नासा का रोमन टेलीस्कोप अंतरिक्ष में हजारों नए खोजे गए कॉस्मिक रिक्त क्षेत्रों का अध्ययन करेगा

Our universe is filled with galaxies, in all directions as far as our instruments can see. Some researchers estimate that there are as many as two trillion galaxies in the observable universe. At first glance, these galaxies might appear to be randomly scattered across space, but they’re not. Careful mapping has shown that they are distributed across the surfaces of giant cosmic “bubbles” up to several hundred million light-years across. Inside these bubbles, few galaxies are found, so those regions are called cosmic voids. NASA’s Nancy Grace Roman Space Telescope will allow us to measure these voids with new precision, which can tell us about the history of the universe’s expansion.

 

हमारा ब्रह्मांड आकाशगंगाओं से भरा हुआ है। हमारी वैज्ञानिक उपकरणों की पहुंच तक, हर दिशा में आकाशगंगाएं फैली हुई हैं। कुछ वैज्ञानिकों का अनुमान है कि प्रेक्षणीय ब्रह्मांड में लगभग दो ट्रिलियन (दो लाख अरब) आकाशगंगाएं मौजूद हैं। पहली नजर में ये आकाशगंगाएं बेतरतीब ढंग से फैली हुई लग सकती हैं, लेकिन वास्तव में ऐसा नहीं है। विस्तृत मानचित्रण से पता चला है कि ये आकाशगंगाएं विशाल कॉस्मिक “बुलबुलों” की सतहों पर फैली होती हैं, जिनका आकार सैकड़ों मिलियन प्रकाश-वर्ष तक हो सकता है। इन बुलबुलों के भीतर बहुत कम आकाशगंगाएं पाई जाती हैं, इसलिए इन क्षेत्रों को कॉस्मिक वॉयड्स (ब्रह्मांडीय रिक्त क्षेत्र) कहा जाता है।

नासा का नैन्सी ग्रेस रोमन स्पेस टेलीस्कोप इन रिक्त क्षेत्रों को पहले से कहीं अधिक सटीकता से मापने में सक्षम होगा। इससे वैज्ञानिकों को ब्रह्मांड के विस्तार के इतिहास को समझने में मदद मिलेगी।

फ्लैटआयरन इंस्टीट्यूट और न्यूयॉर्क यूनिवर्सिटी के जियोवानी वेरज़ा, जो द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल में प्रकाशित शोधपत्र के प्रमुख लेखक हैं, कहते हैं,
“रोमन टेलीस्कोप की क्षमता—आकाश के विशाल क्षेत्रों को गहराई तक देखना और अत्यंत धुंधली व दूरस्थ आकाशगंगाओं का पता लगाना—कॉस्मिक वॉयड्स के अध्ययन में क्रांति ला देगी।”

ब्रह्मांड की संरचना का सूत्र

ब्रह्मांड तीन मुख्य घटकों से बना है—सामान्य पदार्थ, डार्क मैटर और डार्क एनर्जी। सामान्य पदार्थ और डार्क मैटर का गुरुत्वाकर्षण ब्रह्मांड के विस्तार को धीमा करने का प्रयास करता है, जबकि डार्क एनर्जी इसके विपरीत काम करते हुए विस्तार की गति को तेज करती है। डार्क मैटर और डार्क एनर्जी की वास्तविक प्रकृति अभी भी अज्ञात है। वैज्ञानिक इनके प्रभावों का अध्ययन करके इन्हें समझने की कोशिश कर रहे हैं, जैसे कि अंतरिक्ष में आकाशगंगाओं का वितरण।

फ्रांस के सीएनआरएस और अमेरिका की प्रिंसटन यूनिवर्सिटी से जुड़ी सह-लेखिका एलिस पिसानी कहती हैं,
“क्योंकि कॉस्मिक वॉयड्स में पदार्थ बहुत कम होता है, ये ऐसे क्षेत्र हैं जहां डार्क एनर्जी का प्रभाव प्रमुख होता है। इनका अध्ययन करके हम डार्क एनर्जी की प्रकृति पर महत्वपूर्ण सीमाएं तय कर सकते हैं।”

रोमन कैसे करेगा अध्ययन

वैज्ञानिकों ने यह जानने के लिए कि रोमन टेलीस्कोप वॉयड्स का अध्ययन कैसे करेगा, उसके हाई-लैटिट्यूड वाइड-एरिया सर्वे की एक संभावित रूपरेखा का अध्ययन किया। यह सर्वे हमारी आकाशगंगा के तल से दूर क्षेत्रों का अवलोकन करेगा। शोधकर्ताओं का अनुमान है कि इस सर्वे के जरिए हजारों नहीं, बल्कि दसियों हजार कॉस्मिक वॉयड्स का पता लगाया जा सकेगा, जिनमें से कुछ का आकार केवल 20 मिलियन प्रकाश-वर्ष तक होगा।

इतनी बड़ी संख्या में वॉयड्स मिलने से वैज्ञानिक सांख्यिकीय तरीकों का उपयोग कर सकेंगे और यह समझ पाएंगे कि उनके आकार ब्रह्मांड के मूल घटकों से कैसे प्रभावित होते हैं।

वॉयड्स के त्रि-आयामी (3D) आकार निर्धारित करने के लिए खगोलविद दो प्रकार के आंकड़ों का उपयोग करेंगे—आकाश में आकाशगंगाओं की स्थिति और उनका कॉस्मिक रेडशिफ्ट, जिसे स्पेक्ट्रोस्कोपिक डेटा से मापा जाएगा। रेडशिफ्ट को वास्तविक दूरी में बदलने के लिए वैज्ञानिकों को ब्रह्मांड के घटकों, विशेष रूप से डार्क एनर्जी की ताकत और उसके समय के साथ विकास के बारे में मान्यताएं बनानी होती हैं।

पिसानी इसकी तुलना केक बनाने से करती हैं। वे कहती हैं,
“आप सही मात्रा में सामग्री—पदार्थ और डार्क एनर्जी—डालते हैं और फिर देखते हैं कि केक वैसा बना या नहीं। अगर नहीं, तो समझिए सामग्री में कुछ गलत है।”

यहां “केक” से तात्पर्य उन सभी वॉयड्स को सांख्यिकीय रूप से एक-दूसरे पर रखने से प्राप्त आकार से है। औसतन, वॉयड्स का आकार गोलाकार होना चाहिए, क्योंकि ब्रह्मांड बड़े पैमाने पर समान और सभी दिशाओं में एक-सा है। यदि अंतिम आकार पूर्ण रूप से गोल नहीं निकलता, तो वैज्ञानिकों को अपने ब्रह्मांडीय मॉडल में बदलाव करना पड़ता है।

रोमन की शक्ति

शोधकर्ताओं ने बताया कि कॉस्मिक वॉयड्स का बड़े पैमाने पर अध्ययन करने के लिए किसी वेधशाला को ब्रह्मांड के विशाल आयतन को देखने में सक्षम होना चाहिए, क्योंकि ये वॉयड्स स्वयं करोड़ों प्रकाश-वर्ष तक फैले होते हैं। रोमन का हाई-लैटिट्यूड वाइड-एरिया सर्वे लगभग 2,400 वर्ग डिग्री आकाश, यानी करीब 12,000 पूर्ण चंद्रमाओं के बराबर क्षेत्र को कवर करेगा। यह यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी के यूक्लिड मिशन की तुलना में अधिक धुंधली और दूरस्थ आकाशगंगाओं को देख सकेगा।

रोम की रोमा ट्रे यूनिवर्सिटी की सह-लेखिका जूलिया डेग्नी कहती हैं,
“वॉयड्स की पहचान इस बात से होती है कि उनमें बहुत कम आकाशगंगाएं होती हैं। रोमन के साथ हम उन विरल और धुंधली आकाशगंगाओं को बेहतर ढंग से देख पाएंगे, जिससे डार्क एनर्जी जैसे ब्रह्मांडीय मानकों को समझने में बड़ी मदद मिलेगी।”

नैन्सी ग्रेस रोमन स्पेस टेलीस्कोप का प्रबंधन नासा के गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर द्वारा किया जा रहा है, जिसमें जेट प्रोपल्शन लैबोरेटरी, कैलटेक/आईपैक, स्पेस टेलीस्कोप साइंस इंस्टीट्यूट और विभिन्न शोध संस्थानों के वैज्ञानिक शामिल हैं।