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आधुनिक खगोलीय अनुसंधान ने अवलोकन और डेटा संग्रह पर अत्यधिक सीमाओं के बावजूद ब्रह्मांड के बारे में ज्ञान का एक आश्चर्यजनक धन जमा किया है। खगोलविदों ने नियमित रूप से उन वस्तुओं के बारे में विस्तृत जानकारी दी है जो अरबों मील दूर हैं। खगोलीय जांच की आवश्यक तकनीकों में से एक विद्युत चुम्बकीय विकिरण को मापना और दूर की वस्तुओं के तापमान को निर्धारित करने के लिए विस्तृत गणना करना शामिल है।
कलर से लेकर कलर तक
किसी तारे से निकलने वाले प्रकाश के रंग से उसके तापमान का पता चलता है और तारे का तापमान ग्रहों जैसे आस-पास की वस्तुओं के तापमान को निर्धारित करता है। प्रकाश उत्पन्न होता है जब चार्ज किए गए परमाणु कण कंपन करते हैं और ऊर्जा को प्रकाश कणों के रूप में जारी करते हैं, जिन्हें फोटोन के रूप में जाना जाता है। क्योंकि तापमान एक वस्तु आंतरिक ऊर्जा से मेल खाता है, गर्म वस्तुएं उच्च ऊर्जा के फोटॉन का उत्सर्जन करेंगी। फोटॉनों की ऊर्जा प्रकाश की तरंग दैर्ध्य, या रंग निर्धारित करती है; इस प्रकार, किसी वस्तु द्वारा उत्सर्जित प्रकाश का रंग तापमान का संकेत है। हालांकि, यह घटना अवलोकनीय नहीं है, जब तक कि कोई वस्तु अत्यधिक गर्म नहीं हो जाती - लगभग 3,000 डिग्री सेल्सियस (5,432 डिग्री फ़ारेनहाइट) - क्योंकि दृश्यमान स्पेक्ट्रम के बजाय अवरक्त स्पेक्ट्रम में कम तापमान विकीर्ण होता है।
स्वर्गीय ब्लैकबॉडी
खगोलीय पिंडों के तापमान को मापने के लिए एक ब्लैकबॉडी की अवधारणा आवश्यक है। एक ब्लैकबॉडी एक सैद्धांतिक वस्तु है जो प्रकाश के सभी तरंग दैर्ध्य से ऊर्जा को पूरी तरह से अवशोषित करती है। इसके अलावा, एक ब्लैकबॉडी से प्रकाश का उत्सर्जन वस्तुओं की संरचना से प्रभावित नहीं होता है। इसका मतलब यह है कि एक ब्लैकबॉडी रंगों के एक निश्चित स्पेक्ट्रम के अनुसार प्रकाश विकिरण करता है जो केवल वस्तु के तापमान पर निर्भर करता है। सितारे आदर्श ब्लैकबॉडी नहीं हैं, लेकिन उत्सर्जन वेवलेंथ के आधार पर तापमान के सटीक अनुमान के लिए अनुमति देने के लिए वे पर्याप्त करीब हैं।
कई तरंग दैर्ध्य, एक पीक
एक साधारण दृश्य अवलोकन एक तारे के तापमान को प्रकट नहीं करता है क्योंकि तापमान शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य निर्धारित करता है, केवल उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य नहीं। आम तौर पर सितारे सफेद दिखाई देते हैं क्योंकि उनके उत्सर्जन स्पेक्ट्रा में तरंग दैर्ध्य की एक विस्तृत श्रृंखला होती है, और मानव आंख सफेद रोशनी के रूप में सभी रंगों के मिश्रण की व्याख्या करती है। नतीजतन, खगोलविद ऑप्टिकल फिल्टर का उपयोग करते हैं जो कुछ रंगों को अलग करते हैं, फिर वे एक सितारों के उत्सर्जन स्पेक्ट्रम के अनुमानित शिखर को निर्धारित करने के लिए इन पृथक रंगों की तीव्रता की तुलना करते हैं।
एक स्टार द्वारा गर्म
ग्रहों के तापमान को निर्धारित करना अधिक कठिन होता है क्योंकि किसी ग्रह का अवशोषण और उत्सर्जन विशेषताएँ किसी ब्लैकबॉडी के अवशोषण और उत्सर्जन विशेषताओं के समान पर्याप्त नहीं हो सकती हैं। एक ग्रह वायुमंडल और सतह सामग्री प्रकाश की महत्वपूर्ण मात्रा को प्रतिबिंबित कर सकती है, और कुछ अवशोषित प्रकाश ऊर्जा को ग्रीनहाउस प्रभाव द्वारा बनाए रखा जाता है। नतीजतन, खगोलविद जटिल गणनाओं के माध्यम से एक दूर के ग्रह के तापमान का अनुमान लगाते हैं जो निकटतम चर के तापमान के रूप में इस तरह के चर के लिए खाते हैं, ग्रह से दूरी दूरी, प्रकाश का प्रतिशत जो परिलक्षित होता है, वायुमंडल की संरचना और ग्रहों की घूर्णी विशेषताएँ।