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तारों के टिमटिमाने के पीछे मुख्य वैज्ञानिक घटना क्या है?
तारों के प्रकाश का वायुमंडलीय अपवर्तन
बादलों से प्रकाश का परावर्तन
धूल के कणों द्वारा प्रकाश का प्रकीर्णन
वायुमंडल में पूर्ण आंतरिक परावर्तन
तारों के प्रकाश का वायुमंडलीय अपवर्तन
तारों का टिमटिमाना, जिसे वैज्ञानिक रूप से तारकीय निस्पंदन (stellar scintillation) के रूप में जाना जाता है, तारों के प्रकाश के वायुमंडलीय अपवर्तन के कारण होता है क्योंकि यह विभिन्न घनत्वों और तापमानों वाली हवा की परतों से होकर गुजरता है। जैसे-जैसे प्रकाश इन गतिशील, अशांत परतों से होकर गुजरता है, उसका मार्ग लगातार बदलता रहता है, जिससे तारे की स्पष्ट स्थिति और तीव्रता में उतार-चढ़ाव होता है।
तारों का टिमटिमाना, जिसे वैज्ञानिक रूप से तारकीय निस्पंदन (stellar scintillation) के रूप में जाना जाता है, तारों के प्रकाश के वायुमंडलीय अपवर्तन के कारण होता है क्योंकि यह विभिन्न घनत्वों और तापमानों वाली हवा की परतों से होकर गुजरता है। जैसे-जैसे प्रकाश इन गतिशील, अशांत परतों से होकर गुजरता है, उसका मार्ग लगातार बदलता रहता है, जिससे तारे की स्पष्ट स्थिति और तीव्रता में उतार-चढ़ाव होता है।
स्विमिंग पूल के तल पर वस्तुओं को देखने के बारे में सोचें जब पानी में लहरें उठ रही हों; लहरों द्वारा प्रकाश मुड़ जाता है, जिससे वस्तु का प्रतिबिंब नाचता और झिलमिलाता हुआ दिखाई देता है।
μ=vc — अपवर्तनांक की परिभाषा
n1sinθ1=n2sinθ2 — स्नेल का अपवर्तन का नियम
पृथ्वी का वायुमंडल विभिन्न ऑप्टिकल घनत्व वाली कई परतों से बना है। स्नेल के नियम के अनुसार, जब प्रकाश एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाता है, तो वह मुड़ जाता है। जैसे ही तारों का प्रकाश वायुमंडल में प्रवेश करता है, वायु धाराओं और थर्मल ग्रेडिएंट के कारण बदलते अपवर्तनांक (μ) के कारण प्रकाश किरणें अपने पथ से विचलित हो जाती हैं। आपतित प्रकाश पुंज की दिशा में यह तीव्र परिवर्तन तारे को अपनी चमक और स्थिति को लगातार बदलते हुए दिखाता है, जिसे हम टिमटिमाहट के रूप में अनुभव करते हैं।
पृथ्वी से अत्यधिक दूरी के कारण तारे प्रकाश के बिंदु स्रोतों के रूप में कार्य करते हैं।
ग्रह नहीं टिमटिमाते क्योंकि वे प्रकाश के विस्तृत स्रोतों (डिस्क) के रूप में दिखाई देते हैं, जो वायुमंडलीय उतार-चढ़ाव को औसत कर देते हैं।
अपवर्तन सीधे वायुमंडल के घनत्व प्रवणता (gradient) के समानुपाती होता है।
खगोलविदों द्वारा तारकीय निस्पंदन (scintillation) का अवलोकन
निस्पंदन सूचकांकों का उपयोग करके वायुमंडलीय अशांति का मापन
समुद्र तल पर हवा का अपवर्तनांक लगभग 1.0003 होता है।
विकल्प B (परावर्तन) बादलों द्वारा प्रकाश को रोकने की व्याख्या करता है, न कि टिमटिमाने की।
विकल्प C (प्रकीर्णन) आकाश के नीले रंग का कारण है (रेले प्रकीर्णन)।
विकल्प D (पूर्ण आंतरिक परावर्तन) के लिए प्रकाश को क्रांतिक कोण से अधिक कोण पर सघन माध्यम से विरल माध्यम में जाने की आवश्यकता होती है, जो यहाँ प्राथमिक तंत्र नहीं है।
A सही है — तारों का टिमटिमाना मुख्य रूप से पृथ्वी के वायुमंडल के बदलते घनत्वों से गुजरते समय तारों के प्रकाश के वायुमंडलीय अपवर्तन के कारण होता है।
याद रखें कि टिमटिमाना प्रकाश के बिंदु स्रोतों तक सीमित घटना है; यदि कोई प्रश्न पूछता है कि ग्रह क्यों नहीं टिमटिमाते, तो उत्तर यह है कि वे बिंदु स्रोतों के एक संग्रह के रूप में कार्य करते हैं जिनकी व्यक्तिगत टिमटिमाहट एक-दूसरे को संतुलित कर देती है।