मिशन टीम के सदस्यों का कहना है कि जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप ने हमें पहले ही काफी चकाचौंध कर दिया है, लेकिन वेधशाला से अभी तक सबसे अच्छा आना बाकी है।
“हमारे पास बहुत से शानदार काम हैं जो टेलीस्कोप से बाहर आ रहे हैं,” स्टेफनी मिलम, द जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) ग्रह विज्ञान के लिए उप परियोजना वैज्ञानिक, ऑस्टिन, टेक्सास में साउथवेस्ट (SXSW) सम्मेलन और त्योहारों द्वारा दक्षिण में मंगलवार (14 मार्च) को दर्शकों को बताया।
मैरीलैंड के ग्रीनबेल्ट में नासा के गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर में एस्ट्रोकैमिस्ट्री लैब के मिलम ने कहा, “विज्ञान समुदाय वास्तव में अपने स्वयं के डेटा का विश्लेषण करने और इसे वैज्ञानिक सहकर्मी-समीक्षित प्रकाशनों में डालने के लिए कड़ी मेहनत कर रहा है, और अब यह अंततः सफल हो रहा है।” .
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एक सनसनीखेज, हाल ही में जारी किया गया WR 124 की JWST छवि, एक विशाल, विदेशी तारा जो पहले से ही लगभग 10 गुना द्रव्यमान गिरा चुका है सूरज, एक उदाहरण है। छवि की भव्यता – पिछली गर्मियों में, JWST द्वारा अपना विज्ञान संचालन शुरू करने के ठीक बाद – इस बात का उदाहरण है कि कैसे टेलीस्कोप के निकट और मध्य-अवरक्त उपकरण, इसके 21.3-फुट-चौड़े (6.5 मीटर) दर्पण के बेहतर प्रकाशिकी के संयोजन में , खगोलविदों को वे विवरण दिखाने में सक्षम हैं जो उन्होंने पहले कभी नहीं देखे हैं।
WR 124 के मामले में, नियर-इन्फ्रारेड कैमरा (NIRCam) और मिड-इन्फ्रारेड इंस्ट्रूमेंट (MIRI) के डेटा से WR 124 के आसपास की धूल की चिपचिपी संरचना का पता चलता है, जिससे खगोलविदों को यह समझने में मदद मिलती है कि धूल कैसे उत्पन्न होती है, मौजूद धूल के कणों का आकार और मात्रा, और ऐसे अन्य “वुल्फ-रेएट” सितारों से धूल मिल्की वे की समग्र धूल सामग्री में कैसे योगदान करती है, जिसे बाद में अगली पीढ़ी में पुनर्नवीनीकरण किया जाता है सितारे और ग्रहों.
मिलम ने SXSW कार्यक्रम में कहा, “एक क्षेत्र जहां हमें वास्तव में बहुत सी नई जानकारी मिल रही है, वह सितारों का जन्म है।” “(हम) स्टार गठन को इस तरह से समझ रहे हैं कि हम वास्तव में कभी भी इस नई संवेदनशीलता और विस्तार के साथ पहुंच नहीं पाए हैं, जो हमारे पास पहले कभी नहीं था। न केवल हम स्टार गठन को देख रहे हैं हमारी अपनी आकाशगंगालेकिन दूसरे में भी आकाशगंगाओं … और अब हम यह विवरण प्राप्त कर रहे हैं कि हमारे पास केवल अपनी स्वयं की गांगेय समझ के लिए उपयोग किया जाता था, अब इन अन्य आकाशगंगाओं में विस्तार हो रहा है ब्रह्मांड. यह वास्तव में उस क्षेत्र का हिस्सा बनने और यह समझने का एक रोमांचक समय है कि हमारा सूर्य कैसे पैदा हुआ और कैसे सौरमंडल का निर्माण हुआऔर यह हमें इसकी पहली वास्तविक झलक दे रहा है।”
धूल भरी गैस के बादलों के माध्यम से झाँक कर, जो तारा-गठन क्षेत्रों को ढंकते हैं, जो प्रकाश की दृश्य तरंग दैर्ध्य पर अपारदर्शी हैं, JWST की अवरक्त दृष्टि इन महत्वपूर्ण विवरणों को छेड़ने में सक्षम है। लेकिन खगोलविद सिर्फ यह नहीं जानना चाहते कि तारे और ग्रह कैसे बनते हैं; वे यह भी जानना चाहते हैं कि वे कैसे विकसित होते हैं। यही वह जगह है जहां डब्ल्यूआर 124 के अवलोकन सामने आते हैं – अपनी बाहरी परतों से निहारिका को बहा देने वाले केंद्रीय तारे का द्रव्यमान हमारे सूर्य के द्रव्यमान का 30 गुना है और अंततः एक के रूप में फट जाएगा सुपरनोवा. JWST भी ग्रहों के लिए ऐसा ही करने का वादा कर रहा है।
हमारे सौर मंडल के ग्रह एक प्रारंभिक बिंदु हैं। मिलम ने कहा, “हम जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कॉप के साथ सौर मंडल का निरीक्षण करेंगे और ऐसा कर रहे हैं।” की शानदार छवियां मंगल ग्रह, बृहस्पति और नेपच्यून JWST टीम द्वारा पहले ही जारी किया जा चुका है, साथ ही इसके अवलोकन भी डार्ट प्रभाव सितंबर 2022 में क्षुद्रग्रह डिमोर्फोस पर।
“हम अपने सौर मंडल में वह सब कुछ देखने जा रहे हैं जो JWST पृथ्वी के निकट से इंगित कर सकता है क्षुद्र ग्रह, धूमकेतु, इंटरस्टेलर ऑब्जेक्ट्सहमारे पसंदीदा छोटे ग्रह सहित, हमारे सौर मंडल के सबसे दूर तक पहुँचने वाले सभी ग्रह और उनके उपग्रह, प्लूटो,” मिलम ने कहा। “तो, अभी बहुत कुछ आना बाकी है।”
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हमारे सौर मंडल से परे और भी ग्रह हैं जो अन्य तारों की परिक्रमा करते हैं। इससे अधिक 5,000 एक्सोप्लैनेट आज तक की खोज की गई है, आकार में बृहस्पति से बड़े विशाल दिग्गजों से लेकर मंगल ग्रह के आकार की छोटी दुनिया तक। हालाँकि, सबसे आसान exoplanets अध्ययन करने के लिए गर्म बृहस्पति रहे हैं – गैस दिग्गज अपने मेजबान तारे के बहुत करीब परिक्रमा करते हुए, केवल कुछ मिलियन मील की कक्षीय त्रिज्या पर – क्योंकि वे सबसे मजबूत संकेत उत्पन्न करते हैं।
JWST के शुरुआती एक्सोप्लैनेट परिणाम भी गर्म ज्यूपिटर से आए हैं – उदाहरण के लिए WASP-39b700 प्रकाश वर्ष दूर एक विशाल ग्रह। JWST ट्रांजिट स्पेक्ट्रोस्कोपी कहलाता है, जिसमें ग्रह अपने तारे के चेहरे को पार करता है (आगे बढ़ता है), उस स्टारलाइट का कुछ हिस्सा ग्रह के वायुमंडल से होकर गुजरता है। यह प्रकाश ग्रह के वायुमंडल के अणुओं द्वारा अवशोषित होता है, और विभिन्न अणु विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश को अवशोषित करते हैं। WASP-39b के वायुमंडल का JWST का स्पेक्ट्रम – अवशोषण रेखाएँ दिखा रहा है, जो खगोलविदों को इसमें शामिल अणुओं की पहचान करने की अनुमति देता है – एक एक्सोप्लैनेट के वातावरण पर अभी तक का सबसे विस्तृत रूप है।
नासा के गोडार्ड के निकोल कोलन ने कहा, “हम पहले ही देख चुके हैं कि JWST डेटा इतना अच्छा, इतना सटीक है कि हम इन दूर के एक्सोप्लैनेट वायुमंडल में अतिरिक्त अणुओं का पता लगाने में सक्षम हैं, जिन्हें हमने कभी देखने की उम्मीद नहीं की है।” SXSW इवेंट में बात की और एक्सोप्लैनेट साइंस के लिए JWST के डिप्टी प्रोजेक्ट साइंटिस्ट कौन हैं।
इन अणुओं में से एक, सल्फर डाइऑक्साइड, WASP-39b के वातावरण में फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं द्वारा बनाया गया था। दूसरे शब्दों में, वायुमंडल में परमाणुओं और अणुओं पर सूर्य के प्रकाश की क्रिया द्वारा।
“हमने सचमुच नहीं सोचा था कि हम JWST के साथ (इन रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणाम) देख पाएंगे,” कोलन ने कहा। “भले ही हम जानते थे कि यह एक महान टेलीस्कोप होगा, (सल्फर डाइऑक्साइड का पता लगाना) अभी भी उम्मीद से काफी बेहतर है।”
इसका मतलब यह है कि, जैसा कि JWST अध्ययन करता है और अधिक से अधिक एक्सोप्लैनेट्स की विशेषता बताता है, नई और रोमांचक खोजें लगभग निश्चित रूप से मेनू पर होंगी, ऐसी खोजें जो खगोलविदों को उन ग्रहों के गठन और विकास के बारे में सिखाने में सक्षम होंगी। उदाहरण के लिए, ग्रहों के वातावरण में गैसों का मिश्रण कुछ संकेत दे सकता है कि ग्रह अपने तारे से कितनी दूर बना है।
JWST से पहले, एक्सोप्लैनेटरी वायुमंडल का अध्ययन गर्म ज्यूपिटर तक सीमित था, लेकिन JWST अब छोटे के वायुमंडल को लक्षित करना शुरू कर रहा है, पृथ्वी के आकार के ग्रह, बहुत। की चट्टानी दुनिया की टिप्पणियों ट्रैपिस्ट-1 प्रणाली, उदाहरण के लिए, चल रहे हैं, लेकिन क्योंकि ये ग्रह गर्म ज्यूपिटर की तुलना में बहुत छोटे हैं और एक बेहोश लाल बौने तारे की परिक्रमा करते हैं, JWST को अपने वायुमंडल से विवरणों को छेड़ने में अधिक समय लगेगा, यदि उनके पास वायुमंडल भी है। हालाँकि, अगले कुछ वर्षों में, TRAPPIST-1 ग्रहों और अन्य समान दुनिया के कुछ परिणाम बदल सकते हैं कि हम अपने ग्रह को कैसे देखते हैं धरती लौकिक संदर्भ में।
“हम अभी भी सभी एक्सोप्लैनेट डेटा को डिक्रिप्ट करने के शुरुआती दिनों में हैं,” कोलन ने कहा। “हम क्या करना चाहते हैं कि उन प्रणालियों की तुलना करें और कहें, ‘क्या उनमें पृथ्वी से कोई समानता है?” मैं यह देखने के लिए उत्साहित हूं कि हम उन ग्रहों के बारे में क्या सीखते हैं जो हमारे अपने आकार के समान आकार के हैं। वे हमेशा एक ही तापमान नहीं हो सकते हैं, उनके पास तरल महासागरों के साथ सतहें नहीं हो सकती हैं, लेकिन हम अभी भी सीखने की उम्मीद करते हैं उनका समग्र वातावरण। क्या वायुमंडल में पानी है? क्या कार्बन डाइऑक्साइड है? क्या हमारे लिए कुछ परिचित है जिससे हम जुड़ सकते हैं और हमें बेहतर समझने में मदद कर सकते हैं (क्या) वहाँ कोई अन्य जीवन है?”
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जो भी उत्तर हैं, वे आ रहे हैं, और अगले कुछ साल काफी रोमांचक होने जा रहे हैं क्योंकि JWST ऐसी खोज करता है जो अंततः ऐतिहासिक मील के पत्थर बन सकते हैं।
मिलम ने कहा, “JWST के साथ विज्ञान के पहले कुछ साल बड़े नए सवालों और चुनौतियों के द्वार खोलने जा रहे हैं, जो हमारे सामने हैं कि क्या दूसरे ग्रह पर जीवन हो सकता है या नहीं।”
एक और रहस्य जो कल्पना को उतना ही आकर्षित करता है जितना कि रहने योग्य एक्सोप्लैनेट्स की खोज डार्क ब्रह्मांड का है, विशेष रूप से गहरे द्रव्यजो आकाशगंगाओं और आकाशगंगा समूहों में देखे गए अतिरिक्त गुरुत्वाकर्षण के लिए जिम्मेदार रहस्यमय पदार्थ है, और काली ऊर्जाअज्ञात बल जो ब्रह्मांड के विस्तार में त्वरण चला रहा है।
“हम सोचते हैं कि ब्रह्मांड की संपूर्ण ऊर्जा-पदार्थ सामग्री का लगभग 75% यह रहस्यमयी चीज़ है जिसे हम डार्क एनर्जी कहते हैं, और अन्य 20% क्या यह अन्य रहस्यमय पदार्थ है जिसे डार्क मैटर कहा जाता है,” मिलम ने कहा। “जब खगोलविदों को यह नहीं पता होता है कि कुछ क्या है, तो हम इसे डार्क कहते हैं। यह आश्चर्यजनक है … सैकड़ों अरबों आकाशगंगाएँ और खरबों तारे और अनगिनत ग्रह, ये सभी पूरे ब्रह्मांड का लगभग 5% ही बनाते हैं। और बाकी, बाकी 95%, हम नहीं जानते कि यह क्या है।”
डार्क मैटर अदृश्य प्रभामंडल में स्थित है जो आकाशगंगाओं को घेरता है, मिलम को डार्क मैटर को “स्कैफोल्डिंग” के रूप में वर्णित करने के लिए अग्रणी करता है जिसमें आकाशगंगाएँ बैठती हैं।
मिलम ने कहा, “जेडब्ल्यूएसटी विशेष रूप से डार्क मैटर के बारे में सीखने में हमारी मदद करने जा रहा है।” “समय के साथ आकाशगंगाएँ कैसे बदलती हैं, इसका अध्ययन करके, हम डार्क मैटर के बारे में अधिक जानने में सक्षम हैं।”
JWST यह पता नहीं लगा पाएगा कि डार्क मैटर क्या है; यह कण भौतिकविदों पर निर्भर है। लेकिन यह देखते हुए कि आकाशगंगाओं के आसपास डार्क मैटर कैसे व्यवहार करता है, खगोलविद इसके कुछ गुणों को कम करने में सक्षम होंगे, जो भौतिकविदों को इसकी प्रकृति को कम करने में मदद कर सकते हैं। शोधकर्ता यह सवाल तब से पूछ रहे हैं जब वेरा रुबिन ने पहली बार 1970 के दशक में डार्क मैटर की उपस्थिति की पहचान की थी, और JWST खगोलविदों को हमारी समझ में कुछ विशाल छलांग लगाने में मदद कर सकता है।
इस बीच, JWST से नई खोजें आती रहती हैं।
मिलम कहते हैं, “मैं कह सकता हूं कि टेलीस्कोप से हमारे पास बहुत शानदार काम हो रहा है।” “हमारे पास भविष्य के प्रकाशन के लिए प्रेस विज्ञप्तियों की एक कतार है जो बाहर आ रही हैं, इसलिए यह एक बहुत ही रोमांचक समय है। हर हफ्ते हम कुछ जारी करते हैं, इसलिए बस बने रहें और मुझे यकीन है कि आप चकित होंगे।”
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