अंतरिक्ष दूरदर्शी पृथ्वी-आधारित वेधशालाएं क्या नहीं देख सकतीं

तारों और आकाशगंगाओं से आने वाला प्रकाश ब्रह्मांड में कई रूपों में यात्रा करता है, सिर्फ दृश्यमान रंग नहीं जो मानव आंख देख सकती है। पराबैंगनी, अवरक्त, एक्स-रे और गामा-रे प्रकाश गर्म युवा तारों, ठंडे धूल के बादलों, विस्फोटित तारों और काले होल के बारे में जानकारी रखते हैं। हालांकि, पृथ्वी का वातावरण उस प्रकाश के अधिकांश को अवशोषित या बिखरता है इससे पहले कि यह जमीन तक पहुंचे, नासा विज्ञान और यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी (ईएसए) के अनुसार।

पृथ्वी का वातावरण एक बाधा क्यों है

ईएसए बताता है कि वातावरण अवरक्त खगोल विज्ञान के लिए दो अलग समस्याएं बनाता है। पहला, यह अधिकांश अवरक्त तरंग दैर्ध्य को पूरी तरह अवशोषित करता है, केवल कुछ संकीर्ण बैंड को जमीन-आधारित दूरदर्शी तक पहुंचने देता है। दूसरा, वातावरण स्वयं अवरक्त में चमकता है, अक्सर उससे अधिक विकिरण उत्सर्जित करता है जितना खगोलविद अध्ययन करने की कोशिश कर रहे हैं, जो संकेत को शोर में दफन कर देता है।

ईएसए यह भी नोट करता है कि वातावरण अधिकांश उच्च-ऊर्जा और पराबैंगनी विकिरण को अवरुद्ध करता है, एक्स-रे, गामा किरणें और अधिकांश पराबैंगनी किरणें सहित। नासा नोट करता है कि चंद्र, इसकी एक्स-रे वेधशाला, लगभग 139,000 किलोमीटर (86,500 मील) की ऊंचाई तक पृथ्वी के ऊपर कक्षा में है — हबल से लगभग 200 गुना अधिक — विशेष रूप से क्योंकि एक्स-रे कभी भी सतह तक नहीं पहुंचते।

दूरदर्शी को वातावरण के ऊपर या पृथ्वी से बहुत दूर ले जाना दोनों समस्याओं को एक बार में हल करता है: प्रकाश को अवशोषित करने के लिए कोई हवा नहीं रहती है, और इसे डूबाने के लिए कोई वायुमंडलीय चमक नहीं।

विभिन्न दूरदर्शी, विभिन्न प्रकाश

प्रत्येक प्रमुख अंतरिक्ष वेधशाला स्पेक्ट्रम के एक विशिष्ट भाग के लिए ट्यून की जाती है। हबल, 1990 में लॉन्च किया गया, मुख्य रूप से पराबैंगनी और दृश्यमान प्रकाश (0.1 से 2.5 माइक्रोन) का अवलोकन करता है और पृथ्वी के लगभग 300 मील (483 किमी) ऊपर कक्षा में है, अभी भी कभी-कभी सर्विसिंग मिशन की पहुंच के भीतर, नासा विज्ञान के अनुसार। जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप, दिसंबर 2021 में लॉन्च किया गया, अवरक्त प्रकाश के लिए बनाया गया है और बहुत अधिक दूर है, दूसरे लैग्रेंज बिंदु (L2) के पास लगभग एक मिलियन मील पृथ्वी से, जहां इसकी अपनी ऊष्मा और पृथ्वी की ऊष्मा कमजोर अवरक्त संकेतों में हस्तक्षेप नहीं कर सकती जो यह पहचानने का प्रयास कर रहा है।

वेब का प्राथमिक दर्पण 6.5 मीटर (21.3 फीट) फैलाता है, हबल के 2.4 मीटर (7.9 फीट) की तुलना में, इसे प्रकाश एकत्र करने का क्षेत्र छह गुना से अधिक देता है। नासा विज्ञान बताता है कि वेब ऐसी वस्तुओं का पता लगा सकता है जो हबल से 100 गुना अधिक मंद हैं। क्योंकि ब्रह्मांड का विस्तार सबसे दूर, प्रारंभिक आकाशगंगाओं से प्रकाश को अवरक्त तरंग दैर्ध्य में खींचता है — एक रेडशिफ्ट प्रभाव — वेब की अवरक्त संवेदनशीलता इसे हबल के पराबैंगनी-और-दृश्यमान उपकरणों की तुलना में ब्रह्मांडीय समय में आगे देखने देती है।

वेब के पास विभिन्न अवरक्त श्रेणियों के लिए समर्पित उपकरण हैं। इसका Near-Infrared Camera (NIRCam) 0.6 से 5 माइक्रोन तक कवर करता है और वेब के प्राथमिक निकट-अवरक्त इमेजर के रूप में कार्य करता है, नासा विज्ञान के उपकरण पृष्ठ के अनुसार। Mid-Infrared Instrument (MIRI) 5 से 28 माइक्रोन तक कवर करता है और एक कैमरा, एक स्पेक्ट्रोग्राफ जो प्रकाश को स्पेक्ट्रम में विभाजित करता है प्रत्येक तरंग दैर्ध्य पर चमक को मापने के लिए, और एक कोरोनग्राफ जो एक तारे की चमक को अवरुद्ध करता है ���ाकि निकट से कमजोर ग्रह देखे जा सकें। MIRI को वेब के अपने अवशिष्ट ऊष्मा द्वारा इसके डिटेक्टर को अंधा होने से रोकने के लिए वेधशाला के बाकी हिस्सों की तुलना में ठंडा रहने के लिए एक अतिरिक्त cryocooler की आवश्यकता है।

हर अंतरिक्ष वेधशाला छवियां नहीं बनाती। ईएसा का गैया अंतरिक्ष यान, 19 दिसंबर 2013 को लॉन्च किया गया और L2 के पास स्थापित, मिल्की वे में 2 अरब से अधिक तारों का एक असाधारण रूप से सटीक त्रि-आयामी नक्शा बना रहा है, उनकी गतिविधियों, चमक, तापमान और संरचना को ट्रैक कर रहा है, ईएसए के गैया मिशन पृष्ठ के अनुसार। ईएसा कहता है कि गैया ने अपने पूर्ववर्ती, हिप्पार्कोस उपग्रह की तुलना में स्थितीय सटीकता में सौ गुना सुधार किया; मिशन 2024 में सेंसर और micrometeoroid समस्याओं का सामना करने के बाद post-operations चरण में प्रवेश किया।

स्पेक्ट्रम के उच्च-ऊर्जा अंत पर, नासा की चंद्र एक्स-रे वेधशाला, 23 जुलाई 1999 को लॉन्च की गई, अत्यंत गर्म घटनाओं से एक्स-रे का पता लगाती है: विस्फोटित तारे, आकाशगंगा समूह और काले होल के चारों ओर सामग्री, नासा के astrobiology मिशन पृष्ठ के अनुसार।

टुकड़ों को एक साथ जोड़ना

ईएसए के हर्शल परियोजना वैज्ञानिक Göran Pilbratt ने विशेष रूप से तारों और ग्रहों के गठन का अध्ययन करने के लिए अवरक्त अवलोकन के मूल्य का वर्णन किया: "अवरक्त में अवलोकन करके हम अध्ययन कर सकते हैं कि चीजें कैसे बनती हैं, बहुत प्रारंभिक चरण, क्योंकि गठन प्रक्रियाएं अक्सर ठंडी और धूलदार जगहों पर होती हैं," उन्होंने कहा, ईएसए के अनुसार। अवरक्त प्रकाश धूल के बादलों से गुजरता है जो दृश्यमान प्रकाश को अवरुद्ध करते हैं, वेब के NIRCam और MIRI जैसे उपकरणों को nebulae के अंदर छिपे नवजात तारों और ग्रहों को देखने देता है।

क्योंकि कोई भी दूरदर्शी पूरे स्पेक्ट्रम को कवर नहीं करता है, खगोलविद नियमित रूप से कई वेधशालाओं से डेटा को मिलाते हैं। नासा विज्ञान हबल और वेब को प्रतिद्वंद्वियों के बजाय पूरक साथी के रूप में वर्णित करता है: वेब की गहरी अवरक्त दृष्टि धूल और गैस के माध्यम से काटती है, जबकि हबल की दृश्यमान और पराबैंगनी दृष्टि वेब की अवरक्त दृश्य के पूरक हैं, एक साथ एक ही वस्तुओं के व्यापक विचार पैदा करते हैं।