जेम्स वेब टेलीस्कोप से पहली तस्वीर एक वर्ष की है: इसने ब्रह्मांड के बारे में हमारे दृष्टिकोण को कैसे बदल दिया

ठीक एक साल पहले, खगोलविदों ने जेम्स वेब टेलीस्कोप से बनाई गई पहली वैज्ञानिक छवियां जारी कीं, जिससे कई लोगों में उत्साह फैल गया।

अगले महीनों में आकाश की क्रांतिकारी तस्वीरें भी आईं, जिनमें से प्रत्येक ने खगोल विज्ञान के बारे में हमारे ज्ञान की सीमाओं को आगे बढ़ाया, ब्रह्मांड के बारे में हमारी समझ को समृद्ध किया।

क्या आपको ऐसा नहीं लगता कि धीरे-धीरे हम हबल दूरबीन के बारे में कम और कम उल्लेख करते हैं, और ज्यादातर जेम्स वेब के अवलोकनों से संबंधित नए संदेश प्राप्त करते हैं? ये महज़ एक आभास है. लेकिन तथ्य यह है कि हबल स्पेस टेलीस्कोप ने सर्वोत्तम रिज़ॉल्यूशन में तस्वीरें नहीं लीं, और कभी-कभी बिल्कुल धुंधली, इसलिए प्रतिष्ठित तस्वीरें (कील नेबुला, निर्माण के स्तंभ, छोटे मैगेलैनिक क्लाउड में तारा बनाने वाला क्षेत्र) अब ली जाएंगी। बहुत बेहतर हो. आख़िरकार, पूरी तरह से नई परियोजनाओं का समय आ गया है, जिसमें गहराई में अवलोकन भी शामिल है अंतरिक्ष. इसलिए, जेम्स वेब के टेलीस्कोप के काम के बारे में कोई भी अंतहीन रूप से लिख सकता है। बेशक, इसका मतलब यह नहीं है कि हबल चला गया है, वह अभी भी अंतरिक्ष में बहादुरी से काम कर रहा है, लेकिन उसके उत्तराधिकारी का समय आ गया है।

हम सभी को ग्राउंड रूम में तैनात सौर विज़र के साथ जेम्स वेब के टेलीस्कोप की तस्वीर याद है, जिसकी प्रभावशीलता L2 बिंदु के आसपास कक्षा में इसकी स्थिति पर निर्भर करती है। और अब वह ब्रह्मांड की गहराई में कहीं ब्रह्मांड का अध्ययन कर रहा है और दिलचस्प वस्तुओं की तस्वीरें खींच रहा है।

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नई अंतरिक्ष दूरबीनें जल्द ही सामने आएंगी, लेकिन वेब सर्वश्रेष्ठ रहेगा

वेब (आधिकारिक तौर पर JWST या जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप) को कुछ महीनों में पृथ्वी से 2 मिलियन किलोमीटर दूर L1,5 के आसपास की कक्षा में एक और साथी प्राप्त होगा - आकाश के बड़े पैमाने पर सर्वेक्षण के लिए यूक्लिड टेलीस्कोप, जो संकेतों की तलाश करेगा। डार्क एनर्जी और डार्क मैटर का अस्तित्व कुछ साल बाद, यूक्लिड दूरबीन एक अन्य दूरबीन - नैन्सी ग्रेस रोमन (नैन्सी ग्रेस रोमन - हबल की जुड़वां) से जुड़ जाएगी, जो पृथ्वी की कक्षा में प्रवेश करेगी। हालाँकि, यह जेम्स वेब है जो लंबे समय तक सबसे बड़ा अंतरिक्ष दूरबीन बना रहेगा, जिसमें निकटतम ब्रह्मांड (सौर मंडल) और ब्रह्मांड के सबसे दूर के कोनों दोनों का विवरण देखने की सर्वोत्तम क्षमता होगी।

इस वर्ष के अंत में एक और विशेष वर्षगांठ मनाई जाएगी - हबल की "आंख की सर्जरी" के 30 साल बाद, एक उपकरण की स्थापना जो अनुचित तरीके से पॉलिश किए गए दर्पण द्वारा बनाई गई धुंधली छवि को सही करती है। यह इस दूरबीन को कक्षा में लॉन्च करने के तीन साल से अधिक समय बाद, दिसंबर 1993 में किया गया था।

जेम्स वेब की दूरबीन में ऐसी कोई समस्या नहीं थी, और उसके उपकरणों का प्रदर्शन खगोलविदों की बेतहाशा अपेक्षाओं से अधिक था। हां, वैज्ञानिकों और इंजीनियरों को तनाव के कुछ शुरुआती क्षणों से गुजरने के लिए एक वर्ष का समय मिला है, क्योंकि मध्य-अवरक्त रेंज में अवलोकन के लिए एमआईआरआई उपकरण से संबंधित कुछ तत्व दो बार (2022 की गर्मियों में और 2023 के वसंत में) विफल हो गए। जैसे NIRISS उपकरण (शीतकालीन 2023), जिसकी समस्याएँ कॉस्मिक किरणों के कारण थीं।

फिर भी, जेम्स वेब में निवेश का अच्छा फल मिला है। आधिकारिक आंकड़ों के मुताबिक, टेलीस्कोप की कीमत 10 अरब डॉलर है। इस राशि की तुलना, उदाहरण के लिए, 13 बिलियन डॉलर से की जा सकती है, जो अमेरिकी बेड़े में सबसे आधुनिक विमान वाहक - यूएसएस गेराल्ड आर. फोर्ड के निर्माण की लागत है। यह एकदम सही तुलना नहीं है, लेकिन यह दर्शाता है कि खगोल विज्ञान और सैन्य प्रौद्योगिकी में पैसे का मूल्य कैसे भिन्न होता है।

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12 महीनों के दूरबीन अवलोकन से क्या परिणाम प्राप्त हुए?

आप दूरबीन के बारे में, इसे कैसे बनाया जाता है, इसके रहस्य, नाम से जुड़े विवादों के बारे में अधिक पढ़ सकते हैं हमारे पिछले पाठ. लेकिन अब अवलोकन के वर्ष के परिणामों को संक्षेप में प्रस्तुत करने, सबसे दिलचस्प खोजों को उजागर करने और खगोल विज्ञान पर उनके प्रभाव को दिखाने का समय आ गया है।

वेब ने खगोलविदों को जो लाभ दिए, वे पहले से ही ज्ञात वस्तुओं को और भी अधिक रिज़ॉल्यूशन के साथ देखने की क्षमता रखते हैं और यह देखने की क्षमता रखते हैं कि पहले हमारा ध्यान किस ओर जाता था। इस प्रकार, खगोलविदों को बहुत सारा डेटा प्राप्त हुआ है जो उन्हें मौजूदा सिद्धांतों को सुधारने या नए सिद्धांत बनाने की अनुमति देगा। हालाँकि यह बहुत मामूली लगता है, वेब की उपलब्धियों के लिए दुनिया भर के इंजीनियरों और वैज्ञानिकों के सहयोग की आवश्यकता थी।

नीचे हम सबसे दिलचस्प छवियों का एक संग्रह प्रस्तुत करते हैं दूरबीन जेम्स वेब, अब तक 12 महीनों के अवलोकनों में प्राप्त हुए हैं।

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वेब क्या शोध करता है? निकटतम क्षुद्रग्रहों से लेकर सबसे दूर स्थित ब्लैक होल तक

पहले तुलनात्मक अवलोकनों ने निकट-अवरक्त रेंज और मध्य-अवरक्त सीमा में ब्रह्मांड को एक साथ देखने में सक्षम होने का मूल्य दिखाया, जहां आप बहुत ठंडी, मुश्किल से दिखाई देने वाली संरचनाओं को देख सकते हैं। हम न केवल सृष्टि के प्रतिष्ठित स्तंभों के बारे में बात कर रहे हैं, बल्कि सौर मंडल की वस्तुओं के अवलोकन के बारे में भी बात कर रहे हैं। जेम्स वेब टेलीस्कोप ने पहले ही बृहस्पति और शनि का पता लगाया है, नेप्च्यून की धूल के छल्ले, साथ ही यूरेनस और इसके कई चंद्रमाओं की सबसे अच्छी छवियां प्रदान की हैं। वेब टेलीस्कोप ने यूरेनस और उसके छल्लों को कैसे देखा, इसे सबसे बड़े उपग्रहों के साथ विस्तारित छवि में देखा जा सकता है:

ग्रहों के अलावा, जेम्स वेब टेलीस्कोप ने शनि के चंद्रमाओं को भी लक्षित किया, जिसमें टाइटन और बर्फीले एन्सेलाडस की सतह और बादल शामिल थे, जहां ग्रह के चारों ओर बर्फ, जल वाष्प और थोरियम बनाने वाले कार्बनिक यौगिकों का उत्सर्जन उल्लेखनीय रूप से देखा गया था।

वेब ने वैज्ञानिकों को पिछली बार क्षुद्रग्रह डिमोर्फोस के साथ DART जांच को टकराते हुए देखने की भी अनुमति दी थी, और इस वर्ष मंगल और बृहस्पति के बीच क्षुद्रग्रह बेल्ट से उत्पन्न होने वाले विशेष रूप से दुर्लभ श्रेणी के धूमकेतुओं के अस्तित्व की पुष्टि करने में मदद की। वेब ने उस क्षेत्र में जो सबसे छोटे क्षुद्रग्रह देखे, उनका व्यास लगभग 100 मीटर है।

हम वेब टेलीस्कोप द्वारा धूमकेतु रीड के अवलोकन में रुचि रखते थे। यह खगोलविदों के लिए बहुत दिलचस्प है क्योंकि इसमें पानी होता है। हालाँकि, क्षुद्रग्रह बेल्ट में धूमकेतु की कक्षा को देखते हुए ऐसा नहीं होना चाहिए, जो नेपच्यून से परे धूमकेतु की कक्षाओं की तुलना में सूर्य के बहुत करीब है। मीडिया में ऐसे विज़ुअलाइज़ेशन और निष्कर्ष हैं जो और भी प्रभावशाली हैं, लेकिन खगोलशास्त्री ऊपर चित्र में दिखाए गए आरेख से खुश हैं।

खगोलविदों ने दूरबीन को सौर्येतर ग्रहों की ओर भी इंगित किया। जनवरी में, वेब टेलीस्कोप ने पहले ऐसे ग्रह की खोज की, जो पृथ्वी के समान दिखता है, हालांकि यह दो दिनों की अवधि के साथ एक बहुत ही संकीर्ण कक्षा में अपने सूर्य के चारों ओर घूमता है। अवरक्त अवलोकनों के साथ, जेम्स वेब चट्टानी ग्रह ट्रैपिस्ट-1 बी की सतह पर तापमान मापने में सक्षम थे और उन्होंने युवा तारे एयू माइक्रोस्कोपी के चारों ओर धूल डिस्क का अवलोकन किया, जो ग्रह निर्माण के बाद गतिशील विकास से गुजरता है। इनमें से प्रत्येक अवलोकन सर्वोत्तम डेटा रिज़ॉल्यूशन का दावा करता है। वेब के स्पेक्ट्रोस्कोप ने असामान्य ग्रहीय वातावरण की भी खोज की, जैसे वीएचएस 1256बी ग्रह के चारों ओर सिलिकेट वातावरण।

फोटो में चैमेलियन I आणविक बादल प्रभावशाली दिखता है:

जहां तक ​​सितारों का सवाल है, वेब टेलीस्कोप उन क्षेत्रों तक पहुंच सकता है जहां भविष्य में युवा तारे बनेंगे, जैसे कि चैमेलियन I आणविक बादल, जहां बर्फ का पता लगाया गया है, साथ ही कई जटिल कार्बनिक यौगिक भी हैं जो सितारों के चारों ओर ग्रहों के निर्माण का संकेत देते हैं। जो भविष्य में एक विकसित जीवन की शुरुआत हो सकती है। 1350 प्रकाश-वर्ष दूर ओरियन नेबुला में, जेम्स वेब टेलीस्कोप ने सबसे जटिल यौगिक, मिथाइल केशन की खोज की, जो कार्बन के जटिल रूपों के निर्माण का प्रारंभिक बिंदु है।

यह ओरियन नेबुला का क्षेत्र जैसा दिखता है, जहां स्पेक्ट्रोस्कोपिस्टों ने सौर मंडल के बाहर ज्ञात सबसे जटिल कार्बनयुक्त कण की खोज की है। NIRCam (निकट-अवरक्त) और MIRI (मध्य-अवरक्त) से छवियाँ:

एल1527 जैसे तारे के निर्माण के प्रारंभिक चरणों का अवलोकन करने के साथ-साथ, वेब टेलीस्कोप ने तारों के जीवन के अंतिम चरणों का भी अवलोकन किया, जैसे कि विशाल और गर्म वुल्फ-रेएट 124, जो भविष्य में एक सुपरनोवा बन जाएगा। दोनों मामलों में, इन वस्तुओं के पहले अदृश्य विवरण दर्ज किए गए थे।

बस इन अद्भुत तस्वीरों को देखें, जहां बाईं ओर एक तारे का निर्माण, उसका जन्म और दाईं ओर एक पुराने तारे के जीवन का अंतिम चरण है:

एमआईआरआई के मध्य-अवरक्त उपकरण के लिए धन्यवाद, सुपरनोवा कैसिओपिया ए के अवशेष भी कई खूबसूरत छवियों के बीच देखे जा सकते हैं। हालांकि उन्हें पहले भी कई बार देखा गया है, यह वेब टेलीस्कोप था जिसने अधिक स्पष्ट छवियां बनाईं। और इससे उन प्रक्रियाओं के बारे में अधिक समझना संभव हो जाएगा जो सुपरनोवा विस्फोटों का कारण बनती हैं, क्योंकि वे उस पदार्थ के समान बनाते हैं जिससे कभी पृथ्वी का निर्माण हुआ था।

देखें कि दूरबीन ने कैसिओपिया ए को कैसे देखा। वैसे, इस निहारिका को MIRI के मध्य-अवरक्त कैमरों से देखना संभव था।

सौर मंडल, आकाशगंगा की वस्तुएं वेब टेलीस्कोप का निकटतम अवलोकन क्षेत्र हैं। पिछले वर्ष में, दूरबीन ने एंड्रोमेडा और मैगेलैनिक क्लाउड जैसी अन्य, बहुत अधिक दूर की आकाशगंगाओं का भी अवलोकन किया है। और जिनमें आप स्पष्ट रूप से विवरण देख सकते हैं, उदाहरण के लिए, आकाशगंगा एनजीसी 1433 में धूल की गलियां, जो 46 मिलियन प्रकाश वर्ष दूर है, और अवलोकनों के आधार पर तारा समूहों के विकास का विश्लेषण कर सकते हैं। और वे जो हमसे अरबों प्रकाश वर्ष की दूरी पर हैं, जिनके केवल छायाचित्र और सामान्य संरचना ही देखी जा सकती है।

वास्तव में स्पष्ट तस्वीरें हमें आकाशगंगा NGC1433 की धूल भरी मध्य-अवरक्त संरचना का विवरण देखने की अनुमति देती हैं। छवि PHANGS (निकटवर्ती आकाशगंगाओं में उच्च कोणीय रिज़ॉल्यूशन भौतिकी) परियोजना के हिस्से के रूप में ली गई थी।

हालाँकि, बाद के मामले में भी, वेब की रेंज आज हमारे पास उपलब्ध किसी भी उपकरण से बेहतर है। यह अत्याधुनिक उपकरण है जो हमें ऐसी संरचनाएं दिखाने की अनुमति देता है जो हमने पहले नहीं देखी हैं।

इनमें प्रारंभिक ब्रह्मांड में उत्पन्न होने वाले आकाशगंगा समूह, युवा आकाशगंगाएं जो अपने पहले सुपरनोवा से सामग्री एकत्र कर रही हैं, और सबसे दूर और ब्रह्मांड की सबसे प्रारंभिक आकाशगंगाओं में से एक (बिग बैंग के 300-500 मिलियन वर्ष बाद) शामिल हैं। ये ऐसी संरचनाएँ हैं जिनमें तारे गहनता से बनते हैं और जो पहले से ही अस्तित्व में थे जब अंतरिक्षीय स्थान अभी तक पूरी तरह से आयनित पदार्थ से भरे नहीं थे। यह चरण, जब ब्रह्मांड धीरे-धीरे प्रकाश के लिए पारदर्शी हो गया, हम जेम्स वेब टेलीस्कोप द्वारा ली गई तस्वीरों में देखते हैं।

इन सबसे दूर की वस्तुओं के अवलोकन में, वेब को प्रकृति, या अधिक सटीक रूप से, लेंसिंग की घटना से भी मदद मिलती है। इसका सबसे सटीक उदाहरण सुपरक्लस्टर पेंडोरा (या एबेल 2744) की एक छवि है, जिसमें कई लेंस वाली आकाशगंगाएँ हैं, जब ब्रह्मांड कई सौ मिलियन वर्ष पुराना था। हबल टेलीस्कोप की तुलना में, 50 से अधिक प्रकाश स्रोतों से गहरे अंतरिक्ष की छवियां दिनों के बजाय कुछ घंटों तक चलने वाले एक्सपोज़र के साथ प्राप्त की जा सकती हैं। यह अवलोकन का एक बहुत बड़ा त्वरण है।

जेम्स वेब टेलीस्कोप ने पेंडोरा आकाशगंगा सुपरक्लस्टर को तस्वीरों में कैद किया। गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग के मामले में, रिज़ॉल्यूशन में सबसे छोटी वृद्धि भी घटना को मॉडलिंग करने और लेंस वाली आकाशगंगाओं की वास्तविक दूरी का अनुमान लगाने के लिए अमूल्य है।

ऐसी प्रारंभिक वस्तुओं के समूहों का निरीक्षण करने में सक्षम होने के कारण, वेब ब्रह्मांडीय संरचना के कणों का पता लगाने में सक्षम था। इसमें आकाशगंगाओं के समूह शामिल हैं जो अंतरिक्ष में स्थित हैं, जो रिक्तियों से अलग हैं (हालांकि, व्यवहार में, ये पदार्थ रहित क्षेत्र नहीं हैं)। ये अध्ययन कॉस्मिक इवोल्यूशन अर्ली रिलीज़ साइंस (सीईईआरएस) परियोजना के हिस्से के रूप में किए गए हैं, जिससे सबसे पुराने ब्लैक होल का निरीक्षण करना संभव हो गया, जो हमारे ब्रह्मांड के गठन के 570 मिलियन वर्ष बाद पहले से ही मौजूद है।

आकाशगंगाओं के केंद्रों पर दूर स्थित ब्लैक होल का अवलोकन माइक्रो-एपर्चर तकनीक का उपयोग करके किया जाता है, जो मानव बाल की मोटाई से कई गुना अधिक है, जिसे खोला और बंद किया जा सकता है। इससे वेब को एक बार में 100 आकाशगंगाओं तक के स्पेक्ट्रा का निरीक्षण करने की अनुमति मिलती है, जिससे काम में काफी तेजी आती है और खगोलविदों को बड़ी मात्रा में डेटा मिलता है, जिनमें से अधिकांश का विश्लेषण अभी तक नहीं किया गया है।

माइक्रोएपर्चर तकनीक का उपयोग करके एक साथ कई आकाशगंगाओं का स्पेक्ट्रा प्राप्त किया गया। यह नौसिखिए को बहुत दिलचस्प नहीं लग सकता है, लेकिन खगोलशास्त्री अकेले इस तस्वीर के आधार पर एक पूरी किताब लिख सकते हैं।

नीचे मैसी आकाशगंगा की 290डी यात्रा है, जो तब अस्तित्व में थी जब ब्रह्मांड केवल 5000 मिलियन वर्ष पुराना था। यह सीईईआरएस द्वारा देखे गए आकाश के छोटे हिस्से में 200 आकाशगंगाओं की दूरी में अंतर दिखाता है। निकटतम आकाशगंगा से मैसी की ओर बढ़ते हुए, हम XNUMX मिलियन वर्ष पीछे चले जाते हैं।

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वर्षगांठ फोटो - Rho Ophiuchi तारा निर्माण क्षेत्र

नासा के मुख्य वैज्ञानिक निकोला फॉक्स ने पहली वर्षगांठ का सारांश देते हुए कहा, "अपनी पहली वर्षगांठ पर, जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप ने ब्रह्मांड को खोलने का अपना वादा पूरा किया, जिससे मानवता को छवियों और विज्ञान का एक आकर्षक खजाना मिलेगा जो दशकों तक चलेगा।" अवलोकनों का. और इन शब्दों से सहमत न होना कठिन है।

अपनी वर्षगांठ के लिए, वेब टेलीस्कोप ने आकाशगंगा के सबसे चमकीले क्षेत्रों में से एक, तारा-निर्माण क्षेत्र रो ओफ़िचस की तस्वीर खींची। वहां कई तारे अभी बन रहे हैं और धूल के बादलों में छिपे हुए हैं जो छवि के नारंगी-पीले क्षेत्र पर हावी हैं। एक को छोड़कर जो धूल के बीच चमकने में कामयाब रहा, बाकी लगभग 50 तारे हैं जो सूर्य के समान या उससे छोटे हैं।

वे तारे जो किसी तरह पैदा होते हैं, हमारी आंखों के सामने उस समय प्रकट होते हैं, जब पहली बार चमकते हुए वे आसपास के पदार्थ को बिखेरना शुरू करते हैं।

इसे छवि में तारों के स्थान से दो दिशाओं में विकिरणित आणविक हाइड्रोजन के लाल और बैंगनी जेट (धारियाँ) के रूप में देखा जा सकता है। जेम्स वेब टेलीस्कोप की बदौलत इस क्षेत्र में पहली बार इतनी बड़ी संख्या में ओवरलैपिंग जेट देखे गए हैं।

Rho Ophiuchus नेबुला 390 प्रकाश वर्ष दूर Ophiuchus तारामंडल में स्थित है। शौकिया उपकरणों के साथ इसका अवलोकन करने के लिए लंबी एक्सपोज़र फोटोग्राफी की आवश्यकता होती है, लेकिन आप बिना कैमरे के नेब्यूला के समान नाम के पास के तारे को खोजने का प्रयास कर सकते हैं। इसकी चमक 4,6 मैग्नीट्यूड है. इसका मतलब यह है कि इसे शहर की रोशनी से दूर, नंगी आंखों से भी अच्छी दृश्यता के साथ देखा जा सकता है। और अगर नंगी आंखों से नहीं तो दूरबीन से जरूर।

अधिक कठिन परिस्थितियों में, हमें वृश्चिक तारामंडल में तारे एंटारेस के अवलोकन से काम चलाना पड़ता है, जो पास में ही नेब्युला में स्थित है। यूक्रेन में इन वस्तुओं को देखने के लिए गर्मी सबसे अच्छा समय है, क्योंकि तब वे दक्षिणी क्षितिज के ऊपर नीचे दिखाई देते हैं।

और जेम्स वेब टेलीस्कोप नए सितारों, समूहों और निहारिकाओं का अध्ययन करते हुए ब्रह्मांड के माध्यम से अपनी यात्रा जारी रखता है। वह ब्रह्मांड के अतीत को देख सकेगा, पता लगा सकेगा कि तारे और ग्रह कैसे पैदा होते हैं, जिससे हमें अपने ग्रह पृथ्वी की उत्पत्ति को बेहतर ढंग से समझने में मदद मिलेगी।

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