Ask Why?

రచయిత :
షేక్ గౌస్ బాషా
Lecturer In Physics, TNC Govt. Junior College, Kovvur, SPSR Nellore Dist.
Script Writer : All India Radio Science Serials (DST, GoI)
email: jvvskgb@gmail.com
Mobile : 9490300909

ఈ జేమ్స్ వెబ్ అంతరిక్ష దూరదర్శిని అనేది ఓ ఆధునిక జ్యోతిష్య సాధనం. ఆర్యభట్ట వ్రాసిన పుస్తకం పేరు జ్యోతిష్య. దీనర్థం కాంతి అధ్యయనం అని అర్థం. అంటే విశ్వ అధ్యయనం. అంటే ఖగోళ సంబంధి అంశాల మీద అధ్యయనం అని అర్థం. సాధారణ కంటి తోటి విశ్వాన్ని ఆధ్యయనం చేయగలమా? కన్ను కొంత దూరంలో ఉన్న వాటిని మాత్రమే స్పష్టంగా చూడగలదు. సాధారణ కంటితో చూడలేని దూరాలను చూసే ప్రయత్నం 17 వ శతాబ్దపు తొలి దశలో హలెండ్ లో జరిగింది. క్రిస్టియన్ హైగెన్స్ 5m పొడవున్న టెలిస్కోప్ ను నిర్మించాడు. దానికి ముందు లిప్పర్షే అనే వ్యక్తి భూగోళ దూరదర్శిని రూపొందించాడు. అప్పటి వరకు ఏ మానవుడు చూడని దూరాలను మొదటి సారిగా 1609 లో టెలిస్కోపు గుండా సుదూరంగా గ్రహలను వీక్షించిన వాడు గెలీలియో. ఖగోళ శాస్త్ర అథ్యయనంలో ఇదో పెద్ద గెంతుక. ఆ తరువాత వచ్చిన బైనాక్యులర్స్ ద్వారా చూస్తే 50 నుంచి 60 నక్షత్రాలను మాత్రమే చూడగలం. అదే టెలిస్కోప్ అయితే కొన్ని లక్షల నక్షత్రాలను చూడవచ్చు. టెలిస్కోప్ యొక్క నిర్మాణంలో మార్పులు వచ్చినప్పుడల్లా వీక్షించే విశ్వం యొక్క పరిధి పెరుగుతూ వచ్చింది. సాధారణ దూరదర్శిని తో ప్రారంభమైన ఖగోళ్ళ వస్తువుల పరిశీలన, పరిశోధిన రేడియో-ఆస్ట్రానమీ, X-రే ఆస్ట్రానమీ, UV- ఆస్ట్రానమీ దశలు దాటి నేడు పరారుణ కాంతి ఆధారిత IR- ఆస్ట్రానమీ  వైపు JWST ద్వారా అడగులు వేస్తున్నాము. విశ్వమూలాలు ఛేదించడంలో ఇదో గొప్ప ముందడుగు.

JWST అనేది ఇప్పటి వరకు అతి పెద్ద టెలిస్కోపుగా భావిస్తున్న హబుల్ టెలిస్కోప్ కన్నా అత్యంత సామర్థ్యం కలిగిన శక్తివంతమైన దూరదర్శిని. 29 దేశాలకు చెందిన శాస్త్రవేత్తలు, సాంకేతిక నిపుణులు దాదాపు 40 సంవత్సరాలు అహర్నిశలు శ్రమించి రూపొందించినదే ఈ టెలిస్కోవు. అత్యంత సున్నితత్వంతో విశ్వానికి చెందిన అంతరిక్ష చిత్రాలను విస్పష్టంగా చిత్రికరించి భూమికి చేరవేయగలిగిన ఆధునిక టెలిస్కోపు ఇది. 1984 లో మొదలు పెట్టి 1994 నాటికి తుది రూపాన్ని నిర్ధారించి, అంతిమంగా అమెరికా, కెనడా , యూరప్ దేశాల ఉమ్మడి కృషితో 25 డిసెంబర్ 2021 న దక్షిణ అమెరికాలోని ఫ్రెంచి గయానా రాకెట్ ప్రయోగ కేంద్రం నుంచి “అరియానా” రాకెట్ సహయంతో JWST ని రోదసిలోకి ప్రవేశపెట్టారు.

ఈ JWST మాడ్యూల్ 6 నెలల 25 రోజుల పాటు సుదీర్ఘంగా ప్రయాణించి భూమి నుంచి 15 లక్షల మైళ్ళ దూరంలోని సూర్యుని-భూమి లాగ్రెంజ్ పాయింట్ -2 (L2) కక్ష్యలో JWST నీ స్థిరపరచారు. దీని కక్ష్యావర్తన కాలం ఆరునెలలు. దీని రూపకల్పనకు అయిన వ్యయం రూ 70 వేల కోట్ల రూపాయలు.

‘హబుల్ టెలిస్కోప్’ అనేది భూ కక్ష్యలో పరిభ్రమిస్తూ దృశ్య కాంతి, అదృశ్య అతినీలలోహిత కాంతి సహకారంతో అంతరిక్ష చిత్రాలను బందించి భూమికి చేరవేస్తుంది. దీనికి భిన్నంగా JWST అనేది L2 వద్ద ఉంటా పరిభ్రమిస్తూ పరారుణ కాంతి ఆధారంగా విశ్య చిత్రాలు తీసి పంపిస్తుంది. JWST యొక్క ప్రత్యేకత దీనిలో వినియోగించిన దర్పణాలే….. టెలిస్కోపుకు సూర్య కాంతి అడ్డు రాకుండా ఐదు పొరలతో కూడిన సన్ షీల్డ్ ని ఏర్పాటు చేశారు. దర్పణాలు  తేలికైన బేరీలియంతో రూపొందించి వాటిపై బంగారు తాపడం చేశారు. ప్లాస్టిక్ ను పోలిన “కాప్టన్” అనే పదార్థంతో నిర్పించారు. దీనిమీద తిరిగి అల్యూమినియం పూత పూసారు. పొరల మధ్య ఉండే శూన్యం ఉష్ణ బంధికంగా పని చేస్తుంది. ఏ పోర కా పోర భిన్నమైన మందం కలిగి యుండి సూక్ష్మ ఉల్కాల అభిఘాతాలను తట్టుకునేలా రూపొందించారు. మొదటి పోర అనగా పై పొర ఉష్ణోగ్రత 85°c వేడిని తట్టుకుంటే టెలిస్కోపుకు దగ్గరగా ఉండే పొర రోదశిలో ఉండే సహజ వాతావరణ స్థితి అంటే పరమశూన్య ఉష్ణోగ్రత(0°k=-273°c) కు కేవలం 7° ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత  మాత్రమే ఉండేటట్లు చేస్తుంది. ఫలితంగా దర్పణాలు రోదశి వాతావరణ స్థితిలోనే ఉండి సుదూరాల నుంచి వచ్చే పరారుణ కాంతిని ఒడిసి పట్టుకోగలుగుతుంది. ఈ సన్ షీల్డ్ వైశాల్యం టెన్నిస్ కోర్టు పరిమాణంలో ఉంటుంది. దర్పణల ద్వారం ఆరు మీటర్లు.

JWST నిర్మాణంలో దర్పణాల వ్యవస్థకు అదనంగా నాలుగు ప్రధాన పరికరాలుంటాయి.

(1) నిర్క్యామ్ (NIR Cam) – సమీప పరారుణ అవధి కెమెరా. ఇది అత్యంత సున్నితమైనది. భూమిని-సూర్యుని కలిపే గీత మీద సీతాకొక చిలుకను ఉంచినా దానిని సృష్టంగా చిత్రీకరించగలదు…

 (2) సమీప పరారుణ వర్ణ పట గ్రాహకములు – ఇది గెలాక్సిల నుంచి వచ్చే కాంతిని వర్ణపటంగా మారుస్తుంది.

(3)  మధ్య పరారుణ ఇమేజర్  (MIRI)- ఇది నక్షత్రాలలోని మూలక పదార్థాల ఉనికిని గుర్తిస్తుంది. మరి ముఖ్యంగా అప్పుడే జనించిన నక్షత్రాలను కుడా సృష్టంగా చూపిస్తుంది.

(4) సమీప పరారుణ చీలికలు లేని ఇమేజర్ – ఇది నక్ష త్రాల చుట్టూ పరిభ్రమించే గ్రహలను అధ్యయనం చేసి గ్రహంతర వాసుల ఆనవాళ్లను పసిగట్టడానికి ఉపయోగ పడుతుంది.

JWST నీ నాలుగు లక్ష్యాలతో రూపొందించారు.

 1. మహావిస్పోటనం జరిగిన తరువాత విశ్యంలో ఆవిర్భవించిన తోలినాటి నక్షత్రాల, గెలాక్సిల జాడను పట్టుకోవడం.

2. గెలాక్సిల నిరాణాన్ని, పరిమాణాన్ని అధ్యయనం చేయటం.

3. గ్రహాల నక్షత్రాల నిర్మాణ అధ్యయనం

4. గ్రహాల వ్యవస్థలను, భూమిని పోలిన గ్రహలను గుర్తించడం, జీవం యొక్క మూలలను అధ్యయనం చేయటం.

 విశ్వం యొక్క లోతులను పరీక్షించి విశ్వ ఆవిర్భావ మూలలను ఛేదించి మానవాళి వికాసానికి తోడ్పడమనేదే ప్రధాన ఆశయంగా JWST కి శ్రీకారం చుట్టారు.

కార్ల్ సాగన్ మాటల్లో విశ్వం అంటే “ఉండేది –  ఉన్నది – ఉండబోయేది” అంత  కలిపితే ఆదే విశ్యం. విశ్యం సృష్టించబడిందా? లేక ఆవిర్భవించిందా అనే వైరుధ్య ప్రశ్నలకు తర్కబద్ధంగా ఋజువులతో సమాధానం వెతకడం JWST కర్తవ్యం. ఎందుకంటే మతగ్రంధాలలో సృష్టివాదం చూస్తాం. కానీ సైన్స్  విశ్వ ఆవిర్భావం గురించి మాట్లాడుతుంది. నమ్మకాలతో నిమిత్తం లేకుండా కార్యాకారణ సంబంధంతో ప్రకృతిని అధ్యయనం చేసే మానవులు విజ్ఞానం ద్వారా ఒక్కో మెట్టు ఎక్కుతూ, అనాగరిక మనవుని దశ నుంచి నాగరిక మనవునిగా, ఆధునిక మానవునిగా నేడు వైజ్ఞానిక మానవునిగా పరిణితి చెందిన విషయాన్ని చూస్తున్నాం. మన విశ్వం కొన్ని సార్వజనీన సూత్రాల ఆధారంగా విస్తరిస్తు ఉన్నది. కాంతి అత్యంత కీలకమైనా అంశం. నక్షత్రాలలో  జరిగే కేంద్రక సంలీన చర్యల కారణంగా నిరంతరం విద్యుదయస్కాంత వికిరణాన్ని ఉద్గారిస్తుంటాయి. ఆయా నక్షత్రాలలో ఉండే మూలక పదార్ధం, భౌతిక రసాయన చర్యలనుబట్టి అల్పతరంగ దైర్ఝ్య  గామా కిరణాలనుండి అధిక తరంగ దైర్ఘ్యాలను కలిగిన  రేడియో తరంగాల వరకు ఏవో కొన్నింటిని ఉద్గారిస్తు ఉంటాయి. ఈ వికిరణం శూన్యంలో సెక్షనుకు మూడు లక్షల కిలోమీటర్ల వేగంతో ప్రయాణిస్తూ ఉంటుంది. కాంతికి భౌతిక దూరాలు క్షణికం అనేపిస్తాయేమోగాని, విశ్వ దూరాలకు మాత్రం కాంతి ప్రయాణించడానికి సమయం పడ్తుంది. మనకందరికి తెలిసిందే సూర్యుని నుంచి భూమికి కాంతి చేరటానికి ఎనిమిది నిమిషాలు పడ్తుంది. అంటే ఈ క్షణంలో మనం చూస్తున్న సూర్యుడు నిజానికి 8 నిమిషాల క్రితం సూర్యుడు అన్నమాట.

సుదూరం నుంచి వచ్చే విద్యుదయస్కాంత తరంగాల తరంగదైర్ఘ్యం సాగదియబడి ఎరుపు రంగుకు దగ్గరగా జరుగుతాయి. దీనికే ఎరుపు విస్థాపన అంటారు. విశ్యం నిరంతరం వ్యాప్తి చెందుచున్న కారణంగా తరంగదైర్ఘ్య వ్యాప్తి పరారుణ కాంతి వైపు జరుగుతుంది. విశ్వం నుంచి వచ్చే ఈ పరారుణ కాంతిని ఒడిసిపట్టుకుంటే సుదూరంగా ఉండే గెలాక్సిలు, నక్షత్రాల ఉనికిని గుర్తించవచ్చు. 13.80 కోట్లు సంవత్సరాల క్రితం జరిగిన మహా విస్పోటనం తర్వాత 100 మిలియన్ సంవత్సరాలకు జనించిన గెలాక్సిలకు  JWST అంతరిక్ష దూరదర్శినిలో బంధించవచ్చు. మన నుంచి 46 బిలియన్ కాంతి సంవత్సరాల దూరంలో ఉన్న గెలాక్సిలను, నక్షత్రాలను పరిశీలించవచ్చు. సుదూరాల నుంచి వచ్చే పరారుణ కాంతిని భూమి మీద నుంచి పరిశీలించటం, టెలిస్కోపులో బంధించడం అసాధ్యం. ప్రధాన అడ్డంకి భూవాతావరణం. కొన్ని రకాల వికిరణాలను భూవాతావరణం శోషించుకుంటుంది. అన్ని రకాలా విద్యుదయస్కాంత తరంగాలను సేకరించుకోవాలంటే టెలిస్కోపును రోదశిలో ఉంచడం తప్పని సరి. దాని కొరకే JWST యొక్క స్థావరాన్ని L2 గా నిర్ణయించారు.

ఖగోళ శాస్త్రచరిత్రలో సరికొత్త అధ్యాయానికి తెరలేపిన JWST 12 జులై 2022న తోలి చిత్రాన్ని పంపింది. విశ్వ మూలాలను ఛేదించడంలో ఓ గొప్ప అడుగు పడిన రోజు. పురాతన విశ్వం యొక్క ఛాయాచిత్రాన్ని ఆవిష్కరణ జరిగిన రోజు. JWST భూమికి పంపిన తోలి చిత్రంలో 460 కోట్ల సంవత్సరాల నాటి SMAC CO723 గా పిలువబడే వేల గెలాక్సిల సమూహాన్ని, 290 కాంతి సంవత్సరాల దూరంలో ఉన్న సదరన్ రింగ్ నెబ్యులాని, మరణిస్తున్న నక్షత్రాలను, బ్లాక్ హోల్స్ యొక్క విస్పష్ట చిత్రాలను శాస్త్రవేత్తలకు చేరవేసింది. విశ్వం ఆవిర్భవించిన 10 కోట్ల సంవత్సరాలకు ఆవిర్భవించిన అతిపెద్ద అరుణారుణ చీకటి రంధ్రంని JWST ద్వారా ఈ మధ్య గుర్తించారు. ఈ మృత తార ఎంత పెద్దదంటే 400 లక్షల సూర్యులకు సమానం. ఈ చీకటి రంధ్రం విస్తరిస్తూ అనేక ఖగోళ వస్తువులను మింగేస్తూ ఉన్నదట. ఇలాంటి అనేక ఖగోళ సంబంధ చిత్రాలను JWST ద్వారా సేకరించి భూమిని పోలిన జీవులకు నివాసయోగ్యమైన భూయేతర గ్రహాల ఉనికిని, గ్రహాంతర వాసుల ఉనికిని చేధించి మానవ చరిత్ర గమనానికి నూతన ద్వారాలు తెరుస్తుందని ఆశిద్దాం.

JWST యొక్క జీవిత కాలం 20 సం.లుగా శాస్త్రవేత్తలు నిర్ణయించారు. ఊహించిన దానిని మించి పరిమాణం కలిగిన ఉల్కలు దర్పణాలను ఢీకొన్న  కారణంగా మరో పది సంవత్సరాలు మాత్రమే JWST సహకరిస్తుందని అనుకుంటున్నారు. ఏదిఎమైనా JWST అనేది ఖగోళ పరిశోధన చరిత్రలో నూతన అధ్యయనానికి దారి తీస్తుంది అనటంలో ఎటువంటి సందేహం లేదు.

***