जैसे ही प्रकाश अंतरिक्ष में यात्रा करता है, ब्रह्मांड के विस्तार के कारण यह खिंच जाता है।यही कारण है कि सबसे दूर की कई वस्तुएं इन्फ्रारेड में चमकती हैं, जिसकी तरंग दैर्ध्य दृश्य प्रकाश की तुलना में अधिक लंबी होती है।हम इस प्राचीन प्रकाश को नग्न आंखों से नहीं देख सकते हैं, लेकिन जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) को इसे पकड़ने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो अब तक बनी सबसे प्रारंभिक आकाशगंगाओं में से कुछ का खुलासा करता है।
एपर्चर मास्किंग: एक छिद्रितधातुप्लेट दूरबीन में प्रवेश करने वाले कुछ प्रकाश को रोक देती है, जिससे यह एक इंटरफेरोमीटर की नकल कर सकता है जो एकल लेंस की तुलना में उच्च रिज़ॉल्यूशन प्राप्त करने के लिए कई दूरबीनों से डेटा को जोड़ता है।यह विधि निकटस्थ बहुत चमकीली वस्तुओं, जैसे आकाश में पास के दो तारे, के बारे में अधिक विवरण सामने लाती है।
माइक्रो गेट ऐरे: स्पेक्ट्रम को मापने के लिए 248,000 छोटे गेटों का एक ग्रिड खोला या बंद किया जा सकता है - इसके घटक तरंग दैर्ध्य तक प्रकाश का प्रसार - एक फ्रेम में 100 बिंदुओं पर।
स्पेक्ट्रोमीटर: एक झंझरी या प्रिज्म व्यक्तिगत तरंग दैर्ध्य की तीव्रता प्रदर्शित करने के लिए आपतित प्रकाश को एक स्पेक्ट्रम में अलग करता है।
कैमरे: JWST में तीन कैमरे हैं - दो जो निकट अवरक्त तरंग दैर्ध्य में प्रकाश को कैप्चर करते हैं और एक जो मध्य अवरक्त तरंग दैर्ध्य में प्रकाश को कैप्चर करता है।
इंटीग्रल फील्ड यूनिट: संयुक्त कैमरा और स्पेक्ट्रोमीटर प्रत्येक पिक्सेल के स्पेक्ट्रम के साथ एक छवि कैप्चर करता है, जिससे पता चलता है कि दृश्य क्षेत्र में प्रकाश कैसे बदलता है।
कोरोनोग्राफ: चमकीले तारों की चकाचौंध उन तारों की परिक्रमा करने वाले ग्रहों और मलबे की डिस्क से आने वाली धुंधली रोशनी को रोक सकती है।कोरोनोग्राफ अपारदर्शी वृत्त होते हैं जो चमकदार तारों की रोशनी को रोकते हैं और कमजोर संकेतों को गुजरने देते हैं।
फाइन गाइडेंस सेंसर (एफजीएस)/नियर इंफ्रारेड इमेजर और स्लिटलेस स्पेक्ट्रोमीटर (एनआईआरआईएसएस): एफजीएस एक पॉइंटिंग कैमरा है जो टेलीस्कोप को सही दिशा में इंगित करने में मदद करता है।इसे NIRISS के साथ पैक किया गया है जिसमें एक कैमरा और एक स्पेक्ट्रोमीटर है जो निकट अवरक्त छवियों और स्पेक्ट्रा को कैप्चर कर सकता है।
नियर इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोमीटर (NIRSpec): यह विशेष स्पेक्ट्रोमीटर माइक्रोशटर की एक श्रृंखला के माध्यम से एक साथ 100 स्पेक्ट्रा प्राप्त कर सकता है।यह पहला अंतरिक्ष उपकरण है जो एक साथ इतनी सारी वस्तुओं का वर्णक्रमीय विश्लेषण करने में सक्षम है।
नियर इन्फ्रारेड कैमरा (NIRCam): कोरोनोग्राफ वाला एकमात्र निकट अवरक्त उपकरण, NIRCam एक्सोप्लैनेट का अध्ययन करने के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण होगा जिनकी रोशनी अन्यथा पास के सितारों की चमक से अस्पष्ट हो जाएगी।यह उच्च-रिज़ॉल्यूशन निकट-अवरक्त छवियों और स्पेक्ट्रा को कैप्चर करेगा।
मिड-इन्फ्रारेड इंस्ट्रूमेंट (MIRI): यह कैमरा/स्पेक्ट्रोग्राफ संयोजन JWST में एकमात्र उपकरण है जो तारों और बहुत दूर की आकाशगंगाओं के आसपास मलबे की डिस्क जैसी ठंडी वस्तुओं द्वारा उत्सर्जित मध्य-इन्फ्रारेड प्रकाश को देख सकता है।
वैज्ञानिकों को JWST के कच्चे डेटा को ऐसी चीज़ में बदलने के लिए समायोजन करना पड़ा जिसे मानव आँख सराह सके, लेकिन इसकी छवियां "वास्तविक" हैं, स्पेस टेलीस्कोप साइंस इंस्टीट्यूट में एक विज्ञान दृष्टि इंजीनियर एलिसा पैगन ने कहा।“अगर हम वहां होते तो क्या सचमुच हम यही देखते?इसका उत्तर नहीं है, क्योंकि हमारी आँखें इन्फ्रारेड में देखने के लिए नहीं बनाई गई हैं, और दूरबीनें हमारी आँखों की तुलना में प्रकाश के प्रति अधिक संवेदनशील होती हैं।दूरबीन का विस्तारित दृश्य क्षेत्र हमें इन ब्रह्मांडीय वस्तुओं को हमारी अपेक्षाकृत सीमित आँखों की तुलना में अधिक यथार्थवादी रूप से देखने की अनुमति देता है।JWST 27 फ़िल्टरों का उपयोग करके तस्वीरें ले सकता है जो इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम की विभिन्न श्रेणियों को कैप्चर करते हैं।वैज्ञानिक पहले किसी दी गई छवि के लिए सबसे उपयोगी गतिशील रेंज को अलग करते हैं और जितना संभव हो उतना विवरण प्रकट करने के लिए चमक मूल्यों को मापते हैं।फिर उन्होंने प्रत्येक अवरक्त फ़िल्टर को दृश्य स्पेक्ट्रम में एक रंग सौंपा - सबसे छोटी तरंग दैर्ध्य नीली हो गई, जबकि लंबी तरंग दैर्ध्य हरी और लाल हो गई।उन्हें एक साथ रखें और आपके पास सामान्य सफेद संतुलन, कंट्रास्ट और रंग सेटिंग्स रह जाएंगी जो कोई भी फोटोग्राफर कर सकता है।
जबकि पूर्ण रंगीन छवियां मंत्रमुग्ध कर देने वाली हैं, कई रोमांचक खोजें एक समय में एक तरंग दैर्ध्य में की जा रही हैं।यहां, NIRSpec उपकरण विभिन्न माध्यमों से टारेंटयुला नेबुला की विभिन्न विशेषताओं को दर्शाता हैफिल्टर.उदाहरण के लिए, परमाणु हाइड्रोजन (नीला) केंद्रीय तारे और उसके आसपास के बुलबुले से तरंग दैर्ध्य विकिरण करता है।उनके बीच आणविक हाइड्रोजन (हरा) और जटिल हाइड्रोकार्बन (लाल) के निशान हैं।साक्ष्य बताते हैं कि फ्रेम के निचले दाएं कोने में तारा समूह धूल और गैस को केंद्रीय तारे की ओर उड़ा रहा है।
यह लेख मूल रूप से साइंटिफिक अमेरिकन 327, 6, 42-45 (दिसंबर 2022) में "बिहाइंड द पिक्चर्स" के रूप में प्रकाशित हुआ था।
जेन क्रिस्टियनसेन साइंटिफिक अमेरिकन में वरिष्ठ ग्राफिक्स संपादक हैं।ट्विटर @ChristiansenJen पर क्रिस्टियनसेन को फ़ॉलो करें
साइंटिफिक अमेरिकन में अंतरिक्ष और भौतिकी के वरिष्ठ संपादक हैं।उन्होंने वेस्लीयन विश्वविद्यालय से खगोल विज्ञान और भौतिकी में स्नातक की डिग्री और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सांताक्रूज से विज्ञान पत्रकारिता में मास्टर डिग्री प्राप्त की है।ट्विटर @ClaraMoskowitz पर मॉस्कोविट्ज़ को फ़ॉलो करें।फोटो निक हिगिंस के सौजन्य से।
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