मिल्की वे एकमात्र आकाशगंगा नहीं: ऐसे तारे जिनकी चमक समय के साथ बदल रही

Science साइंस: रविवार, 23 नवंबर, 1924 को, इस महीने से 100 साल पहले, द न्यू यॉर्क टाइम्स के पेज छह को पढ़ने वाले पाठकों को फर कोट के कई बड़े विज्ञापनों के बीच एक दिलचस्प लेख मिला होगा। शीर्षक था: लेख के केंद्र में अमेरिकी खगोलशास्त्री, डॉ. एडविन पॉवेल हबल, शायद अपने नाम की गलत वर्तनी से खुश थे। लेकिन कहानी में एक महत्वपूर्ण खोज का विवरण था: हबल ने पाया था कि दो सर्पिल आकार की नीहारिकाएँ, गैस और तारों से बनी वस्तुएँ, जिन्हें पहले हमारी आकाशगंगा के भीतर रहने वाला माना जाता था, इसके बाहर स्थित थीं।

ये वस्तुएँ वास्तव में एंड्रोमेडा और मेसियर 33 आकाशगंगाएँ थीं, जो हमारी आकाशगंगा के सबसे नज़दीकी बड़ी आकाशगंगाएँ हैं। आज, खगोलविदों का अनुमान है कि ब्रह्मांड में कई ट्रिलियन आकाशगंगाएँ हैं, जो करोड़ों आकाशगंगाओं के अवलोकन पर आधारित हैं। हबल की घोषणा से चार साल पहले, वाशिंगटन, डी.सी. में अमेरिकी खगोलशास्त्री हार्लो शैपली और हेबर कर्टिस के बीच ग्रेट डिबेट नामक एक घटना हुई थी। शैपली ने हाल ही में दिखाया था कि मिल्की वे पहले मापी गई आकाशगंगा से बड़ी है। शैपली ने तर्क दिया कि यह अपने भीतर सर्पिल नेबुला को समायोजित कर सकती है। दूसरी ओर, कर्टिस ने मिल्की वे से परे आकाशगंगाओं के अस्तित्व की वकालत की।

पीछे मुड़कर देखने पर, और कुछ विवरणों को अनदेखा करते हुए, कर्टिस ने बहस जीत ली। हालाँकि, मिल्की वे में दूरी मापने के लिए शैपली द्वारा इस्तेमाल की गई विधि हबल की खोज के लिए महत्वपूर्ण थी। और उनकी विधि एक अग्रणी अमेरिकी खगोलशास्त्री: हेनरीटा स्वान लेविट के काम से विरासत में मिली थी। 1893 में, एक युवा लेविट को मैसाचुसेट्स के हार्वर्ड कॉलेज वेधशाला में दूरबीन के अवलोकन से छवियों का विश्लेषण करने के लिए एक "कंप्यूटर" के रूप में काम पर रखा गया था। लेविट ने अन्य वेधशाला शोधकर्ताओं द्वारा किए गए छोटे मैगेलैनिक बादल नामक एक अन्य आकाशगंगा के दूरबीन अवलोकनों से फोटोग्राफिक प्लेटों का अध्ययन किया।

लेविट ऐसे तारों की खोज कर रहे थे जिनकी चमक समय के साथ बदलती रहती है। एक हज़ार से ज़्यादा परिवर्तनशील (बदलते) तारों में से, उन्होंने 25 को सेफ़िड्स नामक एक प्रकार के रूप में पहचाना, और 1912 में परिणाम प्रकाशित किए। सेफ़िड तारों की चमक समय के साथ बदलती रहती है, इसलिए वे स्पंदित होते दिखाई देते हैं। लेविट ने एक सुसंगत संबंध पाया: जो सेफ़िड्स अधिक धीरे-धीरे स्पंदित होते थे, वे अधिक तेज़ी से स्पंदित होने वाले सेफ़िड्स की तुलना में आंतरिक रूप से अधिक चमकीले (अधिक चमकदार) थे। इसे अवधि-चमक संबंध कहा गया।

अन्य खगोलविदों ने लेविट के काम के महत्व को महसूस किया: वे तारों की दूरी का पता लगाने के लिए संबंध का उपयोग कर सकते थे। प्रिंसटन विश्वविद्यालय में एक छात्र के रूप में, शैप्ले ने आकाशगंगा में अन्य सेफ़िड्स की दूरी का अनुमान लगाने के लिए अवधि-चमक संबंध का उपयोग किया। इस तरह से शैप्ले ने हमारी आकाशगंगा के आकार का अनुमान लगाया। लेकिन, खगोलविदों को हमारी आकाशगंगा के भीतर की दूरियों के बारे में सुनिश्चित होने के लिए, उन्हें सेफ़िड्स की दूरी मापने के लिए एक और अधिक प्रत्यक्ष तरीके की आवश्यकता थी। तारकीय लंबन विधि ब्रह्मांडीय दूरियों को मापने का एक और तरीका है, लेकिन यह केवल पास के तारों के लिए काम करता है। जैसे-जैसे पृथ्वी सूर्य की परिक्रमा करती है, पास का एक तारा अधिक दूर के पृष्ठभूमि तारों के सापेक्ष गति करता हुआ प्रतीत होता है। इस स्पष्ट गति को तारकीय लंबन के रूप में जाना जाता है। इस लंबन के कोण के माध्यम से, खगोलविद पृथ्वी से एक तारे की दूरी का पता लगा सकते हैं।

डेनिश शोधकर्ता एजनर हर्ट्ज़स्प्रंग ने पास के कुछ सेफ़िड तारों की दूरी प्राप्त करने के लिए तारकीय लंबन का उपयोग किया, जिससे लेविट के काम को कैलिब्रेट करने में मदद मिली। न्यूयॉर्क टाइम्स के लेख ने लॉस एंजिल्स के पास माउंट विल्सन वेधशाला में “महान” दूरबीनों पर जोर दिया, जहाँ हबल काम कर रहा था। टेलीस्कोप के आकार का आकलन आम तौर पर प्राथमिक दर्पण के व्यास से किया जाता है। प्रकाश को एकत्रित करने के लिए 100-इंच (2.5-मीटर) व्यास के दर्पण के साथ, माउंट विल्सन में हुकर दूरबीन उस समय की सबसे बड़ी दूरबीन थी।

बड़ी दूरबीनें न केवल आकाशगंगाओं को हल करने के लिए अधिक संवेदनशील होती हैं, बल्कि अधिक स्पष्ट छवियां भी बनाती हैं। इसलिए एडविन हबल अपनी खोज करने के लिए एक अच्छी जगह पर थे। जब हबल ने 100-इंच दूरबीन का उपयोग करके ली गई अपनी फ़ोटोग्राफ़िक प्लेटों की तुलना अन्य खगोलविदों द्वारा पिछली रातों में ली गई प्लेटों से की, तो वह एक चमकीले तारे को समय के साथ चमक में बदलते हुए देखकर रोमांचित हो गए, जैसा कि एक सेफ़िड के लिए अपेक्षित था। लेविट की गणनाओं का उपयोग करते हुए, हबल ने पाया कि उनके सेफ़िड की दूरी मिल्की वे के लिए शैपली के आकार से अधिक थी। बाद के महीनों में, हबल ने अन्य सर्पिल नेबुला की जांच की क्योंकि वह दूरी को मापने के लिए और अधिक सेफ़िड की खोज कर रहा था। हबल के अवलोकनों की बात खगोलविदों के बीच फैल रही थी। हार्वर्ड में, शैपली को हबल से एक पत्र मिला जिसमें खोज का विवरण दिया गया था। उन्होंने इसे साथी खगोलशास्त्री सेसिलिया पेन-गैपोस्किन को सौंपते हुए कहा: