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जेम्स वेब टेलीस्कोप के डेटा को डिकोड करना

चर्चा में क्यों?

• नासा के नवीनतम डीप-स्पेस टेलीस्कोप ने ब्रह्मांड के बहार से ली गई नई छवियों के साथ खगोलविदों को चौकाने का कार्य जारी रखा है।

जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप क्या है ?

• जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (जेडब्लूएसटी) एक अंतरिक्ष दूरबीन है जिसे मुख्य रूप से अवरक्त खगोल विज्ञान के संचालन के लिए डिज़ाइन किया गया है।
• सबसे बड़े ऑप्टिकल टेलीस्कोप के रूप में अंतरिक्ष में, इसका अत्यधिक उन्नत अवरक्त संकल्प और संवेदनशीलता इसे हबल स्पेस टेलीस्कॉप के लिए यथाशीघ्र बहुत अधिक दूरी तक की वस्तुओं को देखने की अनुमति देता है ।
• यह खगोल विज्ञान और ब्रह्मांड विज्ञान के क्षेत्रों में व्यापक जांच को सक्षम करने की उम्मीद है, जैसे कि पहले सितारों का अवलोकन और पहली आकाशगंगाओं का निर्माण, और जीवन की संभावना वाले बाह्य ग्रहों के विस्तृत वायुमंडलीय लक्षण का वर्णन ।
• यह अमेरिका (नासा), यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी (ईएसए) और कनाडाई अंतरिक्ष एजेंसी (सीएसए) के बीच एक संयुक्त उद्यम है।

स्थान और कक्षा:

• जेडब्लूएसटी सूर्य के चारों ओर पृथ्वी की कक्षा से लगभग 1,500,000 किमी (930,000 मील) दूर, सूर्य-पृथ्वी के लैग्रेंज बिंदु के रूप में जाने जाने वाले अंतरिक्ष में एक बिंदु के चारों ओर चक्कर लगाता है।

वेब के लिए विज्ञान के लक्ष्यों को चार विषयों में बांटा जा सकता है

• अंधकार युग का अंत: पहला प्रकाश और पुनर्आयनीकरण :
  • जेडब्लूएसटी इन्फ्रारेड दृष्टि के साथ एक शक्तिशाली टाइम मशीन होगी जो प्रारंभिक ब्रह्मांड में बने पहले सितारों और आकाशगंगाओं को देखने के लिए 13.5 अरब वर्षों से अधिक समय तक वापस आएगी।
• आकाशगंगाओं की सभा :
  • जेडब्लूएसटी की अभूतपूर्व इन्फ्रारेड संवेदनशीलता खगोलविदों को सबसे कमजोर, शुरुआती आकाशगंगाओं की तुलना आज के भव्य सर्पिल और अण्डाकार आकाशगंगा से करने में मदद करेगी, जिससे हमें यह समझने में मदद मिलेगी कि आकाशगंगाएँ अरबों वर्षों में कैसे एकत्रित होती हैं।
• सितारों और प्रोटोप्लानेटरी सिस्टम का जन्म:
  • जेडब्लूएसटी धूल के विशाल बादलों के माध्यम से सीधे देखने में सक्षम होगा जो हबल जैसे दृश्य-प्रकाश वेधशालाओं के लिए अपारदर्शी हैं, जहां सितारों और ग्रह प्रणालियों का जन्म हो रहा है।
• ग्रह प्रणाली और जीवन की उत्पत्ति :
  • जेडब्लूएसटी हमें एक्स्ट्रासोलर ग्रहों के वायुमंडल के बारे में और बताएगा, और शायद ब्रह्माण्ड में कहीं जीवन के निर्माण की संभावनाओं की खोज करेगा। अन्य ग्रह प्रणालियों के अलावा, जेडब्लूएसटी हमारे अपने सौर मंडल के भीतर की वस्तुओं का भी अध्ययन करेगा।

जेडब्लूएसटी की कार्यप्रणाली से संबंधित शब्दावली

• तरंगें और तरंगदैर्घ्य
  • कुछ तरंगों को यात्रा करने के लिए एक माध्यम की आवश्यकता होती है – जैसे समुद्र की लहरों को पानी की आवश्यकता होती है; ध्वनि तरंगों को हवा की आवश्यकता होती है और अन्य तरंगों को फैलने के लिए किसी माध्यम की आवश्यकता नहीं होती है।
  • विद्युत चुम्बकीय तरंगें , जो ऊर्जा की तरंगें हैं, ऐसी ही हैं - वे कहीं से उत्पन्न होती हैं, और जब तक पृथ्वी जैसी किसी वस्तु द्वारा रोकी नहीं जातीं, तब तक वे अंतरिक्ष में विकिरण करती रहती हैं। तरंग की ऊर्जा जितनी अधिक होगी, तरंग दैर्ध्य उतना ही कम होगा।
  • तरंगदैर्घ्य एक तरंग के दो क्रमागत शिखरों के बीच की दूरी है; प्रति सेकंड चोटियों की संख्या को 'आवृत्ति' कहा जाता है।
  • तरंग दैर्ध्य और आवृत्ति संबंधित हैं - तरंग दैर्ध्य जितना अधिक होगा, आवृत्ति उतनी ही कम होगी। तरंगों को उनके तरंग दैर्ध्य के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है ।
• विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम
  • उनके स्रोत के आधार पर विभिन्न तरंग दैर्ध्य में आती हैं ।
  • तरंग दैर्ध्य के अवरोही क्रम ( आवृत्ति का आरोही क्रम ) इस प्रकार है - रेडियो तरंगें, माइक्रोवेव, इन्फ्रा-रेड, (आगे दूर, मध्य और निकट के रूप में वर्गीकृत), दृश्य प्रकाश (लाल, नारंगी, पीला, नीला, वायलेट), अल्ट्रा-वायलेट, एक्स-रे और गामा किरणें।
  • दृश्यमान प्रकाश उल्लिखित रंगों का मिश्रण है; एक प्रिज्म के माध्यम से एक प्रकाश किरण को विभाजित कर सकता है, और इन रंगों का एक स्पेक्ट्रम प्राप्त कर सकता है।
  • रेडियो तरंगें हमारे पॉकेट रेडियो में संगीत लाती हैं; माइक्रोवेव वे हैं जिनका उपयोग लोग फोन पर एक दूसरे से बात करने के लिए करते हैंI
  • आईआर, क्योंकि वे गर्मी से आते हैं , यह पता लगाने में मदद करता है कि क्या किसी को बुखार है, लोगों को अंधेरे में देखें, और वेब टेलीस्कोप द्वारा 'देखने' के लिए भी इसका उपयोग किया जाता हैI
  • दृश्यमान प्रकाश, अल्ट्रा-वायलेट, और एक्स-रे; गामा किरणें , सबसे छोटी तरंग दैर्ध्य और उच्चतम ऊर्जा, तारों के फटने पर उत्पन्न होती हैं।
• डॉपलर प्रभाव और रेडशिफ्ट
  • यदि तारा दूर जा रहा है , तो डॉपलर प्रभाव के कारण , प्रकाश की तरंग लंबी हो जाएगी और तरंगदैर्घ्य बढ़ जाएगा । तरंगदैर्घ्य लाल रंग की ओर 'स्थानांतरित' होगा , जो दृश्य प्रकाश की सबसे लंबी तरंगदैर्घ्य है।
  • उत्सर्जक वस्तु जितनी दूर होगी , स्पेक्ट्रम उतना ही अधिक 'लाल' होगा। इसे 'रेड शिफ्ट' कहा जाता है । रेडशिफ्ट की सीमा से पता चलता है कि एमिटर कितनी दूर है।
  • यदि वस्तु आगे खींचती है, तो यह अदृश्य हो जाएगी - यह एम ऑप्टिकल से निकट आईआर तक, और आगे मध्य और दूर आईआर तक जाएगी।

वेब टेलीस्कोप कैसे काम करता है?

• ऑप्टिकल टेलीस्कोप, हबल की तरह, दूर की आकाशगंगाओं से प्रकाश ग्रहण करते हैं; वेब को आईआर को समझने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसका अर्थ है कि यह आकाशगंगाओं से विकिरण प्राप्त कर सकता है जो बहुत दूर चले गए हैं ।
• उदाहरण के लिए, इसने 13.1 बिलियन प्रकाश वर्ष दूर आकाशगंगाओं से आईआर विकिरण लिया हैI इसे वेब तक पहुंचने में प्रकाश (अब इन्फ्रा-रेड) को 13.1 बिलियन वर्ष लगे हैं, जिसका अर्थ है कि वेब कुछ देख रहा है क्योंकि यह 13.1 बिलियन वर्ष पहले था।
• तरंगदैर्घ्य में 5 माइक्रोन का आईआर ले चुका है ; यह 28 माइक्रोन तक गहराई तक जा सकता है।
• जबकि रेड-शिफ्ट से पता चलता है कि स्रोत कितना दूर है , स्पेक्ट्रम का विश्लेषण बता सकता है कि विकिरण किस माध्यम से गुजरा है क्योंकि प्रत्येक तत्व का अपना विशिष्ट 'स्पेक्ट्रल फिंगरप्रिंट' होता है।
• वैज्ञानिक बता सकते हैं कि स्रोत में हाइड्रोजन है या सल्फर या अन्य कोई भी तत्व । इस तरह वे जानते हैं कि वेब ने जिस एक्सोप्लैनेट को पकड़ा है , उसके वायुमंडल में जलवाष्प है ।