आकाशातील तारे लुकलुकताना का दिसतात?

रात्री आकाशाकडे शांतपणे पाहिलं की हजारो तारे दिसतात. त्यातला एखादा तारा मात्र सतत चमकत असल्यासारखा वाटतो. क्षणभर त्याचा प्रकाश जास्त जाणवतो, पुढच्या क्षणी थोडा कमी झाल्यासारखा दिसतो आणि कधी कधी तर तो निळा, पिवळा किंवा लालसर चमकल्यासारखाही वाटतो. लहानपणापासून आपण या गोष्टीला सहजपणे “तारा लुकलुकतो” असं म्हणतो. पण खरं पाहिलं तर तारा तिथे बसून आपला प्रकाश चालू-बंद करत नसतो. मग आकाशातील तारे लुकलुकताना का दिसतात? यामागे आपल्या पृथ्वीचं वातावरण (Atmosphere) मोठं कारण आहे.

तारे खरंच लुकलुकतात का?

सगळ्यात आधी एक गैरसमज दूर करूया. तारे लुकलुकताना का दिसतात, याचं उत्तर शोधताना हे लक्षात ठेवणं महत्त्वाचं आहे की लुकलुकणं हा मुख्यतः ताऱ्याचा स्वतःचा गुणधर्म नाही. ताऱ्यापासून निघालेला प्रकाश पृथ्वीपर्यंत पोहोचेपर्यंत त्याला पृथ्वीच्या वातावरणातून प्रवास करावा लागतो. या वातावरणात वेगवेगळ्या तापमानाचे, घनतेचे आणि हालचाल करणारे हवेचे थर असतात. त्यामुळे ताऱ्याचा प्रकाश सरळ आणि एकसारखा आपल्या डोळ्यांपर्यंत पोहोचत नाही. वातावरण त्याच्या प्रकाशाचा मार्ग अगदी थोडा-थोडा बदलत राहतं आणि त्याचा परिणाम आपल्याला लुकलुकण्याच्या स्वरूपात दिसतो.

तारा पृथ्वीपासून प्रचंड दूर असल्यामुळे तो आपल्या डोळ्यांना एक छोटासा बिंदू असल्यासारखा दिसतो. प्रत्यक्षात तारा कितीही मोठा असला तरी एवढ्या प्रचंड अंतरामुळे त्याची पूर्ण गोलाकार आकृती आपल्याला दिसत नाही. त्याचा प्रकाश एका अतिशय लहान बिंदूसारखा आपल्या डोळ्यापर्यंत पोहोचतो. त्यामुळे वातावरणातील छोट्या बदलांचाही त्याच्या दिसण्यावर परिणाम होतो. NASA च्या माहितीनुसार, वातावरणातील वेगवेगळ्या हवेच्या भागांमधून प्रकाश जाताना त्याचा मार्ग किंचित वाकतो आणि त्यामुळे ताऱ्याची चमक आपल्याला सतत बदलत असल्यासारखी जाणवते.

पृथ्वीचं वातावरण ताऱ्याच्या प्रकाशासोबत काय करतं?

इथे थोडं सोपं उदाहरण घेऊया. उन्हाळ्यात एखाद्या गरम रस्त्याकडे दूरवर पाहिलं तर रस्त्याच्या वरची हवा हलताना दिसते आणि त्यामागची वस्तू थोडी हलल्यासारखी किंवा डळमळीत दिसू शकते. कारण गरम आणि थंड हवेची घनता सारखी नसते. अशाच प्रकारे पृथ्वीच्या वातावरणातही वेगवेगळ्या तापमानाचे आणि घनतेचे हवेचे छोटे-छोटे भाग सतत हालचाल करत असतात. ताऱ्याचा प्रकाश या भागांमधून जाताना त्याची दिशा थोडी बदलत राहते. या प्रक्रियेला प्रकाशाचे अपवर्तन (Refraction) म्हणतात.

आता कल्पना करा की ताऱ्याचा प्रकाश एक अगदी बारीक किरण आहे. तो वातावरणाच्या एका भागातून जाताना एका दिशेने थोडा वाकला, तर पुढच्या क्षणी हवेचा दुसरा भाग त्याच्या मार्गावर आला आणि प्रकाश पुन्हा थोडा वेगळ्या दिशेने वाकला. ही प्रक्रिया सतत आणि अतिशय वेगाने घडत राहते. आपल्या डोळ्यांना त्यातील प्रत्येक बदल स्वतंत्रपणे जाणवत नाही; त्याऐवजी तारा कधी जास्त उजळ, कधी कमी उजळ आणि कधी थोडा हलत असल्यासारखा दिसतो. म्हणूनच तारे लुकलुकताना का दिसतात याचं खरं उत्तर वातावरणातील ही सतत बदलणारी हवा आहे.

क्षितिजाजवळचे तारे जास्त लुकलुकताना का दिसतात?

रात्री आकाशात हा प्रयोग तूम्ही स्वतः करून पाहू शकतात. डोक्याच्या अगदी वर दिसणारा एखादा तारा आणि क्षितिजाच्या (Horizon) जवळ दिसणारा तारा काही वेळ निरखून बघा. तुला अनेकदा क्षितिजाजवळचा तारा जास्त लुकलुकताना दिसेल. यामागे एक साधं कारण आहे क्षितिजाजवळच्या ताऱ्याचा प्रकाश आपल्या डोळ्यांपर्यंत पोहोचण्यासाठी वातावरणातून तुलनेने जास्त लांब मार्ग पार करतो.

म्हणजेच प्रकाशाला वातावरणातील अधिक हवेचे थर पार करावे लागतात. प्रत्येक थरात तापमान, दाब आणि हवेची घनता थोडी वेगळी असू शकते. त्यामुळे प्रकाशाच्या मार्गावर होणारे छोटे बदलही वाढतात. NASA च्या StarChild माहितीनुसार, क्षितिजाजवळचे तारे जास्त लुकलुकताना दिसण्याचं हे एक महत्त्वाचं कारण आहे. त्यामुळे तारे लुकलुकताना का दिसतात हे समजून घेताना ताऱ्याची आकाशातील उंची आणि त्यातून प्रकाशाला पार करावं लागणारं वातावरण दोन्ही महत्त्वाचे ठरतात.

मग ग्रह लुकलुकताना का दिसत नाहीत?

इथे गोष्ट आणखी मजेशीर होते. रात्री शुक्र, गुरू किंवा इतर ग्रह दिसले की ते अनेकदा ताऱ्यांपेक्षा जास्त स्थिर प्रकाश देताना दिसतात. मग ग्रहांवरही सूर्यप्रकाश पडतो आणि तो प्रकाश पृथ्वीपर्यंत येतो, तरी ते ताऱ्यांसारखे लुकलुकत का नाहीत?

याचं कारण त्यांच्या दिसणाऱ्या आकाराशी संबंधित आहे. ग्रह ताऱ्यांच्या तुलनेत पृथ्वीच्या खूप जवळ आहेत. त्यामुळे ते आपल्या डोळ्यांना पूर्ण गोल दिसत नसले तरी त्यांचा प्रकाश एका अगदीच बारीक बिंदूतून येत नाही. ग्रहाच्या दिसणाऱ्या वेगवेगळ्या भागांमधून आलेला प्रकाश वातावरणातील वेगवेगळ्या हवेच्या भागांतून प्रवास करतो. एका भागातून आलेल्या प्रकाशात थोडा बदल झाला तरी दुसऱ्या भागातून आलेला प्रकाश तो परिणाम काही प्रमाणात भरून काढतो. त्यामुळे एकूण प्रकाश तुलनेने स्थिर वाटतो.

म्हणूनच तारे लुकलुकताना का दिसतात आणि ग्रह साधारणपणे स्थिर का दिसतात, यातील मुख्य फरक म्हणजे तारे आपल्याला जवळजवळ बिंदूसारखे दिसतात, तर ग्रह तुलनेने मोठ्या प्रकाशमान चकतीसारखे दिसतात. NASA च्या खगोलशास्त्रीय स्पष्टीकरणातही हा फरक स्पष्ट केला आहे. मात्र “ग्रह कधीच लुकलुकत नाहीत” असं म्हणणं पूर्णपणे अचूक नाही. विशेषतः क्षितिजाजवळ किंवा वातावरण खूप अस्थिर असताना ग्रहांमध्येही थोडी चमक किंवा रंगबदल जाणवू शकतो.

कधी कधी तारे रंग बदलल्यासारखे का दिसतात?

आता रात्री आकाशात एखादा तेजस्वी तारा काळजीपूर्वक पाहिला तर त्याच्या प्रकाशात पांढरा, निळा, लाल किंवा पिवळसर असा छोटासा बदल जाणवू शकतो. हे पाहून काही लोकांना तारा स्वतः रंग बदलत आहे असं वाटू शकतं. पण साधारणपणे त्यामागेही वातावरणाचा मोठा वाटा असतो.

ताऱ्याचा प्रकाश प्रत्यक्षात वेगवेगळ्या तरंगलांबींच्या (Wavelengths) प्रकाशाने बनलेला असतो. वातावरणातील वेगवेगळे हवेचे भाग या प्रकाशावर थोडे वेगळे परिणाम करू शकतात. विशेषतः क्षितिजाजवळ तारा दिसत असेल तर त्याचा प्रकाश अधिक वातावरणातून येतो. त्यामुळे त्याच्या चमकेत आणि रंगात क्षणाक्षणाला छोटे बदल जाणवू शकतात. म्हणून तारे लुकलुकताना का दिसतात या प्रश्नाचं उत्तर फक्त “हवा प्रकाश हलवते” एवढ्यावर थांबत नाही; वातावरण ताऱ्याच्या प्रकाशाची दिशा, चमक आणि कधी कधी दिसणारा रंगही बदलू शकतं.

खगोलशास्त्रज्ञांसाठी ही लुकलुकण्याची समस्या का आहे?

आपल्यासाठी ताऱ्यांचं लुकलुकणं सुंदर दृश्य असतं. पण खगोलशास्त्रज्ञांसाठी ते नेहमीच चांगली गोष्ट नसते. कारण दुर्बिणीतून एखाद्या ताऱ्याकडे किंवा दूरच्या आकाशातील वस्तूकडे पाहताना वातावरणातील हीच अस्थिर हवा प्रतिमा धूसर करू शकते. ताऱ्याचा प्रकाश नेमका कुठून आणि किती प्रमाणात येतो हे मोजताना वातावरणामुळे अडथळा निर्माण होतो.

यालाच खगोलशास्त्रात वातावरणीय दृश्यमानता (Astronomical Seeing) किंवा वातावरणामुळे होणारी प्रतिमा-विकृती असं म्हटलं जातं. म्हणूनच मोठ्या जमिनीवरील दुर्बिणी असूनही वातावरण हा एक मोठा अडथळा ठरतो. NASA च्या माहितीनुसार, वातावरणातील हालचाल ताऱ्यांचा प्रकाश लुकलुकता दाखवण्याबरोबरच जमिनीवरील दुर्बिणींनी घेतलेल्या प्रतिमाही धूसर करू शकते. हाच एक महत्त्वाचा फायदा अवकाशातील दुर्बिणींना मिळतो त्या पृथ्वीच्या वातावरणाच्या वरून निरीक्षण करतात.

यासाठीच खगोलशास्त्रज्ञांनी वातावरणाचा परिणाम कमी करण्यासाठी वेगवेगळ्या तंत्रांचा वापर केला आहे. त्यापैकी एक म्हणजे अनुकूल प्रकाशिकी (Adaptive Optics). या तंत्रामध्ये वातावरणामुळे प्रतिमेत निर्माण होणारी विकृती ओळखून दुर्बिणीतील आरशाच्या आकारात अतिशय वेगाने छोटे बदल केले जातात. त्यामुळे वातावरणामुळे खराब झालेली प्रतिमा काही प्रमाणात सुधारता येते. म्हणजे आपण रात्री आकाशात दिसणाऱ्या एका छोट्याशा लुकलुकणाऱ्या ताऱ्याकडे पाहत असलो, तरी त्यामागे खगोलशास्त्र आणि तंत्रज्ञानाची मोठी गोष्ट दडलेली आहे.

तारे अवकाशात असतील तर ते लुकलुकतात का?

जर पृथ्वीच्या वातावरणाच्या बाहेरून ताऱ्याकडे पाहिलं तर आपल्याला त्याच प्रकारचं लुकलुकणं दिसणार नाही. कारण ताऱ्याचा प्रकाश आपल्या डोळ्यापर्यंत पोहोचताना पृथ्वीच्या वातावरणातील अस्थिर हवेचे थर पार करत नाही. Hubble सारख्या अवकाशातील दुर्बिणींना याच कारणामुळे अतिशय स्पष्ट प्रतिमा मिळू शकतात.

म्हणून पुढच्या वेळी रात्री एखादा तारा लुकलुकताना दिसला, तेव्हा “तो तारा चमकत आहे” एवढंच समजू नका. त्या क्षणी लाखो-करोडो किलोमीटर दूर असलेल्या ताऱ्याचा प्रकाश पृथ्वीच्या वातावरणातून एक लांब प्रवास करून तुझ्या डोळ्यांपर्यंत पोहोचलेला असतो. मध्ये आलेल्या असंख्य हवेच्या थरांनी त्या प्रकाशाच्या मार्गात अगदी छोटे-छोटे बदल केलेले असतात आणि आपल्या डोळ्यांना त्याचं रूप सुंदर लुकलुकण्यात दिसतं.

शेवटी तारे लुकलुकताना का दिसतात याचं उत्तर अगदी सोप्या भाषेत सांगायचं झालं, तर तारे स्वतः दिव्यासारखे लुकलुकत नसतात. त्यांचा प्रकाश पृथ्वीच्या अस्थिर वातावरणातून प्रवास करताना वारंवार किंचित वाकतो आणि त्याच्या दिसणाऱ्या चमकेत बदल होतो. तारे आपल्याला जवळजवळ बिंदूसारखे दिसत असल्यामुळे हा परिणाम अधिक स्पष्ट जाणवतो. त्यामुळे आकाशातील ते सुंदर लुकलुकणारे तारे आपल्याला पृथ्वीच्या वातावरणाचीसुद्धा एक छोटीशी झलक दाखवत असतात.

THE FACT BITES सोबत आणखी जाणून घ्या.