પૃથ્વી 2.0 શોધવા માટે NASA ના Roman ટેલિસ્કોપ આકાર બદલતા અરીસાઓનો ઉપયોગ કરશે

NASA નું આગામી Nancy Grace Roman Space Telescope તારાના પ્રકાશના અત્યાધુનિક "disappearing act" (અદ્રશ્ય થવાની પ્રક્રિયા) દ્વારા એક્ઝોપ્લેનેટ (exoplanet) શોધમાં ક્રાંતિ લાવવા માટે તૈયાર છે. એડવાન્સ્ડ એક્ટિવ વેવફ્રન્ટ કંટ્રોલનો ઉપયોગ કરીને, આ મિશન એવા ગ્રહોના સીધા ચિત્રો કેપ્ચર કરવાનું લક્ષ્ય રાખે છે જે અગાઉ તેમના યજમાન તારાઓના અતિશય તેજસ્વી પ્રકાશમાં ખોવાઈ ગયા હતા.

એક્ટિવ વેવફ્રન્ટ કંટ્રોલની ચોકસાઈ

હબલ (Hubble) અને જેમ્સ વેબ સ્પેસ ટેલિસ્કોપ (JWST) જેવી હાલની વેધશાળાઓ તારાના પ્રકાશને રોકવા માટે સ્થિર કોરોનોગ્રાફ્સનો ઉપયોગ કરે છે, પરંતુ તેઓ ઘણીવાર સૂક્ષ્મ અરીસાની ખામીઓને કારણે થતા વધારાના પ્રકાશ (stray glare) સામે સંઘર્ષ કરે છે. Roman Space Telescope એક નવો અભિગમ રજૂ કરે છે: પ્રથમ અવકાશ-આધારિત "એક્ટિવ" કોરોનોગ્રાફ.

આ ટેકનોલોજીના કેન્દ્રમાં બે ડિફોર્મેબલ (આકાર બદલી શકે તેવા) અરીસાઓ છે, જેમાંના દરેકમાં 48-બાય-48 એક્ટ્યુએટર્સનું ચેકરબોર્ડ છે. આ નાના પિસ્ટન સૂક્ષ્મ આંગળીઓની જેમ કામ કરે છે, જે કાચના પાતળા પડને ખેંચવા માટે વોલ્ટેજનો ઉપયોગ કરે છે. તેની ચોકસાઈ આશ્ચર્યજનક છે; અરીસાઓ 10 પિકોમીટર જેટલા ઓછા પ્રમાણમાં પણ વળી શકે છે—જે લગભગ હાઇડ્રોજન પરમાણુના વ્યાસના દસમા ભાગ જેટલું છે. આ ટેલિસ્કોપને "એક્ટિવ વેવફ્રન્ટ કંટ્રોલ" કરવાની મંજૂરી આપે છે, જે અસરકારક રીતે પ્રકાશ માટે નોઈઝ-કેન્સલિંગ હેડફોન જેવું કામ કરે છે. અણવંચ્યા પ્રકાશના તરંગોને રદ કરવા માટે અરીસાની સપાટીને ઘડીને, આ સિસ્ટમ તારાની આસપાસ "ડોનટ આકારનો" અંધકારમય વિસ્તાર બનાવે છે, જે નજીકના ગ્રહોનું અવલોકન કરવા માટે એક સ્પષ્ટ બારી પૂરી પાડે છે.

"Hot Jupiter" યુગથી આગળ

અત્યાર સુધી, મોટાભાગના એક્ઝોપ્લેનેટ્સ "Hot Jupiters" રહ્યા છે—વિશાળ, ચમકતા ગેસ જાયન્ટ્સ જે તેમના તારાઓની અત્યંત નજીક ભ્રમણ કરે છે. તેમનું કદ અને ગરમી તેમને ઇન્ફ્રારેડ પ્રકાશમાં શોધવા માટે સરળ બનાવે છે, પરંતુ તેઓ આપણા સૌર મંડળનું પ્રતિનિધિત્વ કરતા નથી.

Roman Space Telescope આ અંતરને પૂરું કરવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું છે. તારાના પ્રકાશ સામે એક્ઝોપ્લેનેટ્સ પ્રત્યેની સંવેદનશીલતામાં 1,000 ગણો સુધારો કરીને, તે "Jupiter analogues" ના સીધા ચિત્રો લઈ શકશે. આ પરિપક્વ, ઠંડા ગેસ જાયન્ટ્સ છે જે સૂર્ય જેવા તારાઓની આસપાસ આપણા ગુરુ (Jupiter) જેવી જ અંતરે ભ્રમણ કરે છે, જે તીવ્ર ગરમી ઉત્સર્જિત કરવાને બદલે પ્રકાશને પરાવર્તિત કરે છે. આ ક્ષમતા પૃથ્વી જેવા વિશ્વ શોધવાના અંતિમ લક્ષ્ય તરફ એક મહત્વપૂર્ણ પગલું છે.

અવલોકન સ્કેલમાં એક મોટું કદમ

Roman Space Telescope માત્ર ચોકસાઈ વિશે નથી; તે સ્કેલ (માપ) વિશે પણ છે. 300-મેગાપિક્સલ વાઈડ-ફિલ્ડ કેમેરાથી સજ્જ, આ ટેલિસ્કોપ સમાન રિઝોલ્યુશન પર હબલના સૌથી પહોળા એક્સપોઝર કરતા અંદાજે 100 ગણા મોટા ચિત્રો કેપ્ચર કરશે.

હાઈ-રિઝોલ્યુશન ઇમેજિંગ સાથે જોડાયેલ આ વિશાળ ફિલ્ડ ઓફ વ્યુ, ખગોળશાસ્ત્રીઓને "થોડાક લોકોના ઇન્ટરવ્યુ લેવાથી" "વૈશ્વિક વસ્તી ગણતરી કરવા" સુધીના સંક્રમણની મંજૂરી આપે છે. એક્ઝોપ્લેનેટ્સ ઉપરાંત, આ મિશનને ગ્રેવિટેશનલ માઈક્રોલેન્સિંગ દ્વારા અંદાજે 1,00,000 નવા ગ્રહો શોધવાનું અને ડાર્ક મેટર (dark matter) અને ડાર્ક એનર્જી (dark energy) ના રહસ્યમય ગુણધર્મોની તપાસ કરવાનું કામ સોંપવામાં આવ્યું છે. પ્રકાશ આંતરિક મશીનરીમાં અથડાઈને ફરે નહીં તે સુનિશ્ચિત કરવા માટે, NASA "silicon grass" નો પણ ઉપયોગ કરી રહ્યું છે—જે સૂક્ષ્મ સ્પાઇક્સનું એક ઝૂંડ છે જે વધારાના ફોટોન્સને પકડવા અને શોષવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું છે.

મુખ્ય મુદ્દાઓ

• એક્ટિવ વેવફ્રન્ટ કંટ્રોલ: Roman પ્રકાશને ઘડવા માટે હજારો એક્ટ્યુએટર્સ ધરાવતા બે ડિફોર્મેબલ અરીસાઓનો ઉપયોગ કરે છે, જે વર્તમાન ટેકનોલોજીની તુલનામાં એક્ઝોપ્લેનેટ શોધવાની સંવેદનશીલતામાં 1,000 ગણો સુધારો કરે છે.
• Jupiter analogues શોધવા: અગાઉના મિશન જે વિશાળ "Hot Jupiters" પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરતા હતા તેનાથી વિપરીત, Roman ની તારાના પ્રકાશને દબાવવાની ક્ષમતા આપણા ગુરુ જેવા પરિપક્વ અને ઠંડા ગેસ જાયન્ટ્સના સીધા ચિત્રો લેવાની મંજૂરી આપે છે.
• અપ્રત્યક્ષ સ્કેલ: 300-મેગાપિક્સલ વાઈડ-ફિલ્ડ કેમેરા સાથે, આ મિશન બ્રહ્માંડની "વસ્તી ગણતરી" કરશે, જેનો ઉદ્દેશ્ય 1,00,000 નવા એક્ઝોપ્લેનેટ્સ શોધવાનો અને ડાર્ક એનર્જી અને ડાર્ક મેટરના રહસ્યોને ઉકેલવાનો છે.