وہ راز جو جیمز ویب دوربین کو ابتدائی کائنات کو دریافت کرنے میں مدد کرتا ہے۔

(ڈین ٹری) - ایک مشین جو کہ 13 بلین سال پہلے بنی کہکشاؤں سے روشنی دیکھنے کی صلاحیت رکھتی ہے۔ جیمز ویب ٹیلی سکوپ اس مشن کو حقیقت بنانے کے لیے بنایا گیا تھا۔

"ٹائم مشین" ابتدائی کائنات کو دریافت کرتی ہے ۔

نیبولا NGC 604 کی تصویر، زمین سے تقریباً 2.7 ملین نوری سال، جیمز ویب اسپیس ٹیلی سکوپ نے لی ہے (تصویر: NASA/ESA/CSSA/STScl)۔

دسمبر 2021 میں خلا میں روانہ ہونے کے بعد سے، جیمز ویب اسپیس ٹیلی سکوپ نے زمین کے گرد ایک ملین میل سے زیادہ کا چکر لگایا ہے، جو مسلسل گہری خلا کی دلکش تصاویر واپس بھیج رہا ہے۔

تو، کس چیز نے ویب کو اب تک "دیکھنے" کے قابل بنایا، یہاں تک کہ ابتدائی کائنات کو دریافت کرنے کے لیے وقت کے ساتھ؟

اس کا راز ویب کے طاقتور کیمرہ سسٹم میں مضمر ہے، خاص طور پر اس کی انفراریڈ روشنی کو پکڑنے کی صلاحیت - ایک قسم کی روشنی جسے انسانی آنکھ نہیں دیکھ سکتی۔

جب ویب ایک دور دراز کہکشاں کی تصویر لیتا ہے، تو ماہرین فلکیات درحقیقت اس کہکشاں کو اربوں سال پہلے دیکھ رہے ہوتے ہیں۔

کہکشاں کی روشنی اربوں سالوں سے خلاء میں سفر کر کے دوربین کے آئینے تک پہنچتی ہے۔ ایسا لگتا ہے کہ ویب ایک "ٹائم مشین" ہے جو اپنے ابتدائی مراحل میں کائنات کی تصاویر کھینچتی ہے۔

اس قدیم روشنی کو اکٹھا کرنے کے لیے ایک بڑے آئینے کا استعمال کرتے ہوئے، ویب کائنات کے بارے میں نئے رازوں سے پردہ اٹھا رہا ہے۔

ویب: وہ دوربین جو گرمی کو "دیکھتی ہے"

ہبل دوربین یا روایتی کیمروں کے برعکس جو صرف نظر آنے والی روشنی کو پکڑتے ہیں، ویب کو انفراریڈ روشنی کو پکڑنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔

اورکت روشنی میں مرئی روشنی سے زیادہ طول موج ہوتی ہے، اس لیے یہ انسانی آنکھ سے نظر نہیں آتی۔ تاہم، ویب کائنات میں قدیم ترین اور سب سے زیادہ دور کی اشیاء کا مطالعہ کرنے کے لیے اس قسم کی روشنی کو حاصل کر سکتا ہے۔

انفراریڈ کیمرے، نائٹ ویژن چشموں کی طرح، آپ کو لوگوں اور جانوروں جیسی گرم اشیاء سے خارج ہونے والی انفراریڈ لہروں کو 'دیکھنے' دیتے ہیں۔ تصویر کا درجہ حرارت ڈگری فارن ہائیٹ میں ماپا جاتا ہے (تصویر: NASA/JPL-Caltech)۔

اگرچہ اورکت روشنی کو انسانی آنکھ سے نہیں دیکھا جا سکتا، لیکن خصوصی آلات جیسے انفراریڈ کیمرے یا تھرمل سینسر اسے حرارت کے طور پر پہچان سکتے ہیں۔

نائٹ ویژن چشمیں، جو اندھیرے میں گرم اشیاء کا پتہ لگانے کے لیے اورکت روشنی کا استعمال کرتی ہیں، ایک بہترین مثال ہیں۔ ویب ستاروں، کہکشاؤں اور سیاروں کا مطالعہ کرنے کے لیے بھی اسی طرح کی ٹیکنالوجی کا اطلاق کرتا ہے۔

ویب کے انفراریڈ روشنی کا استعمال کرنے کی وجہ یہ ہے کہ چونکہ دور دراز کی کہکشاؤں سے نظر آنے والی روشنی خلا میں سفر کرتی ہے، یہ کائنات کی توسیع کی وجہ سے پھیلی ہوئی ہے۔

یہ توسیع مرئی روشنی کو اورکت روشنی میں بدل دیتی ہے۔ نتیجے کے طور پر، خلا میں سب سے زیادہ دور کہکشائیں اب مرئی روشنی میں نہیں بلکہ مدھم اورکت روشنی میں چمکتی ہیں۔ ویب کو خاص طور پر اس قسم کی روشنی کا پتہ لگانے کے لیے ڈیزائن کیا گیا تھا۔

جائنٹ گولڈن آئینہ: مدھم روشنی کو جمع کرنا

روشنی کے کیمرے تک پہنچنے سے پہلے، اسے ویب کے دیوہیکل سونے کے آئینے سے پکڑنا ضروری ہے، جو 21 فٹ (6.5 میٹر) سے زیادہ چوڑا ہے اور شہد کے چھتے کی طرح ترتیب دیئے گئے 18 چھوٹے آئینے سے بنا ہے۔

آئینے کی سطح سونے کی ایک پتلی تہہ سے ڈھکی ہوئی ہے، نہ صرف جمالیات کو بڑھانے کے لیے بلکہ اس لیے بھی کہ سونا اورکت روشنی کو بہت اچھی طرح سے منعکس کرتا ہے۔

یہ آئینہ گہری جگہ سے روشنی جمع کرتا ہے اور اسے دوربین کے آلات پر منعکس کرتا ہے۔ آئینہ جتنا بڑا ہوتا ہے، اتنی ہی زیادہ روشنی جمع ہوتی ہے اور وہ اتنی ہی دور دیکھ سکتا ہے۔ ویب کا آئینہ انسانوں کی طرف سے خلا میں بھیجا جانے والا اب تک کا سب سے بڑا آئینہ ہے۔

ویب کا بڑا آئینہ، 18 چھوٹے ہیکساگونل آئینے سے بنا ہے اور سونے کے ساتھ لیپت ہے (تصویر: ناسا)۔

NIRCam اور MIRI: ویب کی انتہائی حساس "آنکھیں"

ویب کے دو اہم ترین سائنسی آلات، جو کیمروں کے طور پر کام کرتے ہیں، NIRCam اور MIRI ہیں۔

NIRCam (انفراریڈ کیمرے کے قریب) ویب کا مرکزی کیمرہ ہے، جو کہکشاؤں اور ستاروں کی شاندار تصاویر لیتا ہے۔ اس میں ایک کورونگراف بھی ہے - ایک ایسا آلہ جو ستاروں کی روشنی کو روکتا ہے تاکہ یہ روشن روشنی کے ذرائع کے قریب انتہائی دھندلی چیزوں کی تصاویر لے سکے، جیسے کہ روشن ستاروں کے گرد چکر لگانے والے سیارے۔

NIRCam قریب اورکت روشنی (جس چیز کو انسانی آنکھ دیکھ سکتی ہے اس کے قریب ترین قسم کی روشنی) کو پکڑ کر اور اسے مختلف طول موجوں میں توڑ کر کام کرتا ہے۔ یہ سائنسدانوں کو نہ صرف کسی چیز کی شکل کا تعین کرنے کی اجازت دیتا ہے، بلکہ یہ بھی جان سکتا ہے کہ یہ کس چیز سے بنا ہے۔

خلا میں موجود مختلف مواد مخصوص طول موج پر اورکت روشنی کو جذب اور خارج کرتے ہیں، جس سے ایک منفرد "کیمیائی فنگر پرنٹ" بنتا ہے۔ ان فنگر پرنٹس کا مطالعہ کرکے سائنسدان دور دراز ستاروں اور کہکشاؤں کی خصوصیات کے بارے میں جان سکتے ہیں۔

MIRI (وسط اورکت والا آلہ) لمبی اورکت طول موجوں کا پتہ لگاتا ہے، جو خاص طور پر ٹھنڈی، دھول دار اشیاء، جیسے ستارے اب بھی گیس کے بادلوں کے اندر تشکیل پانے کے لیے مفید ہیں۔ MIRI سیاروں کے ماحول میں مالیکیولز کی اقسام کے بارے میں سراغ تلاش کرنے میں بھی مدد کر سکتا ہے جو زندگی کو سہارا دے سکتے ہیں۔

دونوں کیمرے زمین پر استعمال ہونے والے معیاری کیمروں سے کہیں زیادہ حساس ہیں۔ NIRCam اور MIRI اربوں نوری سال کے فاصلے سے حرارت کی سب سے چھوٹی مقدار کا پتہ لگا سکتے ہیں۔ اگر آپ کی آنکھوں کے طور پر ویب کا این آئی آر کیم ہوتا تو آپ چاند پر شہد کی مکھی کی حرارت دیکھ سکتے تھے۔

ویب کی پہلی ڈیپ فیلڈ امیجز: بائیں طرف MIRI امیج اور دائیں طرف NIRCam امیج (تصویر: NASA)۔

دور دراز اشیاء سے بیہوش گرمی کا پتہ لگانے کے لیے، ویب کو انتہائی سرد رہنے کی ضرورت ہے۔ یہی وجہ ہے کہ یہ ٹینس کورٹ کے سائز کی ایک بڑی سنشیلڈ رکھتا ہے۔ یہ پانچ پرتوں والی سنشیلڈ سورج، زمین اور یہاں تک کہ چاند کی گرمی کو روکتی ہے، جس سے ویب کو مائنس 223 ڈگری سیلسیس درجہ حرارت برقرار رکھنے میں مدد ملتی ہے۔

MIRI کو مزید ٹھنڈا ہونے کی ضرورت ہے، اس لیے اس کا اپنا ایک خاص ریفریجریٹر ہے، جسے کرائیوکولر کہا جاتا ہے، تاکہ اسے منفی 266 ڈگری سیلسیس کے قریب رکھا جا سکے۔ اگر ویب تھوڑا سا گرم ہوتا، تو اس کی اپنی حرارت ان بیہوش اشاروں پر حاوی ہو جاتی جس کا وہ پتہ لگانے کی کوشش کر رہا تھا۔

محیطی روشنی کو وشد تصاویر میں تبدیل کریں۔

جب روشنی ویب کے کیمرہ تک پہنچتی ہے تو یہ سینسرز سے ٹکراتی ہے جنہیں ڈیٹیکٹر کہتے ہیں۔ یہ ڈیٹیکٹر فون کیمرے کی طرح باقاعدہ تصویریں نہیں لیتے ہیں۔

اس کے بجائے، وہ اورکت روشنی کو ڈیجیٹل ڈیٹا میں تبدیل کرتے ہیں، جسے پھر زمین پر واپس بھیجا جاتا ہے، جہاں سائنسدان اس پر کارروائی کرتے ہیں اور اسے مکمل رنگین تصاویر میں تبدیل کرتے ہیں۔

ویب کی تصاویر میں جو رنگ ہم دیکھتے ہیں وہ وہ نہیں ہیں جو کیمرہ براہ راست "دیکھتا ہے"۔ چونکہ اورکت روشنی پوشیدہ ہے، اس لیے سائنس دان مختلف طول موجوں کو رنگ تفویض کرتے ہیں تاکہ ہمیں یہ سمجھنے میں مدد ملے کہ تصویر میں کیا ہے۔

یہ پروسیس شدہ تصاویر کہکشاؤں، ستاروں اور مزید کی ساخت، عمر، اور ساخت کو ظاہر کرنے میں مدد کرتی ہیں۔

غیر مرئی انفراریڈ روشنی کو اکٹھا کرنے اور اسے انتہائی سرد کیمروں تک بھیجنے کے لیے دیوہیکل آئینے کا استعمال کرتے ہوئے، جیمز ویب اسپیس ٹیلی سکوپ نے ہمیں کائنات کے آغاز سے ہی کہکشاؤں کو بنتے ہوئے دیکھنے دیا ہے، یعنی ہم دیکھ رہے ہیں کہ تقریباً 14 ارب سال پہلے کیا ہوا تھا۔

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