छह महीने क्यों लेते हैं?

एक दिन में पृथ्वी बहुत कम चलती है। छह महीने में पृथ्वी कक्षा के उल्टे सिरों पर होती है, यह सबसे लंबा आधार है, इसलिए खिसकाव सबसे बड़ा मिलता है।

p को आधा खिसकाव क्यों कहते हैं?

कुल खिसकाव सूर्य के दोनों ओर की दो जगहों के बीच है। सूर्य से पृथ्वी तक की दूरी (एक ओर) पर बना कोण उसका आधा है। तारे तक जाती दोनों रेखाएँ देखिए।

लंबन से बहुत दूर के तारे क्यों नहीं नपते?

दूर के तारे का p हमारी दूरबीन की नाप से भी छोटा हो जाता है। तारे को दूर ले जाकर p को घटते देखिए।

तारा धुँधला दिखे तो क्या वह हमेशा दूर होता है?

नहीं। हो सकता है वह कमज़ोर तारा हो और पास हो। असली शक्ति भी पता होनी चाहिए।

छोटा परिमाण ज़्यादा चमकीला क्यों होता है?

यह यूनानियों का पुराना पैमाना है: सबसे चमकीले तारों को पहला परिमाण कहा गया था। आदत बनी रही।

तारों के लिए पैमाना क्यों चाहिए

तारे बहुत-बहुत दूर हैं। सूर्य के बाद सबसे पास का तारा भी लगभग 4 प्रकाश-वर्ष दूर है। प्रकाश-वर्ष वह दूरी है जो प्रकाश एक साल में तय करता है, लगभग 95 खरब km। हम फ़ीता या रडार इस्तेमाल नहीं कर सकते। इसलिए खगोलविद तारे की अपनी रोशनी और पृथ्वी की गति का सहारा लेते हैं।

एक बड़ी इकाई है पारसेक (pc)। 1 pc = 3.26 प्रकाश-वर्ष। यह लंबन विधि के लिए ही बनी है।

विधि 1: लंबन (पास के तारे)

जनवरी में तारे की फ़ोटो लीजिए। जुलाई में फिर लीजिए। पृथ्वी अपनी कक्षा के दूसरी ओर पहुँच चुकी है। पास का तारा दूर के स्थिर तारों के सामने थोड़ा खिसकता दिखता है। कुल खिसकाव का आधा लंबन कोण p है।

कोण बहुत छोटा है, इसलिए उसे आर्कसेकंड (″) में नापते हैं। 1 अंश = 3600 आर्कसेकंड।

d (पारसेक में) = 1 / p (आर्कसेकंड में)

p छोटा तो दूरी बड़ी। अंतरिक्ष की दूरबीनें p को लगभग 0.00001″ तक नाप लेती हैं, इसलिए हज़ारों पारसेक दूर के तारे भी नपते हैं। ज़मीन से यह केवल कुछ सौ पारसेक तक चलता है।

विधि 2: चमक (आभासी और निरपेक्ष परिमाण)

रोशनी फैलती है। दोगुनी दूरी पर वही रोशनी 4 गुना क्षेत्र में फैलती है, इसलिए तारा 4 गुना धुँधला दिखता है। यह व्युत्क्रम वर्ग नियम है: चमक ∝ 1 / d²।

खगोलविद परिमाण (magnitude) इस्तेमाल करते हैं। छोटी संख्या यानी ज़्यादा चमकीला तारा। आभासी परिमाण (m) बताता है कि पृथ्वी से तारा कितना चमकता दिखता है। निरपेक्ष परिमाण (M) बताता है कि वह 10 pc की मानक दूरी पर कितना चमकता दिखेगा। M तारे की असली शक्ति दिखाता है।

इन दोनों का अंतर दूरी बताता है:

m − M = 5 log10(d / 10) (d पारसेक में)। यही दूरी मापांक है।

M पता होना चाहिए। वह तारे के प्रकार से मिलता है, जैसे किसी जाने-पहचाने प्रकार के तारे की शक्ति पता होती है।

करके देखिए: घर पर लंबन

  1. हाथ फैलाकर अँगूठा ऊपर कीजिए। बायीं आँख बंद करके किसी दूर के पेड़ या इमारत को देखिए। अब दायीं आँख बंद कीजिए। अँगूठा उछलता है।
  2. अँगूठे को आधा नाक की ओर ले आइए और दोहराइए। उछाल बड़ा होगा।
  3. पहले अंदाज़ा लगाइए, फिर जाँचिए: पास की पेंसिल का उछाल बड़ा होगा या दूर की?

फिर ऊपर के 3D में तारे को पास लाइए और p को बढ़ते देखिए।

मुख्य सूत्र और परिभाषाएँ

हल किए गए उदाहरण

1. एक तारे का लंबन p = 0.25″ है। उसकी दूरी पारसेक और प्रकाश-वर्ष में निकालिए।

d = 1 / p = 1 / 0.25 = 4 pc। प्रकाश-वर्ष में: 4 × 3.26 = 13.0 प्रकाश-वर्ष।

2. एक तारा 50 pc दूर है। उसका लंबन कितना होगा?

p = 1 / d = 1 / 50 = 0.02″।

3. एक तारे के लिए m = 7 और M = 2 है। वह कितनी दूर है?

m − M = 5। तो 5 = 5 log10(d / 10), log10(d / 10) = 1, d / 10 = 10, d = 100 pc।

4. एक तारा पहले से 3 गुना दूर चला गया। वह कितने गुना धुँधला दिखेगा?

चमक ∝ 1 / d², इसलिए 3² = 9 गुना धुँधला।

5. M = 0 वाला तारा 1000 pc दूर है। उसका आभासी परिमाण m क्या होगा?

m − M = 5 log10(1000 / 10) = 5 log10(100) = 5 × 2 = 10। यानी m = 10 (खुली आँख से बहुत धुँधला)।

आम गलतियाँ

अभ्यास क्विज़

1. लंबन नापने के लिए तारे को देखा जाता है:
2. जिस तारे का लंबन कोण बड़ा है, वह:
3. p = 0.2″ वाले तारे की दूरी है:
4. यदि m − M = 5 हो, तो तारा कितनी दूर है?
5. 1 पारसेक लगभग बराबर है:

अभ्यास: खुद जवाब दो

अपना जवाब लिखो या चुनो, फिर जाँचें दबाओ। अटको तो संकेत देखो; जवाब देने के बाद पूरा हल दिखेगा।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

खगोलविद तारे की दूरी कैसे नापते हैं?

पास के तारों के लिए लंबन। दूर के तारों के लिए तारा कितना चमकता दिखता है और उसकी असली शक्ति कितनी है, इनकी तुलना (दूरी मापांक)।

पारसेक क्या है?

उस तारे की दूरी जिसका लंबन 1 आर्कसेकंड है। यह 3.26 प्रकाश-वर्ष के बराबर है।

दूरी मापांक क्या है?

यह m − M है, यानी आभासी और निरपेक्ष परिमाण का अंतर। यह 5 log10(d / 10) के बराबर होता है, इसलिए इससे पारसेक में दूरी d निकलती है।

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