NASA की नई ‘आंख’, रोमन टेलीस्कोप बदल देगा ब्रह्मांड को देखने का तरीका

NASA के पास एक नया स्पेस ऑब्जर्वेटरी है, जिसे वैज्ञानिकों की मदद के लिए बनाया गया है ताकि वे खगोल विज्ञान के कुछ सबसे बड़े रहस्यों को सुलझा सकें। इनमें डार्क मैटर, डार्क एनर्जी, एक्सोप्लैनेट और समय के साथ गैलेक्सी में होने वाले बदलाव और विकास शामिल हैं। इसे 30 अगस्त को फ्लोरिडा के कैनेडी स्पेस सेंटर से SpaceX फाल्कन हैवी रॉकेट के ज़रिए लॉन्च किया जाना है। इसमें 2.4 मीटर का प्राइमरी मिरर (प्रकाश स्रोतों की पहचान करने और उन्हें इकट्ठा करने के लिए) लगा है, जिसका साइज़ NASA के मौजूदा हबल स्पेस टेलीस्कोप के मिरर जितना ही है। नैन्सी ग्रेस रोमन के नाम पर रखे गए इस टेलीस्कोप का नाम उस वैज्ञानिक के नाम पर है जिन्होंने NASA के स्पेस एस्ट्रोनॉमी प्रोग्राम को शुरू करने में अहम भूमिका निभाई थी और जिन्हें अक्सर "हबल की माँ" कहा जाता है। नैन्सी ग्रेस रोमन स्पेस टेलीस्कोप आसमान के उस हिस्से की तस्वीर ले सकेगा जो हबल स्पेस टेलीस्कोप की एक बार में देखी जा सकने वाली जगह से लगभग 100 गुना बड़ा होगा। अगर हबल से देखना एक छोटी खिड़की से देखने जैसा है, तो रोमन से देखना पूरे आस-पड़ोस को देखने जैसा होगा। यह एक इन्फ्रारेड स्पेस टेलीस्कोप है।

इस ज़्यादा विज़िबिलिटी की वजह से—क्योंकि यह बहुत बड़े इलाके को देख सकता है—खगोलशास्त्री ब्रह्मांड के बड़े-बड़े नक्शे बना सकेंगे और अंतरिक्ष की बारीकी से स्टडी कर सकेंगे। रोमन में हबल की तरह ही इन्फ्रारेड तरंगों को पहचानने की क्षमता होगी और उम्मीद है कि यह हाई-क्वालिटी वाली इन्फ्रारेड तस्वीरें देगा। साथ ही, यह हबल के मुकाबले 1,000 गुना तेज़ी से आसमान का सर्वे और तस्वीरें ले सकता है। इस नए स्पेस टेलीस्कोप में 2030 के दशक में ब्रह्मांड को समझने के हमारे नज़रिए को बदलने की क्षमता है।

NASA ने हबल के बाद दूसरे स्पेस टेलिस्कोप लॉन्च किए हैं, लेकिन अपने काम में रोमन टेलिस्कोप हबल के सबसे करीब है, हालांकि टेक्नोलॉजी के हिसाब से यह पुराने टेलिस्कोप से कहीं ज़्यादा एडवांस्ड है।

रोमन का एक मुख्य मकसद डार्क एनर्जी के बारे में बुनियादी सवालों का जवाब देना है। यह एनर्जी का एक रहस्यमयी रूप है जिसे सीधे देखा नहीं जा सकता (ग्रेविटी की तरह, इसे महसूस तो किया जा सकता है, लेकिन देखा नहीं जा सकता)। ऐसा लगता है कि यह ग्रेविटी के उलट काम करती है और ब्रह्मांड के फैलने की बढ़ती रफ़्तार से जुड़ी है। वैज्ञानिकों का अनुमान है कि ब्रह्मांड का लगभग 68 से 72 प्रतिशत हिस्सा डार्क एनर्जी से बना है।

1998 में, दूर की सुपरनोवा (मरते हुए तारे का विस्फोट) पर रिसर्च कर रहे वैज्ञानिकों ने पाया कि ब्रह्मांड का फैलाव धीमा नहीं हो रहा था। बल्कि, यह तेज़ हो रहा था। इस खोज से डार्क एनर्जी का विचार सामने आया। रोमन टेलीस्कोप लाखों गैलेक्सी और सुपरनोवा का मैप तैयार करेगा ताकि यह समझा जा सके कि ब्रह्मांड कैसे फैल रहा है और समय के साथ इसके फैलाव में क्या बदलाव आते हैं। उम्मीद है कि यह टेलीस्कोप बहुत सारा डेटा देगा जिससे वैज्ञानिकों को इस रहस्यमयी ताकत को समझने में मदद मिलेगी। उदाहरण के लिए, क्या यह तेज़ी किसी नई तरह की एनर्जी की वजह से है? या फिर यह बहुत बड़े पैमाने पर ग्रेविटी के बारे में हमारी समझ में बदलाव की वजह से है? अगर डार्क एनर्जी एनर्जी का कोई नया रूप है, तो क्या पूरे स्पेस और समय में इसकी ताकत एक जैसी रहती है? या फिर ब्रह्मांड के इतिहास के दौरान इसमें कोई बदलाव आया है?

रोमन तीन अहम तरीकों से डार्क एनर्जी की स्टडी करेगा: बेरियन एकोस्टिक ऑसिलेशन्स ("आवाज़ की उन लहरों के निशान जो कभी शुरुआती कॉस्मिक समुद्र में फैली थीं"), दूर के सुपरनोवा और वीक ग्रेविटेशनल लेन्सिंग ("यह मापना कि कैसे ग्रेविटी बहुत ज़्यादा दूरी पर रोशनी के रास्ते को थोड़ा मोड़ती है" ताकि "डार्क मैटर के बंटवारे और ब्रह्मांड के तेज़ी से फैलने के बारे में सुराग" मिल सकें)।

इन सवालों की स्टडी करने के लिए रोमन, यूरोपियन स्पेस एजेंसी के यूक्लिड मिशन के साथ मिलकर काम करेगा।

रोमन टेलीस्कोप एक्सोप्लैनेट्स — यानी हमारे सौर मंडल के बाहर तारों की परिक्रमा करने वाले ग्रहों — का भी बड़े पैमाने पर सर्वे करेगा। इसका मकसद यह पता लगाना है कि "हमारे जैसे सौर मंडल कितने आम हैं?", "ग्रह प्रणालियों के ठंडे और बाहरी इलाकों में किस तरह के ग्रह होते हैं?" और "किसी ग्रह पर जीवन के लिए क्या ज़रूरी है?"।

इसके लिए रोमन 'ग्रेविटेशनल माइक्रोलेंसिंग' तकनीक का इस्तेमाल करेगा। यह तरीका ऐसे ग्रहों का पता लगा सकता है जिन्हें दूसरी तकनीकों से खोजना मुश्किल होता है, जैसे कि 'रेडियल वेलोसिटी' तरीका; यह तरीका परिक्रमा करने वाले ग्रह के गुरुत्वाकर्षण खिंचाव से तारे में होने वाली मामूली हलचल को मापता है।

यह ऐसे ग्रहों का भी पता लगा सकता है जिनका द्रव्यमान हमारे चंद्रमा के द्रव्यमान से बस कुछ गुना ज़्यादा हो। यह ऐसे ग्रहों को भी खोज सकता है जो किसी तारे की परिक्रमा किए बिना अंतरिक्ष में स्वतंत्र रूप से घूम रहे हों। इनमें से कुछ ग्रहों का द्रव्यमान मंगल ग्रह के बराबर हो सकता है।

वैज्ञानिकों को उम्मीद है कि रोमन 1,000 से ज़्यादा एक्सोप्लैनेट्स (सौर मंडल के बाहर के ग्रह) की पहचान करेगा और शायद हज़ारों ग्रहों के सिस्टम का पता लगाएगा। वैज्ञानिक इन ग्रहों का अध्ययन करके यह पता लगाएंगे कि क्या उनमें से कुछ पर जीवन के लिए ज़रूरी हालात मौजूद हैं।

इटली के गणितज्ञ और खगोलशास्त्री जोसेफ-लुई लैग्रेंज ने 18वीं सदी में पता लगाया था कि कुछ खास पॉइंट होते हैं जहाँ सूरज और पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण बल मिलकर एक स्थिर तरीके से काम कर सकता है। उन्हीं के नाम पर इन पॉइंट्स को लैग्रेंज पॉइंट्स कहा जाता है। ऐसे पाँच पॉइंट्स हैं: L1, L2, L3, L4 और L5। L1 पृथ्वी से सूरज की तरफ़ लगभग 15 लाख किलोमीटर दूर है। L2 पृथ्वी से सूरज के दूसरी तरफ़ लगभग 15 लाख किलोमीटर दूर है। NASA का जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप L2 के पास काम कर रहा है। रोमन, पृथ्वी से लगभग 15 लाख किलोमीटर दूर, सूरज-पृथ्वी लैग्रेंज पॉइंट 2 (L2) के पास काम करेगा।

इस जगह से, यह इन्फ्रारेड लाइट का इस्तेमाल करके डार्क एनर्जी और डार्क मैटर के रहस्यों का पता लगाएगा, जो ब्रह्मांड के फैलाव और बनावट से जुड़े हैं। यह हमारी मिल्की वे गैलेक्सी में हज़ारों नए एक्सोप्लैनेट्स (सौरमंडल के बाहर के ग्रहों) की खोज करेगा। यह अरबों गैलेक्सी की तस्वीरें भी लेगा और ब्रह्मांड के डिटेल्ड मैप बनाएगा।

L2 पर, सूरज और पृथ्वी की ग्रेविटेशनल ताकतें रोमन को बिना ज़्यादा ईंधन इस्तेमाल किए एक स्थिर ऑर्बिट में रहने में मदद करेंगी। यह जगह पृथ्वी के चारों ओर चंद्रमा की कक्षा से कहीं ज़्यादा दूर है। L2 से रोमन को आसमान का एक बड़ा और लगातार नज़ारा भी मिलता है। क्योंकि पृथ्वी दूर है, इसलिए यह रोमन के नज़ारे में ज़्यादा रुकावट नहीं डालेगी। टेलीस्कोप पृथ्वी की ज़्यादातर गर्मी और रोशनी से भी दूर रहेगा। इससे इसे ठंडा रखने में मदद मिलती है। टेलीस्कोप को ठंडा रखना बहुत ज़रूरी है क्योंकि इन्फ्रारेड टेलीस्कोप गर्मी का पता लगा सकते हैं।

मन टेलीस्कोप ब्रह्मांड के एक और रहस्यमयी पदार्थ, 'डार्क मैटर' का भी अध्ययन करेगा। डार्क मैटर न तो रोशनी पैदा करता है और न ही उसे रिफ्लेक्ट करता है, इसलिए इसे सीधे नहीं देखा जा सकता। वैज्ञानिकों को इसके होने का पता इसके गुरुत्वाकर्षण प्रभावों से चलता है। अनुमान है कि ब्रह्मांड का लगभग 27 से 30 प्रतिशत हिस्सा डार्क मैटर से बना है। रोमन यह अध्ययन करेगा कि डार्क मैटर पूरे ब्रह्मांड में किस तरह फैला हुआ है। इसके लिए एक अहम तरीका है 'ग्रेविटेशनल लेन्सिंग', जिसमें किसी बहुत बड़े ऑब्जेक्ट का गुरुत्वाकर्षण बल, उससे कहीं दूर मौजूद किसी ऑब्जेक्ट से आ रही रोशनी के रास्ते को मोड़ देता है। रोशनी में होने वाले इन बदलावों का अध्ययन करके, रोमन वैज्ञानिकों को डार्क मैटर के फैलाव और व्यवहार को समझने में मदद कर सकता है।

रोमन ब्रह्मांड में फैली अरबों आकाशगंगाओं को भी देखेगा। इससे खगोलविदों को यह समझने में मदद मिलेगी कि बिग बैंग के बाद आकाशगंगाएँ कैसे बनीं और उनमें क्या बदलाव आए। अलग-अलग दूरी पर मौजूद आकाशगंगाओं का अध्ययन करके, वैज्ञानिक ब्रह्मांड के इतिहास के अलग-अलग दौर को देख पाएँगे। इसलिए, रोमन हमें यह समझने में मदद करेगा कि अरबों सालों में ब्रह्मांड कैसे बदला है।

नैन्सी ग्रेस रोमन स्पेस टेलीस्कोप के इंस्ट्रूमेंट्स में 'वाइड फील्ड इंस्ट्रूमेंट' (WFI) शामिल है, जो टेलीस्कोप का मुख्य साइंटिफिक कैमरा है। इसमें लगभग 300 मेगापिक्सल वाला इन्फ्रारेड डिटेक्टर सिस्टम लगा है। यह बहुत सटीकता के साथ आसमान के बड़े हिस्सों को देख सकता है और उम्मीद है कि यह लगभग एक अरब गैलेक्सी से आने वाली रोशनी को मापेगा। टेलीस्कोप में 'कोरोनाग्राफ' इंस्ट्रूमेंट भी लगा है, जो तारों की तेज़ रोशनी को रोकने के लिए बनाया गया एक एडवांस्ड इंस्ट्रूमेंट है। इससे वैज्ञानिक पास के एक्सोप्लैनेट्स और तारों के आस-पास मौजूद मटीरियल की डिस्क का सीधे अध्ययन कर सकते हैं। NASA के वैज्ञानिकों को उम्मीद है कि यह टेक्नोलॉजी भविष्य के मिशनों को पृथ्वी जैसे ग्रहों को खोजने और उनका अध्ययन करने में मदद करेगी।

कई दशकों से, NASA और दूसरी स्पेस एजेंसियों द्वारा लॉन्च किए गए स्पेस टेलीस्कोप का इस्तेमाल ब्रह्मांड के रहस्यों को सुलझाने के लिए किया जा रहा है। इनसे वैज्ञानिकों को कई रोमांचक खोजें करने में मदद मिली है और अंतरिक्ष के बारे में हमारी समझ काफी बेहतर हुई है।

NASA द्वारा अंतरिक्ष में भेजा गया पहला टेलीस्कोप 'ऑर्बिटिंग एस्ट्रोनॉमिकल ऑब्जर्वेटरी 2' (OAO-2) था, जिसे 7 दिसंबर, 1968 को लॉन्च किया गया था। OAO-2 अंतरिक्ष से ब्रह्मांड का अध्ययन करने के लिए डिज़ाइन की गई शुरुआती सफल स्पेस ऑब्जर्वेटरी में से एक थी। इसे 'स्टारगेज़र' नाम दिया गया था और इसे अल्ट्रावायलेट लाइट का इस्तेमाल करके तारों और धूमकेतुओं का अध्ययन करने के लिए बनाया गया था।

NASA ने 1990 में हबल स्पेस टेलीस्कोप लॉन्च किया था। NASA की एस्ट्रोनॉमी (खगोल विज्ञान) की पहली प्रमुख, खगोलशास्त्री नैन्सी ग्रेस रोमन (16 मई, 1925 – 25 दिसंबर, 2018) ने NASA के स्पेस एस्ट्रोनॉमी प्रोग्राम को विकसित करने में अहम भूमिका निभाई और ब्रह्मांड के अध्ययन के लिए अंतरिक्ष में टेलीस्कोप के इस्तेमाल के विचार का पुरजोर समर्थन किया। उन्हीं की लगातार कोशिशों की वजह से हबल स्पेस टेलीस्कोप बनाना संभव हो पाया।

तब से हबल ने हमें ब्रह्मांड के बारे में हज़ारों अहम और खूबसूरत तस्वीरें और वैज्ञानिक खोजें दी हैं। इसने विज़िबल और अल्ट्रावायलेट लाइट में ब्रह्मांड की बेहद साफ़ तस्वीरें ली हैं और खगोल विज्ञान में क्रांति लाते हुए वैज्ञानिकों को कई अहम खोजें करने में मदद की है।

इसके बाद 1999 में NASA ने चंद्रा एक्स-रे ऑब्ज़र्वेटरी लॉन्च की। यह एक स्पेस टेलीस्कोप है जिसे ब्रह्मांड की सबसे ज़्यादा ऊर्जा वाली चीज़ों और घटनाओं, जैसे कि फटे हुए तारे और ब्लैक होल, से निकलने वाली एक्स-रे का पता लगाने के लिए डिज़ाइन किया गया था।

2003 में लॉन्च किया गया स्पिट्ज़र स्पेस टेलीस्कोप एक इन्फ्रारेड स्पेस टेलीस्कोप था, जिसका इस्तेमाल दूर की आकाशगंगाओं, नए तारों और एक्सोप्लैनेट जैसी ठंडी चीज़ों के अध्ययन के लिए किया जाता था। इसकी इन्फ्रारेड विज़न ने वैज्ञानिकों को अंतरिक्ष में धूल के बादलों के पीछे छिपी चीज़ों को देखने में भी मदद की।

छह साल बाद, 2009 में NASA ने केप्लर स्पेस टेलीस्कोप लॉन्च किया, जिसे एक्सोप्लैनेट खोजने के लिए डिज़ाइन किया गया था। केप्लर ने तारों पर बारीकी से नज़र रखी। जब कोई ग्रह किसी तारे के सामने से गुज़रता था, तो तारा थोड़ा धुंधला हो जाता था। चमक में होने वाले इन छोटे-छोटे बदलावों का पता लगाकर, केप्लर ने हज़ारों एक्सोप्लैनेट की खोज की।

इसके बाद जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) आया, जिसे 25 दिसंबर, 2021 को लॉन्च किया गया था। वेब एक शक्तिशाली इन्फ्रारेड टेलीस्कोप है, जिसे ब्रह्मांड में बनी शुरुआती आकाशगंगाओं का अध्ययन करने और दूर के एक्सोप्लैनेट के वायुमंडल की जांच करने के लिए बनाया गया था।

हबल और अन्य स्पेस टेलीस्कोप के साथ मिलकर, जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप ने ब्रह्मांड को देखने का एक नया नज़रिया दिया है। अब, नैन्सी ग्रेस रोमन स्पेस टेलीस्कोप आसमान के बड़े हिस्सों का सर्वे करके और वैज्ञानिकों को डार्क एनर्जी, डार्क मैटर, एक्सोप्लैनेट और आकाशगंगाओं के विकास को समझने में मदद करके इस सफर को और आगे बढ़ाएगा।