વર્ણાંક (Colour Index) : દીપ્તિમાપક અભ્યાસ (photometery) દ્વારા તારાઓનું ભૌતિક સ્વરૂપ તારવવા માટે વપરાતો મહત્વનો અંક. વર્ણાંક, તારાની તેજસ્વિતામાં, વર્ણપટના જુદા જુદા વિસ્તારોમાં તેજસ્વિતામાં જણાતો તફાવત દર્શાવે છે. સપાટીના તાપમાન અનુસાર, વિકિરણોના ઉત્સર્જનનું પ્રમાણ વર્ણપટના વિવિધ વિસ્તારોમાં બદલાતું હોવાથી વર્ણાંક તારાની સપાટીના તાપમાનનો સૂચક છે. વર્ણાંકની વ્યાખ્યા સમજવા માટે પહેલાં તેજાંક(magnitude)ને સમજવો જરૂરી છે.
અનુક્રમે B1 અને B2 તેજસ્વિતા દર્શાવતા કોઈ બે તારાઓના તેજાંકોને m1 અને m2 કહેવામાં આવે તો
ઋણ નિશાની બતાવે છે કે જેમ તેજસ્વિતા વધુ તેમ તેજાંક ઓછો. ઉપરાંત, ઉપરના સમીકરણ દ્વારા તારાઓ વચ્ચેના તેજાંકનો તફાવત જ મપાય. આમ તારાઓના તેજાંક માપવા માટે કેટલાક યોગ્ય તારાઓને નિશ્ચિત તેજાંક આપવો જરૂરી છે. આ તારાઓ દીપ્તિમાપન પ્રણાલીમાં પ્રમાણભૂત તારા (standard stars) કહેવાય છે. ઉપર્યુક્ત સમીકરણ દ્વારા તારો દેખીતી રીતે કેટલો તેજસ્વી છે તે મપાય અને આ રીતે મપાયેલ તેજાંક તારાના આભાસી તેજાંક (apparent magnitude) તરીકે ઓળખાય છે અને ‘m’ તરીકે દર્શાવાય છે. વાસ્તવિક રીતે તારો કેટલો તેજસ્વી છે તે દર્શાવતો તેજાંક તેનો નિરપેક્ષ તેજાંક (absolute magnitude) કહેવાય છે જે M દ્વારા દર્શાવાય છે. આભાસી તેજાંક ‘m’ પરથી નિરપેક્ષ તેજાંક ‘M’ તારવવા માટે તારાનું અંતર, તેમજ વચ્ચેના આંતરતારાકીય માધ્યમમાં પ્રકાશનું થતું શોષણ (વાસ્તવમાં વિખેરણ) જાણવું જરૂરી છે અને મુશ્કેલ પણ છે. આભાસી તેજાંક દીપ્તિમાપક દ્વારા આસાનીથી માપી શકાય છે. આ કારણસર તારાઓની ભૌતિક પરિસ્થિતિ તારવવા માટે આભાસી તેજાંકના અભ્યાસ પર આધાર રાખતી પદ્ધતિઓ વિકસાવાઈ છે, જેમાં વર્ણાંક માપવાની પદ્ધતિ ઘણી જ મહત્વની છે.
અગાઉ જણાવ્યા અનુસાર, સપાટીના તાપમાન અનુસાર વર્ણપટના જુદા જુદા વિસ્તારો માટે તારાના ઉત્સર્જનનું પ્રમાણ અલગ રહેતું હોવાથી, તારાનો તેજાંક, વર્ણપટના કયા વિસ્તાર માટે તે મપાયેલ છે તે દર્શાવવું જરૂરી છે. ઉદાહરણ તરીકે, સપાટી પર ઊંચું તાપમાન (~ 32,000 K) ધરાવતો નીલવર્ણી ચિત્રાનો તારો, નીચા તાપમાન(~ 3200 K)ના આર્દ્રા જેવા તારા કરતાં, 4500 Å તરંગલંબાઈના ભૂરા પ્રકાશના વિસ્તારમાં વધુ તેજસ્વી જણાય, પરંતુ 6000 Å તરંગલંબાઈના રાતા રંગના પ્રકાશમાં આર્દ્રાનો તારો વધુ તેજસ્વી જણાય. આમ ચિત્રાના તારાનો ભૂરા રંગના પ્રકાશમાં મપાયેલ તેજાંક ઓછો હોય અને રાતા રંગના પ્રકાશમાં મપાયેલ તેજાંક વધુ હોય જ્યારે આર્દ્રા જેવા રાતા રંગના તારા માટે આનાથી ઊલટું જણાય.
આ કારણથી તારાઓની દીપ્તિમાપન પ્રણાલીમાં, વર્ણપટના કયા વિસ્તારમાં તેજાંક મપાયેલ છે તે દર્શાવતી સંજ્ઞા અપાય છે. શરૂઆતનાં વર્ષોમાં પ્રકાશી વર્ણપટના ત્રણ વિસ્તારો માટે આ અપનાવાય, જે U, B અને V તેજાંકો તરીકે ઓળખાવાય છે. U એટલે અલ્ટ્રાવાયોલેટ તેજાંક 3,600 Å તરંગલંબાઈના વિસ્તારમાં મપાયેલ તેજાંક છે, B તેજાંક વર્ણપટના ભૂરા વિસ્તાર(4,400 Å તરંગલંબાઈ)માં મપાયેલ તેજાંક છે અને V તેજાંક સરેરાશ દૃશ્ય પ્રકાશ(visual light)ની તરંગલંબાઈ 5500 Å માટેનો તેજાંક છે. કોઈ પણ તારા માટે, આ તેજાંકો વચ્ચેનો તફાવત તેમના વર્ણાંક એટલે કે Colour Index કહેવાય. B – V અંક એટલે B તેજાંક (mB) અને V તેજાંક (mv)નો તફાવત. આ જ રીતે U – B અંક પણ મપાય. વધુ તેજસ્વિતા માટે તેજાંક ઓછો હોવાથી, જેમ તારાની સપાટીનું તાપમાન ઘટે અને તે રતાશ પડતો રંગ ધારણ કરે, તેમ તેમના B – V અને U – B અંકનાં મૂલ્ય વધે. વર્ણાંકો તેમજ તેમની વચ્ચેના પરસ્પર સંબંધ પરથી તારાનું ભૌતિક સ્વરૂપ (વર્ણાનુસારી પ્રકાર, તેમજ તે તારો મુખ્ય શ્રેણી પરનો તારો છે કે પછી ઉત્ક્રાંતિમાં આગળ વધેલો રાક્ષસી પ્રકારનો) તારવી શકાય છે. આ પ્રકારની તારવણી તારાના વર્ણપટના અભ્યાસ (spectroscopy) પરથી ચોકસાઈપૂર્વક થઈ શકે, પરંતુ દૂર આવેલા ઝાંખા તારાઓના વર્ણપટ મેળવવાનું અઘરું છે અને વધુ સમયનાં અવલોકનો માંગી લે છે. આ કારણથી મોટી સંખ્યામાં તારાઓ ધરાવતાં તારક-જૂથોના તારાઓ માટે તેમના વર્ણાંકોના માપ પરથી આ પ્રકારનો અભ્યાસ વધુ સરળ રહે છે.
અગાઉ જણાવ્યા અનુસાર, તારાઓ વચ્ચેના અવકાશમાં રહેલાં વાયુવાદળો દ્વારા પ્રકાશનું વિખેરણ થાય છે. આ વિખેરણનું પ્રમાણ, ટૂંકી તરંગલંબાઈના પ્રકાશ માટે વધુ પ્રમાણમાં અને લાંબી તરંગલંબાઈના પ્રકાશ માટે ઓછું હોય છે. આ વિખેરણને કારણે આ પ્રકારનાં વાયુવાદળો પાછળ રહેલા તારાઓની તેજસ્વિતામાં જે ઘટાડો થતો જણાય તે આંતરતારાકીય શોષણ (interstellar extinction) કહેવાય છે; અને આને કારણે તારો રતાશ પડતો જણાય છે. આ ઘટનાને interstellar reddening કહેવાય છે. આ ઘટનાને કારણે તારાનો મપાયેલ વર્ણાંક તેના વાસ્તવિક વર્ણાંક કરતાં વધારે જણાય (આ તફાવત colour excess કહેવાય છે.). જો કોઈ તારા માટે વર્ણપટના અભ્યાસ જેવી અન્ય રીત વાપરીને તેનો વાસ્તવિક વર્ણાંક કેટલો હોવો જોઈએ તે જાણી શકાયું હોય તો મપાયેલ વર્ણાંક અને વાસ્તવિક વર્ણાંકના તફાવત, colour excess [(B-V) (B-V).] પરથી આંતરતારાકીય માધ્યમમાં થયેલા વિખેરણનું પ્રમાણ તારવી શકાય છે અને આ પ્રકારનો અભ્યાસ, આંતરતારાકીય માધ્યમના સર્વેક્ષણ માટે ઘણો ઉપયોગી છે.
દીપ્તિમાપન(photometery)ના વિકાસ સાથે વિદ્યુત ચુંબકીય વર્ણપટના દૃશ્ય પ્રકાશ ઉપરાંત અન્ય વિસ્તારો માટે પણ હવે તેજાંકો નિર્ધારિત થયા છે. આમાં અધોરક્ત (‘ઇન્ફ્રારેડ’) વિસ્તાર માટેના તેજાંકો ખગોળવિજ્ઞાનમાં ખાસ અગત્યના છે, જે નીચે મુજબના છે : R તેજાંક 7000 Å એટલે કે 0.7 micron તરંગલંબાઈ પરનો છે, I તેજાંક 0.9 micron પર, J તેજાંક 1.25 micron પર, K તેજાંક 2.2 micron પર, L તેજાંક 3.4 micron પર, M તેજાંક 5.0 micron પર અને N તેજાંક 10.0 micron પર. આ તેજાંકો વચ્ચેના તફાવતને તેને અનુરૂપ વર્ણાંકો દ્વારા દર્શાવાય છે. (આમ જોઈએ તો વિવિધ વર્ણાંકો, વર્ણપટના જુદા જુદા વિસ્તારો પર તારાની તેજસ્વિતામાં તરંગલંબાઈ સાથે જણાતા ફેરફારનો દર દર્શાવે છે) કેટલાક તારા ફરતા ધૂલીય રજકણનાં આવરણ આવેલાં હોય છે અને આ આવરણનાં રજકણો તારાનો દૃશ્ય-પ્રકાશ શોષીને તેનું ઇન્ફ્રારેડ-વિસ્તારમાં પુન: ઉત્સર્જન કરે છે. આ ઘટનાને કારણે આવા તારાઓ ઇન્ફ્રારેડમાં વધુ તેજસ્વી જણાય, જે ઇન્ફ્રારેડ વિસ્તારના વર્ણાંક પર જણાતા વિસંવાદથી પકડાય છે અને આવરણનું તાપમાન પણ તારવી શકાય. ‘ઇન્ફ્રારેડ’ પ્રણાલીના ખગોળવિજ્ઞાનના વિકાસ સાથે આ પ્રકારનો અભ્યાસ હવે ઘણો અગત્યનો બન્યો છે.
જ્યોતીન્દ્ર ન. દેસાઈ