चर्चा में क्यों?
बेंगलुरु में जन्मी खगोलशास्त्री रम्या आंचे नेशनल एरोनॉटिक्स एंड स्पेस एडमिनिस्ट्रेशन (NASA) द्वारा वित्तपोषित एक छोटे अंतरिक्ष-दूरबीन मिशन PUFFINS का नेतृत्व करेंगी। वह एरिजोना विश्वविद्यालय की स्टीवर्ड वेधशाला में सहायक अनुसंधान प्रोफेसर हैं। विश्वविद्यालय ने 6 अक्टूबर 2026 को घोषणा की कि उसकी टीम को इस परियोजना के लिए $20 मिलियन मिले हैं। आंचे ने बाद में 16 अक्टूबर को द हिंदू द्वारा प्रकाशित एक रिपोर्ट में इस मिशन के बारे में बताया। नियोजित दूरबीन लगभग 70 तारों से आने वाले पराबैंगनी प्रकाश का अवलोकन करेगी ताकि उनके और पृथ्वी के बीच मौजूद धूल की जांच की जा सके। धूल अपने भीतर से गुजरने वाले प्रकाश को बदल देती है, जिससे कणों और उनके परिवेश के बारे में संकेत मिलते हैं। PUFFINS उन परिवर्तनों को मापेगा, न कि अलग-अलग सूक्ष्म कणों की तस्वीर लेगा। टीम की अक्टूबर की घोषणाएं 2030 में प्रक्षेपण को लक्षित करने वाले एक प्रारंभिक-डिजाइन मिशन का वर्णन करती हैं।
तारों के बीच का स्थान खाली क्यों नहीं है
अंतरतारकीय अंतरिक्ष में गैस और धूल होती है, जो विकिरण और चुंबकीय क्षेत्रों से पिरोई होती है। इस सामग्री को अंतरतारकीय माध्यम के रूप में जाना जाता है। यह उन बादलों की आपूर्ति करती है जिनसे नए तारे बनते हैं और पुराने तारों द्वारा लौटाई गई सामग्री प्राप्त करती है। इसलिए धूल अन्यथा खाली आकाश में केवल एक बाधा नहीं है। यह तारों के जीवन को भविष्य के तारों और ग्रहों के लिए उपलब्ध सामग्री से जोड़ने वाले चक्र में भाग लेती है।
कण तारों के प्रकाश को अवशोषित और प्रकीर्णित कर सकते हैं, जिससे पर्यवेक्षक तक पहुंचने वाला प्रकाश कम हो जाता है और उसके गुण बदल जाते हैं। खगोलशास्त्री इस कमी को विलोपन कहते हैं; इसका यह अर्थ नहीं है कि तारे का अस्तित्व समाप्त हो गया है। धूल अणुओं को हानिकारक विकिरण से भी बचा सकती है और अंतरतारकीय बादलों के ठंडा होने को प्रभावित कर सकती है। इसकी संरचना, आकार और परिवेश को समझने से उन वातावरणों की व्याख्या करने में मदद मिलती है जिनमें नई खगोलीय संरचनाएं विकसित होती हैं।
प्रकाश में छिपे अभिविन्यास को पढ़ना
प्रकाश में एक विद्युत क्षेत्र होता है जो तरंग के आगे बढ़ने के साथ कंपन करता है। ध्रुवीकरण किसी पसंदीदा अभिविन्यास सहित उन कंपनों के पैटर्न का वर्णन करता है। कुछ लंबे अंतरतारकीय धूल कण आकाशगंगा के चुंबकीय क्षेत्र के सापेक्ष संरेखित हो सकते हैं। ऐसे समूह से गुजरने वाला प्रकाश अपनी कंपन दिशा के अनुसार अलग-अलग तरह से प्रभावित होता है। इसलिए दूरबीन तक पहुंचने वाला प्रकाश रास्ते में मिलने वाली सामग्री के बारे में जानकारी ले जा सकता है।
कण-संरेखण का प्रश्न हर जगह एक जैसी कंपास सुइयों की कल्पना करने से कहीं अधिक सूक्ष्म है। यह आवश्यक नहीं है कि विभिन्न सामग्रियां और कणों के आकार एक ही तरह से व्यवहार करें। मिशन का विज्ञान विवरण संरेखित हो सकने वाले सिलिकेट कणों को उन कार्बन-समृद्ध कणों से अलग करता है जिनसे कई वातावरणों में संरेखित होने की अपेक्षा नहीं की जाती है। प्रकाश की समग्र कमी के साथ ध्रुवीकरण की तुलना करने से विभिन्न कण समूहों के व्यवहार को अलग करने में मदद मिल सकती है।
पराबैंगनी स्पेक्ट्रोपोलरिमेट्री क्या जोड़ती है
मिशन का पूरा नाम पोलरिमेट्री इन द अल्ट्रावायलेट टू फाइंड फीचर्स इन इंटरस्टेलर डस्ट है, जिसे संक्षेप में PUFFINS कहा जाता है। इसकी केंद्रीय तकनीक, पराबैंगनी स्पेक्ट्रोपोलरिमेट्री, दो प्रकार के मापों को जोड़ती है। स्पेक्ट्रोस्कोपी तरंगदैर्घ्य के आधार पर प्रकाश को अलग करती है; पोलरिमेट्री इसके ध्रुवीकरण को मापती है। तरंगदैर्घ्य के साथ ध्रुवीकरण कैसे बदलता है, इसका अध्ययन करना किसी तारे की केवल कुल चमक या एक तरंगदैर्घ्य पर अभिविन्यास को मापने की तुलना में अधिक जानकारी प्रदान करता है।
उपकरण का डिजाइन स्पेक्ट्रम के पराबैंगनी हिस्से में लगभग 180–320 नैनोमीटर को कवर करता है। एक नैनोमीटर एक मीटर का एक अरबवां हिस्सा होता है। प्रकाश और धूल के बीच की अंतःक्रियाएं तरंगदैर्घ्य और कण के आकार पर निर्भर करती हैं, जिससे सबसे छोटे कणों के लिए पराबैंगनी माप विशेष रूप से उपयोगी हो जाते हैं। टीम लगभग 50 नैनोमीटर से छोटे कणों को रेखांकित करती है। यह एक ऐसा समूह है जिसकी जांच मिशन करना चाहता है, न कि ब्रह्मांडीय धूल के प्रत्येक कण का आकार।
एक परिचित पराबैंगनी विशेषता अभी भी सवाल खड़े करती है
एक लक्ष्य लगभग 217.5 नैनोमीटर पर अंतरतारकीय विलोपन की एक विशेषता है, जिसे 2175 एंग्स्ट्रॉम भी लिखा जाता है। परिचित शब्द “एक्सटिंक्शन बम्प” उस तरंगदैर्घ्य क्षेत्र में प्रकाश की बढ़ी हुई कमी को संदर्भित करता है, न कि किसी धूल कण द्वारा उत्सर्जित अतिरिक्त पराबैंगनी प्रकाश को। शोधकर्ता यह स्थापित करना चाहते हैं कि इस विशेषता के साथ कितनी बार ध्रुवीकरण संकेत मिलता है। इसकी उपस्थिति या अनुपस्थिति जिम्मेदार सामग्री और उसके संरेखित होने के तरीके की व्याख्याओं को सीमित कर सकती है।
पहले के मापों में कुछ पराबैंगनी ध्रुवीकरण दृश्य प्रकाश में मापे गए पैटर्न से अपेक्षित की तुलना में अधिक मजबूत पाया गया था। विस्कॉन्सिन अल्ट्रावायलेट फोटो-पोलरीमीटर एक्सपेरिमेंट, जिसे WUPPE के रूप में जाना जाता है, ने 1990 और 1995 में स्पेस शटल मिशनों पर उड़ान भरी थी। उन अवलोकनों ने, हबल के एक छोटे योगदान के साथ, दृष्टि-रेखाओं का एक सीमित सेट प्रदान किया। PUFFINS का लक्ष्य यह मानने के बजाय कि उदाहरणों की एक छोटी संख्या पूरी आकाशगंगा का प्रतिनिधित्व करती है, उस साक्ष्य आधार को बढ़ाना है।
एक विशेष उपकरण के साथ एक छोटी दूरबीन
प्रस्तावित दूरबीन का अपर्चर लगभग 25 सेंटीमीटर, यानी लगभग दस इंच है। अपर्चर उस खुले भाग का वर्णन करता है जो प्रकाश एकत्र करता है, न कि पूरे उपग्रह के आकार का। इसके स्पेक्ट्रोपोलरीमीटर को स्वयं उपकरण द्वारा उत्पन्न प्रभावों से एक छोटे खगोलीय संकेत को अलग करना होगा। 2025 का डिजाइन पेपर परीक्षण करता है कि कैसे प्रकाशिकी और ध्रुवीकरण घटक ऐसे अवांछित प्रभावों को सीमित कर सकते हैं और लक्षित माप का समर्थन कर सकते हैं।
वह पेपर और उपकरण की वेबसाइट डिजाइन आवश्यकताओं और मॉडल किए गए प्रदर्शन का वर्णन करते हैं। वे कक्षा में पहले से एकत्र किए गए माप नहीं हैं। अंशांकन महत्वपूर्ण होगा: अच्छी तरह से समझे गए संदर्भ तारों के अवलोकन उपकरण के अपने योगदान का अनुमान लगाने में मदद कर सकते हैं। एक सफल मिशन के लिए न केवल पर्याप्त प्रकाश की आवश्यकता होती है, बल्कि माप प्रणाली से रुचि के संकेत को अलग करने के एक विश्वसनीय तरीके की भी आवश्यकता होती है।
विभिन्न तारे धूल के माध्यम से विभिन्न पथ प्रदान करते हैं
नियोजित नमूने में अलग-अलग दूरियों और अलग-अलग वातावरणों में स्थित तारे शामिल हैं। प्रत्येक तारा तारे और दूरबीन के बीच की सामग्री के माध्यम से एक दृष्टि-रेखा प्रदान करता है। कई पथों की तुलना करने से शोधकर्ताओं को यह जांचने में मदद मिलती है कि धूल के गुण कैसे भिन्न होते हैं, बजाय इसके कि आकाशगंगा को एक समान बादल माना जाए। यह दूरबीन पृथ्वी की निचली कक्षा के लिए लक्षित है; यह उन तारों तक यात्रा नहीं करेगी और न ही उनसे भौतिक कण एकत्र करेगी।
दृश्य और अवरक्त प्रकाश में जमीन-आधारित अवलोकन पराबैंगनी डेटा के पूरक होंगे। कई तरंगदैर्घ्य श्रेणियों में एक ही लक्ष्य को देखने से व्याख्या के लिए अधिक पूर्ण आधार मिल सकता है। इस सहयोग में एरिजोना विश्वविद्यालय, मैकडोनाल्ड वेधशाला और कई देशों के संस्थान शामिल हैं। भारतीय प्रतिभागियों में पुणे का अंतर-विश्वविद्यालय खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी केंद्र और बेंगलुरु का भारतीय ताराभौतिकी संस्थान शामिल हैं।
केंद्रित मिशन और आगे का कार्य
NASA का एस्ट्रोफिजिक्स पायनियर्स कार्यक्रम अपने बड़े मिशन कार्यक्रमों की तुलना में छोटे प्लेटफॉर्मों का उपयोग करके कम लागत वाली जांचों का समर्थन करता है। इनमें छोटे उपग्रह, बैलून पेलोड और अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन से जुड़े साधारण उपकरण शामिल हो सकते हैं। एक केंद्रित वैज्ञानिक प्रश्न किसी बड़ी सामान्य-उद्देश्य वाली वेधशाला को प्रतिस्थापित करने की आवश्यकता के बिना ऐसे प्लेटफॉर्म को मूल्यवान बना सकता है। PUFFINS शोधकर्ताओं और छात्रों को एक उपकरण को उसके लक्षित संचालन तक विकसित करने का अनुभव भी देता है।
अक्टूबर की टीम घोषणाएं मिशन को प्रारंभिक डिजाइन में रखती हैं, जिसमें प्रस्तावित 2030 प्रक्षेपण से पहले अभी काफी इंजीनियरिंग और परीक्षण बाकी हैं। इसके अंतिम परिणाम भविष्य की पराबैंगनी स्पेक्ट्रोपोलरिमेट्री को भी सूचित कर सकते हैं, जिसमें हैबिटेबल वर्ल्ड्स ऑब्जर्वेटरी के लिए विचार किया गया कार्य भी शामिल है। यह एक बड़े शोध प्रयास में एक संभावित योगदान है, न कि इस बात का प्रमाण कि भविष्य के किसी विशेष उपकरण को अंतिम रूप दे दिया गया है। चयन और वित्तपोषण काम शुरू करते हैं; वे वैज्ञानिक जांच को पूरा नहीं करते हैं।
निष्कर्ष
PUFFINS तारों के प्रकाश में छोड़े गए परिवर्तनों का अध्ययन करके बहुत छोटे कणों के बारे में जानने का प्रयास करता है। कई पथों के साथ तरंगदैर्घ्य, ध्रुवीकरण और अवलोकनों को जोड़ने से यह स्पष्ट हो सकता है कि धूल चुंबकीय क्षेत्रों और अपने व्यापक परिवेश के साथ कैसे अंतःक्रिया करती है। तात्कालिक घटनाक्रम रम्या आंचे के नेतृत्व वाले एक प्रस्तावित मिशन के लिए समर्थन है। इसकी वैज्ञानिक संभावना केवल दूरबीन छवियों की संख्या बढ़ाने के बजाय उपकरण डिजाइन को अच्छी तरह से अंशांकित अवलोकनों में बदलने पर निर्भर करेगी।