19 अगस्त, 1999, कैम्ब्रिज, मैसाचुसेट्स में स्मिथसोनियन चंद्रा एक्स-रे ऑब्जर्वेटरी सेंटर: कंप्यूटरों से भरा एक बड़ा कमरा, निगरानी उपकरण और चिंतित वैज्ञानिक। वे चिंतित थे क्योंकि कई सालों की कड़ी मेहनत के बाद, दो स्क्रब किए गए लॉन्च और एक निकट-गर्भपात के बाद, सात बूस्टर रॉकेट फायरिंग के बाद नाजुक मशीनरी इस तरह से दौड़ती है और, उनकी एक्स-रे दूरबीन आखिरकार कक्षा में थी और खुलने वाली थी। व्यापार।
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"यह काफी एक दृश्य था, " लियोन वैन स्पेब्रोक को याद किया, जो उन पुरुषों में से एक थे जिन्होंने इसे वहां रखा था। “लॉन्च कोलंबिया अंतरिक्ष यान पर था, जो अब तक का सबसे बड़ा पेलोड है। अब, एक महीने बाद, हम तैयार थे। इसलिए, हमने कंप्यूटर कमांड भेजे, और इंतजार किया। आश्चर्यजनक रूप से, 80, 000 मील दूर, हमारे आतिशबाज़ी उपकरण में विस्फोट हुआ - यह एम -80 पटाखे की तरह था। यह अंतरिक्ष यान पर 120 पाउंड का दरवाजा खोल दिया - जैसा कि योजना बनाई गई थी। ”
कॉस्मिक एक्स किरणों ने पहली बार कीमती दूरबीन के नाजुक दर्पणों पर चमक बिखेरी। घटना की निगरानी करने वाले पृथ्वी पर वापस गए वैज्ञानिकों ने अपने हेडफ़ोन को खींच लिया और इमेजिंग रूम में चले गए। 45 मिनट तक हर कोई यह देखने के लिए इंतजार करता रहा कि क्या उन्हें दूरबीन से एक छवि मिलेगी या अगर पूरी परियोजना "टूटे हुए कांच की एक बाल्टी" के साथ खत्म हो जाएगी, जैसा कि वैन स्पेब्रोक ने डाल दिया।
फिर, क्लासिक कब्र वाले अंतरिक्ष-युग के मोनोटोन में, एक वैज्ञानिक ने घोषणा की: "हम फोटॉन प्राप्त कर रहे हैं।"
पहले स्क्रीन पर सिर्फ एक डॉट - प्रकाश की छोटी इकाइयां होने वाले फोटॉन - फिर दूसरा, और दूसरा। धीरे-धीरे एक दूर की आकाशगंगा का चित्र उभर आया।
बनाने में 23 से अधिक वर्षों, मुख्य रूप से कैम्ब्रिज में स्मिथसोनियन एस्ट्रोफिजिकल ऑब्जर्वेटरी में, जो कि एस्ट्रोफिजिक्स के हार्वर्ड-स्मिथसोनियन सेंटर का हिस्सा है, और स्वर्गीय नोबेल पुरस्कार विजेता सुब्रमण्यन चंद्रशेखर के नाम पर, चंद्र टेलीस्कोप की पहली छवियों ने परिष्कृत स्पेसवॉचर्स को चकित कर दिया।
पहली आधिकारिक चंद्र छवि कैसोपोपिया ए में एक विशाल तारकीय विस्फोट के बाद दिखाई देती है, जो कि 10, 000 प्रकाश वर्ष दूर एक सुपरनोवा अवशेष है, इस तरह की स्पष्टता के साथ कि इसके केंद्र में एक न्यूट्रॉन स्टार या ब्लैक होल दिखाई देता है।
केंद्र के निदेशक हार्वे तानानबूम ने छवि का वर्णन करते हुए कहा, "हम इसके चारों ओर के पदार्थ के साथ विस्फोट वाले मलबे से टकराव को देखते हैं।" "हम झटका तरंगों को लाखों मील प्रति घंटे की रफ्तार से इंटरस्टेलर स्पेस में भागते हुए देखते हैं, और पहली बार अवशेष के केंद्र के पास एक उज्ज्वल बिंदु जो संभवतः एक ढह गया तारा हो सकता है।"
चंद्रा की शक्ति और क्षमता से जुड़ी एक और शुरुआती एक्स-रे छवि एक क्वासर से छह अरब प्रकाश वर्ष दूर चली गई। वैज्ञानिकों द्वारा डब पीकेएस 0637-752, यह दस ट्रिलियन सूर्यों की शक्ति के साथ विकिरण करता है। हबल स्पेस टेलीस्कोप को लागू करते हुए, अब पृथ्वी की परिक्रमा करने वाली एक और बड़ी अंतरिक्ष वेधशाला, चंद्र को वैज्ञानिकों को ब्रह्मांड के कुछ महान रहस्यों का विश्लेषण करने की अनुमति देनी चाहिए। अब एक साल से अधिक समय से, एक्स-रे टेलीस्कोप उन छवियों की एक धारा प्रसारित कर रहा है, जिन्होंने वैज्ञानिक समुदाय को रोमांचित और चुनौती दी है।
उदाहरण के लिए, चन्द्र का धनु ए * का अवलोकन, मिल्की वे के मूल में रेडियो तरंगों का एक स्रोत है, जो वैज्ञानिकों ने पाया है कि हमारे सूर्य के द्रव्यमान का 2.6 मिलियन गुना ब्लैक होल द्वारा संचालित होता है, जिसने पिछले सर्दियों में हलचल मचा दी थी। सग ए * से एक्स-रे स्रोत की उल्लेखनीय पहचान के साथ, खगोलविदों ने सुपरमैसिव ब्लैक होल के रहस्य को साफ करने के लिए पहले से कहीं ज्यादा करीब हैं।
चंद्रा की उच्च-रिज़ॉल्यूशन की छवियां निश्चित रूप से हमें ब्लैक होल में नई अंतर्दृष्टि प्रदान करेंगी, जो कि अंतरिक्ष संस्थाएं इतनी घनी हैं कि कुछ भी नहीं जो उद्यम के करीब हैं वे अपने गुरुत्वाकर्षण से बच सकते हैं, प्रकाश भी नहीं। चंद्रा के पिछले मिलीसेकंड तक के कणों की जांच करने की क्षमता, इससे पहले कि वे दृष्टि से चूसे जाते हैं, खगोलविदों को सबसे चरम परिस्थितियों में गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत का अध्ययन करने में सक्षम करेगा।
स्मिथसोनियन का चंद्रा एक्स-रे सेंटर नासा के अलबामा में मार्शल स्पेस फ़्लाइट सेंटर के साथ अनुबंध के तहत अंतरिक्ष-आधारित वेधशाला संचालित करता है। कैम्ब्रिज में स्मिथसोनियन केंद्र की मेरी यात्रा पर, मुझे बहुत मदद की ज़रूरत थी। (प्रेप स्कूल में भौतिकी में डी की उपाधि प्राप्त की।) वालेस टकर, एस्ट्रोफिजिसिस्ट और चंद्रा प्रवक्ता, मुझसे उतनी ही बात करने में सक्षम थे, जितना कोई भी।
एक्स किरणें प्रकाश-तरंग स्पेक्ट्रम के छोटे सिरे पर होती हैं। प्रकाशीय दूरबीनें तारे के हजारों डिग्री तापमान को विकीर्ण करने वाले सितारों से निपट सकती हैं, लेकिन एक्स-रे दूरबीन ( स्मिथसोनियन, जुलाई 1998) कई सौ मिलियन डिग्री तक गैसीय वस्तुओं का निरीक्षण कर सकती हैं।
इस तरह की कल्पनात्मक उच्च ऊर्जा के साथ एक तरंग को ध्यान केंद्रित करना या प्रत्यक्ष करना बेहद मुश्किल है। यदि आप इसके सामने एक पारंपरिक टेलीस्कोप लगाते हैं, तो तरंग को केवल अवशोषित किया जाता है।
लेकिन, मैंने बाधित किया, अस्पताल में मेरे एक्स-रे के बारे में क्या? आह, जवाब दिया टकर, उन तस्वीरों में सिर्फ छाया हैं। मांस की तुलना में घनीभूत होने वाली हड्डियां, वे एक गहरी छाया बनाते हैं क्योंकि एक्स किरणें आपके पूरे शरीर से गुजरती हैं।
"इसके अलावा, " उन्होंने कहा, "हम बहुत लंबी दूरी और महीन छवियों के बारे में बात कर रहे हैं। जैसे चार मील दूर से एक डाइम दिख रहा है। ”
तरंगों को निर्देशित करने का समाधान एक दर्पण को डिजाइन करना था जो किरणों को एक अत्यंत उथले कोण पर प्रतिबिंबित करेगा ताकि वे अवशोषित हो जाएं, जैसे पानी पर पत्थरों को छोड़ना, अवशोषित होने के बजाय। फिर उन्हें एक इलेक्ट्रॉनिक डिटेक्टर पर निर्देशित किया जा सकता है, संग्रहित किया जाता है और बाद में चंद्र केंद्र को प्रेषित किया जाता है।
जबकि ऑप्टिकल टेलिस्कोप दर्पण ऐसे व्यंजन हैं जो अंतरिक्ष से बेहोश बीम को केंद्रित करते हैं, चंद्र के दर्पण बैरल के आकार के होते हैं। एक्स की किरणों को हिट करने के लिए एक बड़ा क्षेत्र प्रदान करने के लिए उनमें से चार जोड़े रूसी गुड़िया की तरह नेस्टेड हैं।
यह कोई नया विचार नहीं था। हैन वोल्टर ने 1952 में जर्मनी में बुनियादी डिजाइन का काम, कागज पर एक ज्यामितीय आविष्कार किया। 1970 के दशक में रिकार्डो जियाकोनी ने सफलतापूर्वक एक्स-रे खगोल विज्ञान के सिद्धांत को अनुकूलित किया। जियाकोनी 1980 के दशक में अन्य विजय पर चले गए, विशेष रूप से हबल स्पेस टेलीस्कोप पर काम करने के लिए, लेकिन उनकी टीम ने यहां काम किया। बेशक, बड़ी संख्या में प्रतिभाशाली लोगों ने चंद्रा का निर्माण किया, लेकिन मुझे नहीं लगता कि यह कहना बहुत अधिक है कि अद्वितीय दर्पणों के लिए जिम्मेदार व्यक्ति, उनके डिजाइन पर दुनिया के महान विशेषज्ञ हैं, लियोन वैन स्पेरोबेक, आधिकारिक तौर पर चंद्र टेलीस्कोप वैज्ञानिक विचिटा, कंसास से एक MIT स्नातक, जो 1970 के दशक की शुरुआत से स्मिथसोनियन के साथ रहा है।
"जियाकोनी का विचार 1960 के दशक में था, " टकर ने कहा, "लेकिन नासा को संदेह था। चंद्र दर्पण लियोन के करियर का एक उच्च बिंदु है। ”हम एक दर्पण के बारे में इतनी सहजता से बात कर रहे हैं कि अगर यह कोलोराडो का राज्य होता, तो पीक पीक एक इंच से भी कम होता। हम कुछ परमाणुओं के भीतर चिकनाई के बारे में बात कर रहे हैं, चिकनाई जो लगभग पूर्णता में गणितीय है। दर्पण दो से चार फीट व्यास के होते हैं, लगभग तीन फीट लंबे और एक टन से अधिक वजन के होते हैं।
टकर ने मुझे बताया, "उन्हें केवल इन दर्पणों को बनाने के लिए विशेष संरचनाएं बनानी पड़ीं।" “उन्होंने चूर्ण पीसने के लिए दुनिया की खोज की। अंत में टेनेसी के एक व्यक्ति ने एक सेरियम ऑक्साइड यौगिक विकसित किया जो स्विट्जरलैंड से एक पेड़ के रस निकालने के साथ मिलाया गया था। "
और नाजुक: सतह को छूने और अपनी उंगलियों से तेल इसे बर्बाद कर सकता है। न केवल इन दर्पणों के निर्माण की कल्पना करें, बल्कि उन्हें लाइन में ठीक से तय किया जाए, और इतनी दृढ़ता से कि अंतरिक्ष में फेंके जाने के झटके से उन्हें एक बाल बंद करने की जगह नहीं मिलेगी।
मैंने कैसिओपिया ए के रंग फोटोग्राफ का अध्ययन किया, और प्लेट पर दिखाई देने वाले पहले डॉट्स के लिए चित्र को संबंधित करना कठिन था। चित्र का निर्माण एक श्रमसाध्य प्रक्रिया है, अंतिम बिंदुवादी कला है।
टकर ने मुझे बताया, "हम एक समय में फोटॉनों का पता लगाते हैं और पता लगाते हैं कि वे कब, कहां और कितनी ऊर्जा में पाए गए।"
और कैमरे के बारे में क्या है जो इन अद्भुत स्थलों को रिकॉर्ड करता है? उनमें से दो हैं, एक उच्च रिज़ॉल्यूशन एक, स्मिथसोनियन वैज्ञानिकों द्वारा डिज़ाइन किया गया है, जिसमें प्रत्येक एक्स रे की सटीक स्थिति और आगमन के समय का निर्धारण करने के लिए एक ग्रिड में 69 मिलियन ग्लास ट्यूब और एक इमेजिंग स्पेक्ट्रोमीटर, एक विशेष डिजिटल जैसा कैमरा है जिसका दस एक्स-रे-संवेदी चिप्स में किरणों की स्थिति और ऊर्जा को रिकॉर्ड करने के लिए एक मिलियन पिक्सेल होते हैं। दो विशेष स्क्रीनिंग डिवाइस किरणों को एक उच्च-ऊर्जा इंद्रधनुष में विभाजित करते हैं, हजारों विशिष्ट रंगों के साथ एक स्पेक्ट्रोस्कोप की तरह, उनके आकाशीय स्रोत के रसायन विज्ञान के अध्ययन की अनुमति देने के लिए।
"नासा के ऑस्ट्रेलिया, स्पेन और कैलिफोर्निया में डीप स्पेस नेटवर्क स्टेशन हमें डेटा भेजते हैं, " टकर ने कहा। “और हम यह कहते हुए जानकारी वापस भेजते हैं कि हम कहाँ चाहते हैं कि चंद्रा हर 72 घंटे या अगले दिन दिखें। लक्ष्य का चयन एक सहकर्मी की समीक्षा प्रक्रिया द्वारा किया जाता है। ”
उड़ने वाली वेधशाला लगभग एक तिहाई चंद्रमा पर एक अण्डाकार कक्षा में 6, 000 से लेकर 86, 400 मील तक की यात्रा करती है क्योंकि यह हर 64 घंटे में पृथ्वी की परिक्रमा करती है। औसतन इसकी कक्षा हबल टेलीस्कोप की तुलना में 200 गुना अधिक है।
अन्य एक्स-रे दूरबीनें हैं, लेकिन चंद्रा उन वस्तुओं को देख सकता है जो किसी भी चीज का पता लगाने की तुलना में 20 गुना अधिक बेहोश हैं।
चंद्रा की संकल्प शक्ति 0.5 चाप सेकंड है, जिसका अर्थ है कि यह 12 मील दूर से एक स्टॉप साइन के अक्षरों को पढ़ सकता है। या एक अखबार आधा मील की दूरी पर एक सेंटीमीटर ऊंचा होता है। दूसरी ओर, यह गैस के बादलों में x किरणों का इतना व्यापक निरीक्षण कर सकता है कि उन्हें पार करने में पाँच मिलियन वर्ष लग जाते हैं। और यह उन क्वासरों का अध्ययन कर सकता है जिनके प्रकाश को हमें प्राप्त करने में दस अरब साल लग गए हैं, जिससे कि हम कई वर्षों को अतीत में देख रहे हैं। मुझे आँकड़े पसंद हैं।
नासा के एक शीर्ष प्रशासक एडवर्ड वेइलर के रूप में, यह कहते हैं: “इतिहास हमें सिखाता है कि जब भी आप दूरबीन को विकसित करते हैं, तो वह पहले की तुलना में दस गुना बेहतर है, आप खगोल विज्ञान में क्रांति लाएंगे। चंद्रा को ऐसा करने के लिए तैयार किया गया है। ”
