خلائی دوربینیں زمین کی فضا سے بہت اوپر آئینوں کے ذریعے روشنی جمع کرتی ہیں، جو ورنہ تصاویر کو دھندلا کرتی ہے اور بنفشی اور انفراریڈ طول موجوں کو روکتی ہے۔ مختلف رصد گاہیں مختلف قسم کی روشنی کے لیے بنائی گئی ہیں — ہبل نظر آنے والی/بنفشی کے لیے، ویب انفراریڈ کے لیے، چاندرا ایکس رے کے لیے — اور کیونکہ روشنی کو سفر میں وقت لگتا ہے، یہ آلات ماہرین فلکیات کو کہکشاؤں کو اس طرح دیکھنے دیتے ہیں جیسے وہ اربوں سال پہلے نظر آتے تھے۔
یہ نسخہ اصل متن (English) کا مشینی ترجمہ ہے۔ اصل متن پڑھیں
ہر خلائی دوربین ایک ہی بنیادی کام کرتی ہے: ایک مدھم، دور دراز کے ذریعے سے جتنی ممکن ہو روشنی جمع کریں اور اسے ایک ڈیٹیکٹر پر توجہ مرکوز کریں۔ یہ روشنی کیسے جمع کی جاتی ہے، اور کون سی طول موجیں قابل تسجیل ہیں، یہ آئینوں کی ڈیزائن پر اور دوربین خلا میں کہاں بیٹھی ہے اس پر منحصر ہے، ناسا کے دوربین کی سائنس کے جائزے کے مطابق۔
خلا میں دوربین کیوں رکھی جائے
زمین پر مبنی دوربینیں زمین کی فضا کے ذریعے دیکھتی ہیں، جہاں ہوا کی متحرک جیبیں آنے والی روشنی کو مسخ کرتی ہیں — یہی اثر ہے جو ستاروں کو چمکتا ہوا دکھائی دیتا ہے۔ ناسا کے ہبل پروگرام صفحہ کی وضاحت کرتے ہیں کہ یہ حرکت زمین سے لی گئی تصاویر کو دھندلا کرتی ہے اور فضا زیادہ تر بنفشی اور انفراریڈ تابکاری کو سطح تک پہنچنے سے پہلے جذب کرتی ہے۔
تقریباً 300 میل اوپر زمین کا چکر لگا کر، ہبل اس فضائی دھندلاپن سے بچتا ہے اور مساوی زمین دوربینوں کے مقابلے میں تقریباً دس گنا مدھم چیزوں کو محسوس کر سکتا ہے، ناسا کہتا ہے۔ خلائی دوربینیں بھی موسم، دن کی روشنی یا شہر کی روشنی کی آلودگی کے بغیر مسلسل مشاہدہ کر سکتی ہیں۔
آئینے، صرف لینس نہیں
ابتدائی دوربینیں روشنی کو موڑنے کے لیے شیشے کی لینسیں استعمال کرتی تھیں، ایک ڈیزائن جسے ریفریکٹنگ کہا جاتا ہے۔ ناسا کے Telescopes 101 وضاحت کار نوٹ کرتے ہیں کہ بڑی لینسیں بھاری ہو جاتی ہیں اور لانچ کرنا مشکل ہوتا ہے، اس لیے زیادہ تر جدید دوربینیں عکاسی دوربینیں ہیں جو خمیدہ آئینے استعمال کرتی ہیں، کیونکہ آئینوں کو ایک جیسے سائز کے لیے پتلا اور ہلکا بنایا جا سکتا ہے۔
ایک عام عکاسی ڈیزائن میں، روشنی ایک بڑے بنیادی آئینے پر جو پیرابولائڈ کی طرح شکل میں ہے، اور ایک چھوٹے ثانوی آئینے کی طرف اچھلتی ہے۔ جیمز ویب خلائی دوربین پر خاص طور پر، ناسا کے ویب کے آئینوں کی تفصیل میں دو مزید مراحل شامل ہیں: ثانوی آئینے سے روشنی ایک مقعر تیسری آئینے کی طرف اور پھر ایک سطح فائن سٹیئرنگ آئینے کی طرف عکاس ہوتی ہے اس سے پہلے آخری میں سائنس کے آلات تک پہنچے۔
مختلف دوربینیں، مختلف روشنی
نظر آنے والی، بنفشی اور انفراریڈ روشنی سب کو ایک جیسے آئینے کی شکل کے ساتھ لیکن مختلف کوٹنگ کے ساتھ توجہ مرکوز کیا جا سکتا ہے۔ ویب کے 18 ہیکساگونل بنیادی آئینے کے حصے، بیریلیم دھات سے بنے اور سونے کی 100 نینومیٹر تہہ سے لیپت، انفراریڈ روشنی کو موثر طریقے سے عکاس کرنے کے لیے خاص طور پر ڈھالے گئے ہیں، ناسا کے ویب کے آئینوں کی تفصیل کے مطابق۔ ہبل، اس کے برعکس، بنفشی، نظر آنے والی اور نزدیکی انفراریڈ روشنی جمع کرنے کے لیے بنایا گیا ہے، ناسا کہتا ہے۔
ایکس رے مختلف طریقے سے سلوک کرتے ہیں: وہ سادہ آئینے میں داخل ہو جائیں گے یا جذب ہوں گے، بالکل اسی طرح جیسے گولیاں دیوار سے ٹکراتی ہیں، ہارورڈ میں Chandra X-ray Center کی وضاحت کرتا ہے۔ چاندرا کے آئینے بجائے اس کے نیسٹڈ سلنڈرکل بیرلز کی طرح شکل میں ہیں جو ایریڈیم سے لیپت ہیں، ایکس رے کو صرف ایک سطحی 'چراگ' زاویے پر عکاس کرتے ہیں براہ راست نہیں، مرکز کہتا ہے۔ چاندرا چار نیسٹڈ آئینے کی جوڑوں کو استعمال کرتا ہے، کل آٹھ آئینے، 1.3 مائکرومیٹر کے اندر پالش اور محاذ آرائی کیے جاتے ہیں۔
گاما رے اور بھی زیادہ توانائی بخش ہیں اور روایتی آپٹکس سے بالکل سیدھے گزر جاتے ہیں۔ ناسا نوٹ کرتا ہے کہ گاما رے دوربینیں جیسے فرمی بجائے اس کے ڈیٹیکٹرز استعمال کرتے ہیں جو ذرات کو ٹریک کرتے ہیں جب گاما رے ٹنگسٹن جیسی گھنی مادی سے ٹکراتے ہیں، شے کی اصل جگہ کو ان ذرات کے ٹریکوں سے دوبارہ تعمیر کرتے ہیں بجائے آئینے کے ساتھ رے کو توجہ مرکوز کرنے کے۔
اہم خلائی دوربینیں کیسے مختلف ہیں
دوربین
بنیادی روشنی شناخت
آئینے کی ڈیزائن
محل وقوع
ہبل
بنفشی، نظر آنے والی، نزدیکی انفراریڈ
واحد عکاسی آئینہ
کم زمینی مدار، تقریباً 300 میل اوپر
جیمز ویب
انفراریڈ (0.6–28.8 مائکرومیٹر)
18 سونے سے لیپت بیریلیم ہیکساگونل حصے، 6.5 میٹر پار
سورج-زمین L2 کے ارد گرد Halo مدار، زمین سے تقریباً 1.5 لاکھ کلومیٹر
چاندرا
ایکس رے
4 نیسٹڈ سلنڈرکل چراگ-واقعہ آئینے کی جوڑیں، ایریڈیم سے لیپت
اعلیٰ بیضوی زمینی مدار
فرمی
گاما رے
کوئی آئینہ نہیں؛ ٹنگسٹن پلیٹوں کے ساتھ ذرہ-ٹریکنگ ڈیٹیکٹرز
کم زمینی مدار
محل وقوع کیوں اہم ہے: ویب کا دور دراز مدار
ویب زمین کے قریب مدار میں نہیں ہے جیسے ہبل کرتا ہے۔ ناسا کے مشن صفحہ کہتے ہیں کہ ویب دوسرے سورج-زمین Lagrange نقطے، L2 کے ارد گرد حلقہ بناتا ہے، زمین سے تقریباً 1.5 لاکھ کلومیٹر دور، تقریباً ہر چھ ماہ میں ایک سرکٹ مکمل کرتے ہوئے۔ اس محل وقوع پر، سورج، زمین اور چاند خلا کے ایک طرف رہتے ہیں، ویب کو اپنی ٹینس کورٹ کے سائز کا سنشیلڈ مسلسل ان کی حرارت اور روشنی کو روکنے دیتا ہے۔
یہ شیلڈنگ ضروری ہے کیونکہ ویب انفراریڈ روشنی کا مشاہدہ کرتا ہے، جو بنیادی طور پر حرارت ہے۔ ناسا کہتا ہے دوربین انتہائی سردی کے درجہ حرارت میں کام کرتی ہے — تقریباً منفی 370 ڈگری فارن ہائٹ، ویب کے مدار صفحہ کے مطابق — تاکہ سورج یا زمین سے کوئی بھی بھٹکتی ہوئی حرارت ڈیٹیکٹرز میں انفراریڈ شور سے بھر نہ جائے اور دور دراز کہکشاؤں سے مدھم سگنلز کو غالب نہ کرے۔
ماضی کو دیکھنا، نہ کہ صرف دور کو
کیونکہ روشنی ایک مقررہ، محدود رفتار میں سفر کرتی ہے، خلا میں مزید دور دیکھنے کا مطلب وقت میں مزید پیچھے دیکھنا ہے۔ ناسا کے ویب کے سائنس کے جائزے میں نوٹ کیا گیا ہے کہ دوربین کہکشاؤں سے انفراریڈ روشنی کا پتا لگا سکتی ہے جو 13.5 اربوں نوری سال سے زیادہ دور ہیں — جس کا مطلب ہے کہ آج کی روشنی جو حاصل کی جا رہی ہے وہ 13.5 اربوں سال پہلے ان کہکشاؤں سے نکلی تھی، جب کائنات نوجوان تھی۔ روشنی کو دیکھنا، اثر میں، چیز کو اس طرح دکھاتا ہے جیسے یہ اسی وقت موجود تھا جب روشنی نکلی تھی، نہ کہ اب کیسی نظر آتی ہے۔
ویب چار سائنس کے آلات لے کر جاتا ہے اس قدیم روشنی کو تجزیہ کرنے کے لیے: NIRCam اور NIRSpec نزدیکی انفراریڈ امیجنگ اور سپیکٹروسکوپی کے لیے، MIRI درمیانی انفراریڈ مشاہدات کے لیے، اور ایک Fine Guidance Sensor NIRISS آلے کے ساتھ جوڑا، ناسا کے دوربین کے جائزے کے مطابق۔
ایکس رے فوٹون آئینے میں اسی طرح داخل ہوتے ہیں جس طرح گولیاں دیوار سے ٹکراتی ہیں۔
— Chandra X-ray Center، ہارورڈ
آئینے سے زمین پر تصویر تک
جدید خلائی دوربینیں فوٹوگرافی فلم استعمال نہیں کرتیں۔ ناسا کے دوربینوں کی کارکردگی پر وضاحت میں کہا گیا ہے کہ آئینوں کے ذریعے توجہ مرکوز کی گئی روشنی الیکٹرانی ڈیٹیکٹرز پر گرتی ہے، جو اسے ڈیجیٹل سگنلز میں تبدیل کرتے ہیں۔ یہ سگنلز آن بورڈ کمپیوٹرز کے ذریعے محفوظ کیے جاتے ہیں اور زمین پر زمینی اسٹیشنوں کو منتقل کیے جاتے ہیں، جہاں سائنسدان ڈیٹا کو عوامی طور پر جاری کی گئی تصاویر میں دوبارہ تعمیر کرتے ہیں۔
سوالات
زمین پر دوربینیں خلائی دوربینوں کی طرح سب کچھ کیوں نہیں کر سکتیں؟
زمین کی فضا آنے والی روشنی کو مسخ کرتی ہے، جس سے وہ دھندلاپن آتا ہے جو زمین پر لی گئی تصاویر کو دھندلا کرتا ہے، اور یہ سب سے زیادہ بنفشی اور انفراریڈ روشنی کو جذب بھی کرتی ہے اس سے پہلے یہ سطح تک پہنچے، ناسا کے مطابق۔ خلائی دوربینیں اس مداخلت کے اوپر مدار میں ہیں، تیز تر تصاویر اور طول موجوں تک رسائی دیتے ہیں جو زمین کی دوربینیں نہیں دیکھ سکتیں۔
ویب بنفشی روشنی کی بجائے انفراریڈ کیوں استعمال کرتا ہے جیسے ہبل کرتا ہے؟
انفراریڈ روشنی غبار کے بادلوں کے ذریعے جاتی ہے جو نظر آنے والی روشنی کو روکتے ہیں اور سب سے دور، سب سے پرانی کہکشاؤں سے بھی 'ریڈشفٹڈ' روشنی لے کر جاتی ہے، جس کا ناسا کہتا ہے ویب 13.5 اربوں نوری سال سے زیادہ اشیاء سے شناخت کر سکتا ہے۔ ہبل، موازنے میں، بنیادی طور پر بنفشی، نظر آنے والی اور نزدیکی انفراریڈ روشنی کے لیے بنایا گیا ہے۔
ویب کا آئینہ بیریلیم سے بنا ہے اور سونے سے لیپت کیوں ہے؟
ناسا کہتا ہے بیریلیم اپنے وزن کے لیے مضبوط ہے اور انتہائی سردی کے درجہ حرارت پر اپنی شکل برقرار رکھتا ہے جہاں ویب کام کرتا ہے، جبکہ ایک پتلی 100 نینومیٹر سونے کی تہہ خاص طور پر انفراریڈ روشنی کی عکاسی کو بہتر بناتی ہے۔
ویب زمین کے قریب ہبل کی طرح قریب کی بجائے اتنے دور کا مدار کیوں بناتا ہے؟
ویب سورج-زمین L2 نقطے کا چکر لگاتا ہے، تقریباً 1.5 لاکھ کلومیٹر دور، تاکہ اس کا سنشیلڈ مسلسل ایک طرف سورج، زمین اور چاند سے حرارت اور روشنی کو روک سکے، اپنے انفراریڈ آلات کو انتہائی سردی میں رکھتے ہوئے، ناسا کے مشن مدار صفحہ کے مطابق۔
چاندرا جیسی ایکس رے دوربینیں ایکس رے کو توجہ مرکوز کرتی ہیں اگر آئینے انہیں عام طریقے سے عکاس نہیں کر سکتے؟
چاندرا کے آئینے نیسٹڈ سلنڈرکل بیرلز کی طرح شکل میں ہیں جو ایریڈیم سے لیپت ہیں، اور ایکس رے کو صرف ایک سطحی 'چراگ' زاویے پر عکاس کیا جاتا ہے براہ راست نہیں، ہارورڈ میں Chandra X-ray Center کے مطابق۔
یہ تحریر مصنوعی ذہانت سے تیار کی گئی اور اشاعت سے پہلے ذرائع کی خودکار جانچ سے گزری۔ اگر آپ کو کوئی غلطی نظر آئے تو تصحیح کی درخواست کریں۔ تصحیح یا جواب کی درخواست · ہم کیسے کام کرتے ہیں
خلا نورد کی تربیت ایک کثیر سالہ عمل ہے جو تعلیم، تجربے اور جسمانی فٹنس کے لیے انتخاب کی جانچ سے شروع ہوتا ہے، پھر کسی بھی پرواز سے پہلے سالوں کی زمینی تربیت میں جاتا ہے۔ ناسا اور یورپی خلائی ایجنسی (ESA) کے مطابق، امیدواروں نے خلائی جہاز کے نظام سیکھتے ہیں اور پانی کے اندر خلائی سفر کی مشق کرتے ہیں، اور ESA کے امیدوار روسی بھی سیکھتے ہیں، جبکہ بین الاقوامی خلائی سٹیشن (ISS) پر زندگی کام، ورزش اور نیند کے ایک مقررہ روزمرہ شیڈول پر چلتی ہے۔
ایک سیاہ سوراخ خلا کا وہ خطہ ہے جہاں کشش ثقل اتنی مضبوط ہے کہ کوئی بھی چیز، حتیٰ کہ روشنی بھی، اس وقت نہیں نکل سکتی جب یہ واقعہ کے افق کو عبور کرتا ہے۔ بیشتر اس وقت بنتے ہیں جب ایک بھاری تارہ اپنا جوہری ایندھن ختم کر لیتا ہے اور اس کا مرکز منہدم ہو جاتا ہے؛ انتہائی بھاری ورژن اربوں سالوں میں کہکشاں کے مراکز میں بڑھتے ہیں۔ براہ راست تصویروں اور کشش ثقل کی لہریں کی شناخت نے ان کے وجود کی تصدیق کی ہے اور آئن سٹائن کی عمومی اضافیت کو جانچا ہے۔
چاند کے مراحل تبدیل ہوتے ہیں کیونکہ سورج کی روشنی اس کی سطح کے مختلف حصوں پر پڑتی ہے جب یہ زمین کے گرد چلتا ہے، نہ کہ زمین کے سائے کی وجہ سے؛ مراحل کا ایک مکمل چکر، جسے synodic month کہا جاتا ہے، اوسطاً 29.5 دن ہے۔ وہی چاند زمین کے سمندروں کو غیر متساوی gravitational force کے ساتھ کھینچتا ہے، جس سے ہر 24 گھنٹے اور 50 منٹ میں دو اونچی لہریں اور دو نیچی لہریں پیدا ہوتی ہیں، سورج اس کھینچ کو ایک ماہ میں دو بار مضبوط یا کمزور کرتا ہے۔
تیز ریڈیو بسٹس (FRBs) دور دراز کہکشاؤں سے ملی سیکنڈ کی مدت والی ریڈیو توانائی کی جھلکیاں ہیں، جو سب سے پہلے 2007 میں شناخت کی گئیں اور ابھی بھی مکمل طور پر وضاحت نہیں دی گئی ہیں۔ دلچسپی اس کے بعد بڑھی جب ماہرین فلکیات نے MeerKAT ٹیلی سکوپ اور جیمز ویب خلائی دوربین استعمال کرتے ہوئے اب تک کا سب سے دور دراز FRB تلاش کیا، ایک ایسا سگنل جو زمین تک پہنچنے میں 10 ارب سال سے زیادہ سفر کرنا پڑا۔
