नेंसी ग्रेस रोमन स्पेस टेलीस्कोप का प्रक्षेपण डार्क मैटर, डार्क एनर्जी और एक्सोप्लैनेट्स के अध्ययन में प्रगति करता है

स्पेसएक्स के फाल्कन हेवी रॉकेट द्वारा पिछले रविवार (30) को फ्लोरिडा में कैनेडी स्पेस सेंटर से लॉन्च किए गए नेंसी ग्रेस रोमन स्पेस टेलीस्कोप की सफलता के साथ, नासा ने ब्रह्मांड की जांच में एक नया और अभूतपूर्व चरण शुरू किया है।

इस वेधशाला को पृथ्वी से 1.6 मिलियन किलोमीटर से अधिक दूर स्थित लैग्रेंज पॉइंट 2 (L2) पर भेजना तीन बड़े वैज्ञानिक प्रश्नों को हल करने पर केंद्रित मिशन की शुरुआत है: ब्रह्मांड की छिपी हुई संरचना, अंतरिक्ष विस्तार की गतिशीलता और आकाशगंगा में नए संसारों की खोज।

पिछले एक सदी में, विज्ञान ने पाया है कि मानव द्वारा सीधे दिखाई देने वाली हर चीज - सितारों और ग्रहों से लेकर पूरी आकाशगंगाओं तक - ब्रह्मांड का केवल 5% हिस्सा है। भौतिक वास्तविकता का अधिकांश भाग ऐसे पदार्थों से बना है जो प्रकाश उत्सर्जित, परावर्तित या अवशोषित करके परस्पर क्रिया नहीं करते हैं। इस अदृश्य संरचना को समझना ही रोमन टेलीस्कोप के तकनीकी डिजाइन को निर्देशित करने वाला केंद्रीय उद्देश्य है।

डार्क मैटर अभी भी खगोल भौतिकी के सबसे बड़े रहस्यों में से एक है। इसका अस्तित्व आकाशगंगाओं के घूर्णन पर इसके गुरुत्वाकर्षण प्रभाव से सिद्ध होता है, जो एक जाल के रूप में कार्य करता है जो खगोलीय पिंडों के फैलाव को रोकता है; हालांकि, किसी भी जमीनी उपकरण ने इसके घटक कणों को दर्ज नहीं किया है।

रोमन टेलीस्कोप एक अलग पद्धति प्रस्तावित करता है। प्रयोगशाला में डार्क मैटर को पकड़ने के बजाय, यह अरबों दूर की आकाशगंगाओं के प्रकाश पर इस अदृश्य पदार्थ के गुरुत्वाकर्षण द्वारा उत्पन्न विकृतियों का मानचित्रण करने के लिए अपने विशाल दृश्य क्षेत्र का उपयोग करेगा। इस घटना, जिसे गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग कहा जाता है, उच्च सटीकता वाला त्रि-आयामी मानचित्र बनाने में सक्षम बनाएगी, जो ब्रह्मांडीय इतिहास के अरबों वर्षों में पदार्थ के वितरण को दर्शाएगी।

इसके समानांतर, वे डार्क एनर्जी के रहस्य की जांच करेंगे। यह अज्ञात बल, जिसकी पहचान 1990 के दशक के अंत में हुई थी, गुरुत्वाकर्षण के विपरीत कार्य करता है, जिससे स्वयं स्पेस-टाइम के विस्तार में तेजी आती है। युगों के माध्यम से डार्क एनर्जी के व्यवहार को मापने के लिए, रोमन अनगिनत आकाशगंगाओं के स्थान को रिकॉर्ड करेगा और बारिओनिक ध्वनिक दोलनों (Baryonic Acoustic Oscillations) का विश्लेषण करेगा - प्रारंभिक ब्रह्मांड में दबाव तरंगों द्वारा छोड़े गए निशान जो सार्वभौमिक विस्तार दर की गणना के लिए एक मानक पैमाना के रूप में कार्य करते हैं।

इन अवलोकनों के परिणाम मौजूदा ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडलों को मान्य कर सकते हैं या भौतिकविदों को गुरुत्वाकर्षण और स्पेस-टाइम के बारे में नए सिद्धांत विकसित करने के लिए मजबूर कर सकते हैं।

वैज्ञानिक परिदृश्य और ग्रह संबंधी प्रगति

डिजिटल आई व्यू द्वारा लाइव लॉन्च प्रसारण के दौरान, खगोलशास्त्री मार्सेलो ज़ुरिता ने कहा कि इस ब्रह्मांडीय रहस्य का समाधान वैश्विक विज्ञान के सबसे बड़े सम्मानों में से एक है। उन्होंने घोषणा की कि 'जो व्यक्ति डार्क एनर्जी की उत्पत्ति और प्रकृति की स्पष्ट रूप से व्याख्या कर पाएगा, उसे निश्चित रूप से नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया जाएगा।'

ब्रह्मांडीय पैमाने की जांच के अलावा, यह मिशन ग्रह पैमाने पर एक महत्वपूर्ण छलांग का प्रतिनिधित्व करता है। उन्नत कोरोग्राफ के साथ वेधशाला में शामिल होने के कारण, एक्सोप्लैनेट्स (सौर मंडल के बाहर के ग्रह) की खोज एक नए उपकरण चरण में प्रवेश करेगी, जो तारों की तीव्र चमक पर काबू पाने और उनकी कक्षाओं में ग्रहों को प्रकट करने के लिए डिज़ाइन की गई एक ऑप्टिकल प्रणाली है।

नासा के जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी (JPL) के शोधकर्ता एस्ट्रोबायोलॉजिस्ट राइसा एस्ट्रेला ने स्पेस ओब्जर्वेशन कार्यक्रम में साक्षात्कार में इस तकनीक के कामकाज और अंतरिक्ष अनुसंधान के लिए इसकी तत्काल महत्ता का विवरण दिया। उन्होंने समझाया कि 'हम जिस तकनीक को कोरोग्राफ कहते हैं, वह मूल रूप से एक ऐसा उपकरण है जो मेजबान तारे के प्रकाश को अवरुद्ध करता है। और हम इस प्रकाश को क्यों अवरुद्ध करना चाहते हैं? क्योंकि जब हम मेजबान तारे के प्रकाश को अवरुद्ध करते हैं, तो हम उन ग्रहों द्वारा परावर्तित प्रकाश को देख पाते हैं जो उस तारे पर निवास करते हैं। तारे की चमक इतनी तेज होती है कि वह पूरी छवि को ढक देती है। इसलिए, हमें देखने के लिए अवरुद्ध करना होगा कि ग्रहों द्वारा परावर्तित प्रकाश क्या है जो परिक्रमा कर रहे हैं। इस प्रकार की वेधशाला के साथ, हम वास्तव में ग्रह प्रणाली की इमेजिंग कर पाएंगे।'

वर्तमान में, अधिकांश एक्सोप्लैनेट्स को अप्रत्यक्ष तरीकों से खोजा जाता है, जैसे कि जब कोई ग्रह उनके सामने से गुजरता है तो तारे की चमक में क्षणिक कमी आना। रोमन के कोरोग्राफ के साथ, खगोलविद सीधे ग्रह द्वारा परावर्तित प्रकाश को रिकॉर्ड करने की क्षमता रखेंगे, जिससे बृहस्पति जैसे विशाल गैसीय ग्रहों पर ध्यान केंद्रित करना शुरू होगा।

छोटे और दूर के पिंडों का मानचित्रण करने के लिए, वेधशाला गुरुत्वाकर्षण माइक्रो-लेंसिंग की संयुक्त तकनीक का उपयोग करेगी। जब एक तारा पृथ्वी के संबंध में दूसरे दूर के तारे के सामने स्थित होता है, तो सामने वाले तारे का गुरुत्वाकर्षण एक प्राकृतिक लेंस के रूप में कार्य करता है, जिससे पृष्ठभूमि तारे की चमक बढ़ जाती है। यदि लेंस के रूप में कार्य करने वाले तारे पर ग्रह हैं, तो इन दुनियाओं का गुरुत्वाकर्षण प्रकाश संकेत में छोटे बदलाव पैदा करता है। यह रणनीति वैज्ञानिकों को हजारों नए ग्रहों को सूचीबद्ध करने की अनुमति देगी, जिसमें हमारे सिस्टम से दसियों हजार प्रकाश वर्ष दूर स्थित चट्टानी दुनिया भी शामिल हैं।

ज़ुरिता के अनुसार, गुरुत्वाकर्षण माइक्रो-लेंसिंग तकनीक पृथ्वी के आकार के ग्रहों की पहचान करने के लिए सबसे उपयुक्त तरीका है। 'यदि मुख्य उद्देश्य 'अर्थ 2.0' (एक रहने योग्य क्षेत्र में पृथ्वी जैसा ग्रह) खोजना है, तो यह उपयोग की जाने वाली तकनीक है।'

रोमन टेलीस्कोप द्वारा एकत्र किए गए डेटा सेट भविष्य के अंतरिक्ष मिशनों के लिए एक रणनीतिक आधार के रूप में काम करेगा। एस्ट्रोबायोलॉजी का अंतिम लक्ष्य - पृथ्वी के समान द्रव्यमान और तापमान वाले ग्रह के वायुमंडल में जैविक संकेतों का पता लगाना - एक तकनीकी सटीकता के स्तर की मांग करता है जिसे इस समय स्थापित किया जा रहा है।

राइसा ने नासा की अन्वेषण योजना में नए टेलीस्कोप की अग्रणी भूमिका पर जोर दिया। 'रोमन अन्य ग्रहों का अध्ययन करेगा, लेकिन यह मुख्य रूप से गैस दिग्गजों पर केंद्रित होगा। यह तकनीक पृथ्वी जैसे ग्रहों की विशेषता तक नहीं पहुंचेगी। लेकिन यह वह तकनीक लाएगी जिसे हमें समझना चाहिए, जो एक्सोप्लैनेट की प्रत्यक्ष इमेजिंग है, जिसका उपयोग रहने योग्य दुनिया की वेधशाला द्वारा छोटे ग्रहों के लिए किया जाएगा। तो, यह उस यात्रा में पहला कदम है जो हम पृथ्वी जैसे ग्रहों की विशेषता तक पहुंचने के लिए उठा रहे हैं।'

यह पूरी जांच सूचना प्रसंस्करण की एक अभूतपूर्व क्षमता द्वारा समर्थित होगी। 300 मेगापिक्सल का वाइड फील्ड इंस्ट्रूमेंट (WFI) से लैस, जो हबल स्पेस टेलीस्कोप की तुलना में सौ गुना बड़े क्षेत्रों को कैप्चर करता है, रोमन अपने पहले पांच वर्षों में 20 पेटाबाइट से अधिक डेटा उत्पन्न कर सकता है।

इस विशाल मात्रा के लिए छवियों का विश्लेषण करने और अरबों खगोलीय वस्तुओं को सूचीबद्ध करने के लिए कृत्रिम बुद्धिमत्ता और मशीन लर्निंग एल्गोरिदम के गहन उपयोग की आवश्यकता होगी। अत्याधुनिक तकनीक, सैद्धांतिक भौतिकी और अंतरिक्ष इंजीनियरिंग को एकीकृत करके, यह प्रक्षेपण केवल नासा के एक और मिशन की शुरुआत नहीं है, बल्कि ब्रह्मांड की छिपी हुई प्रकृति और उसमें हमारे स्थान को समझने के लिए आज तक उठाया गया सबसे महत्वपूर्ण कदम है।