জেমস ওয়েব টেলিস্কোপকে আদি মহাবিশ্ব অন্বেষণে সাহায্যকারী রহস্য

(ড্যান ট্রাই) - ১৩ বিলিয়ন বছর আগে তৈরি গ্যালাক্সি থেকে আলো দেখতে সক্ষম একটি যন্ত্র। জেমস ওয়েব টেলিস্কোপটি সেই লক্ষ্যকে বাস্তবে রূপ দেওয়ার জন্য তৈরি করা হয়েছিল।

"টাইম মেশিন" আদি মহাবিশ্ব অন্বেষণ করে

পৃথিবী থেকে প্রায় ২.৭ মিলিয়ন আলোকবর্ষ দূরে অবস্থিত নীহারিকা NGC 604-এর ছবি, জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপ দ্বারা তোলা (ছবি: NASA/ESA/CSSA/STScl)।

২০২১ সালের ডিসেম্বরে উৎক্ষেপণের পর থেকে, জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপ দশ ​​লক্ষ মাইলেরও বেশি সময় ধরে পৃথিবীকে প্রদক্ষিণ করেছে, গভীর মহাকাশের মনোমুগ্ধকর ছবি পাঠিয়েছে।

তাহলে, ওয়েবকে এতদূর "দেখতে", এমনকি প্রাচীন মহাবিশ্ব অন্বেষণ করার জন্য অতীতের সময়ের চেয়েও পিছিয়ে কী সক্ষম করেছিল?

রহস্যটি নিহিত রয়েছে ওয়েবের শক্তিশালী ক্যামেরা সিস্টেমের মধ্যে, বিশেষ করে এর ইনফ্রারেড আলো ধারণ করার ক্ষমতার মধ্যে - এক ধরণের আলো যা মানুষের চোখ দেখতে পায় না।

যখন ওয়েব দূরবর্তী কোন ছায়াপথের ছবি তোলেন, তখন জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা আসলে কোটি কোটি বছর আগের সেই ছায়াপথটি দেখতে পাচ্ছেন।

গ্যালাক্সি থেকে আলো কোটি কোটি বছর ধরে মহাকাশ ভ্রমণ করে টেলিস্কোপের আয়নায় পৌঁছেছে। এটা যেন ওয়েব একটি "টাইম মেশিন" যা মহাবিশ্বের প্রাথমিক পর্যায়ের ছবি ধারণ করে।

এই প্রাচীন আলো সংগ্রহ করার জন্য একটি বিশাল আয়না ব্যবহার করে, ওয়েব মহাবিশ্ব সম্পর্কে নতুন রহস্য উন্মোচন করছে।

ওয়েব: যে টেলিস্কোপ তাপ "দেখে"

হাবল টেলিস্কোপ বা প্রচলিত ক্যামেরার বিপরীতে, যা শুধুমাত্র দৃশ্যমান আলোর ছবি তোলে, ওয়েব ইনফ্রারেড আলো রেকর্ড করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।

ইনফ্রারেড আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য দৃশ্যমান আলোর চেয়ে বেশি, তাই এটি মানুষের চোখে অদৃশ্য। তবে, ওয়েব মহাবিশ্বের প্রাচীনতম এবং সবচেয়ে দূরবর্তী বস্তুগুলি অধ্যয়ন করার জন্য এই ধরণের আলো ধারণ করতে পারে।

নাইট ভিশন গগলসের মতো ইনফ্রারেড ক্যামেরা আপনাকে মানুষ এবং প্রাণীর মতো উষ্ণ বস্তু থেকে নির্গত ইনফ্রারেড তরঙ্গ 'দেখতে' দেয়। ছবির তাপমাত্রা ডিগ্রি ফারেনহাইট (ছবি: NASA/JPL-Caltech) এ পরিমাপ করা হয়।

যদিও ইনফ্রারেড আলো মানুষের চোখে অদৃশ্য, তবুও ইনফ্রারেড ক্যামেরা বা তাপীয় সেন্সরের মতো বিশেষায়িত ডিভাইসগুলি এটিকে তাপ হিসাবে সনাক্ত করতে পারে।

নাইট ভিশন গগলস, যা অন্ধকারে উষ্ণ বস্তু সনাক্ত করতে ইনফ্রারেড আলো ব্যবহার করে, এর একটি প্রধান উদাহরণ। ওয়েবও নক্ষত্র, ছায়াপথ এবং গ্রহ অধ্যয়নের জন্য একই ধরণের প্রযুক্তি প্রয়োগ করে।

ওয়েব ইনফ্রারেড আলো ব্যবহার করার কারণ হল, দূরবর্তী ছায়াপথ থেকে দৃশ্যমান আলো মহাকাশে ভ্রমণ করার সাথে সাথে মহাবিশ্বের প্রসারণের কারণে এটি প্রসারিত হয়।

এই সম্প্রসারণ দৃশ্যমান আলোকে ইনফ্রারেড আলোতে রূপান্তরিত করে। ফলস্বরূপ, মহাকাশের সবচেয়ে দূরবর্তী ছায়াপথগুলি আর দৃশ্যমান আলোতে জ্বলে না বরং ক্ষীণ ইনফ্রারেড আলোতে জ্বলে। ওয়েব বিশেষভাবে এই ধরণের আলো সনাক্ত করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।

জায়ান্ট গোল্ডেন মিরর: সবচেয়ে ক্ষীণ আলো সংগ্রহ করা

আলো ক্যামেরায় পৌঁছানোর আগে, এটি ওয়েবের বিশাল সোনার আয়না দ্বারা ধারণ করা আবশ্যক, যা 6.5 মিটারেরও বেশি প্রশস্ত এবং মৌচাকের মতো সাজানো 18টি ছোট আয়না দিয়ে তৈরি।

আয়নার পৃষ্ঠটি সোনার একটি পাতলা স্তর দিয়ে আবৃত, কেবল সৌন্দর্য বৃদ্ধির জন্যই নয় বরং সোনা ইনফ্রারেড আলোকে অত্যন্ত ভালোভাবে প্রতিফলিত করে বলেও।

এই আয়নাটি গভীর মহাকাশ থেকে আলো সংগ্রহ করে এবং টেলিস্কোপের যন্ত্রগুলিতে প্রতিফলিত করে। আয়নাটি যত বড় হবে, তত বেশি আলো সংগ্রহ করবে এবং তত বেশি দূর দেখতে পাবে। ওয়েবের আয়নাটি মানুষের দ্বারা মহাকাশে পাঠানো সবচেয়ে বড়।

ওয়েবের বৃহৎ আয়না, ১৮টি ছোট ষড়ভুজাকার আয়না দিয়ে তৈরি এবং সোনা দিয়ে মোড়ানো (ছবি: নাসা)।

NIRCam এবং MIRI: ওয়েবের অতি-সংবেদনশীল "চোখ"

ওয়েবের দুটি সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বৈজ্ঞানিক যন্ত্র, যা ক্যামেরা হিসেবে কাজ করে, তা হল NIRCam এবং MIRI।

NIRCam (নিয়ার ইনফ্রারেড ক্যামেরা) হল ওয়েবের প্রধান ক্যামেরা, যা ছায়াপথ এবং তারার অত্যাশ্চর্য ছবি তোলে। এতে একটি করোনাগ্রাফও রয়েছে - একটি ডিভাইস যা তারার আলোকে ব্লক করে যাতে এটি উজ্জ্বল আলোর উৎসের কাছাকাছি খুব ক্ষীণ বস্তুর ছবি তুলতে পারে, যেমন উজ্জ্বল নক্ষত্রের প্রদক্ষিণকারী গ্রহ।

NIRCam নিয়র-ইনফ্রারেড আলো (মানুষের চোখ যা দেখতে পারে তার সবচেয়ে কাছের ধরণের আলো) ধারণ করে এবং এটিকে বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যে ভেঙে কাজ করে। এটি বিজ্ঞানীদের কেবল একটি বস্তুর আকৃতিই নয়, এর গঠনও নির্ধারণ করতে সাহায্য করে।

মহাকাশের বিভিন্ন পদার্থ নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যে ইনফ্রারেড আলো শোষণ করে এবং নির্গত করে, যা একটি অনন্য "রাসায়নিক আঙুলের ছাপ" তৈরি করে। এই আঙুলের ছাপগুলি অধ্যয়ন করে, বিজ্ঞানীরা দূরবর্তী তারা এবং ছায়াপথের বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে জানতে পারেন।

MIRI (মিড-ইনফ্রারেড যন্ত্র) দীর্ঘ ইনফ্রারেড তরঙ্গদৈর্ঘ্য সনাক্ত করে, যা বিশেষ করে ঠান্ডা এবং ধুলোযুক্ত বস্তু সনাক্ত করার জন্য কার্যকর, যেমন গ্যাস মেঘের ভিতরে এখনও তৈরি তারা। MIRI এমনকি গ্রহের বায়ুমণ্ডলে জীবনকে সমর্থন করতে পারে এমন অণুর ধরণের সম্পর্কে সূত্র খুঁজে পেতে সহায়তা করতে পারে।

দুটি ক্যামেরাই পৃথিবীতে ব্যবহৃত সাধারণ ক্যামেরার তুলনায় অনেক বেশি সংবেদনশীল। NIRCam এবং MIRI কোটি কোটি আলোকবর্ষ দূর থেকেও ক্ষুদ্রতম তাপ শনাক্ত করতে পারে। যদি আপনার চোখ হিসেবে Webb-এর NIRCam থাকত, তাহলে আপনি চাঁদের মৌমাছির তাপ দেখতে পেতেন।

ওয়েবের প্রথম ডিপ-ফিল্ড ছবি: বাম দিকে MIRI ছবি এবং ডানদিকে NIRCam ছবি (ছবি: NASA)।

দূরবর্তী বস্তু থেকে হালকা তাপ শনাক্ত করার জন্য, ওয়েবকে অত্যন্ত ঠান্ডা থাকতে হবে। এই কারণেই এটি একটি টেনিস কোর্টের আকারের একটি বিশাল সানশিল্ড বহন করে। এই পাঁচ স্তরের সানশিল্ড সূর্য, পৃথিবী এমনকি চাঁদের তাপকে আটকে রাখে, যার ফলে ওয়েবের তাপমাত্রা প্রায় মাইনাস ২২৩ ডিগ্রি সেলসিয়াস থাকে।

MIRI-কে আরও ঠান্ডা করতে হবে, তাই এর নিজস্ব বিশেষ রেফ্রিজারেটর আছে, যাকে ক্রায়োকুলার বলা হয়, যা এটিকে মাইনাস ২৬৬ ডিগ্রি সেলসিয়াসের কাছাকাছি রাখতে পারে। যদি ওয়েব আরও একটু উষ্ণ হত, তাহলে এর নিজস্ব তাপ যে ক্ষীণ সংকেতগুলি সনাক্ত করার চেষ্টা করছিল তা ছাপিয়ে যেত।

মহাকাশের আলোকে প্রাণবন্ত ছবিতে পরিণত করুন

যখন আলো ওয়েবের ক্যামেরায় পৌঁছায়, তখন এটি ডিটেক্টর নামক সেন্সরে আঘাত করে। এই ডিটেক্টরগুলি ফোন ক্যামেরার মতো নিয়মিত ছবি তোলে না।

পরিবর্তে, তারা ইনফ্রারেড আলোকে ডিজিটাল ডেটাতে রূপান্তরিত করে, যা পরে পৃথিবীতে ফেরত পাঠানো হয়, যেখানে বিজ্ঞানীরা এটি প্রক্রিয়াজাত করে এবং পূর্ণ-রঙিন ছবিতে রূপান্তরিত করে।

ওয়েবের ছবিতে আমরা যে রঙগুলি দেখি তা ক্যামেরা সরাসরি "দেখে" না। যেহেতু ইনফ্রারেড আলো অদৃশ্য, তাই বিজ্ঞানীরা ছবিতে কী আছে তা বুঝতে সাহায্য করার জন্য বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যের রঙ নির্ধারণ করেন।

এই প্রক্রিয়াজাত চিত্রগুলি ছায়াপথ, নক্ষত্র এবং আরও অনেক কিছুর গঠন, বয়স এবং গঠন প্রকাশ করতে সাহায্য করে।

একটি বিশাল আয়না ব্যবহার করে অদৃশ্য ইনফ্রারেড আলো সংগ্রহ করে অতি-ঠান্ডা ক্যামেরায় পাঠানোর মাধ্যমে, জেমস ওয়েব টেলিস্কোপ আমাদের মহাবিশ্বের শুরু থেকেই ছায়াপথগুলি তৈরি হতে দেখেছে, যার অর্থ আমরা প্রায় ১৪ বিলিয়ন বছর আগে কী ঘটেছিল তা দেখতে পাচ্ছি।

সূত্র: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/bi-mat-giup-kinh-vien-vong-james-webb-co-the-kham-pha-vu-tru-so-khai-20250710034510062.htm