टेलीस्कोप सरणी जासूसी उपग्रहों, स्टार सतहों और काले छेद पर जासूसी करेगी

इस महीने, एक ऑप्टिकल इंटरफेरोमीटर में 10 1.4 मीटर दूरबीनों के पहले एक गुंबद फिसल जाएगा।

एडम मैनजुल द्वारा। 3, 2018, 1:00 अपराह्न

एक समय जब खगोलविद अरब डॉलर के दूरबीनों का निर्माण कर रहे हैं, मिरर के साथ 30 मीटर की दूरी पर, इस महीने स्थापित 1.4 मीटर का उपकरण न्यू मैक्सिको में दक्षिण बाल्डी माउंटेन के ऊपर स्थापित किया जा सकता है। लेकिन अगले कुछ वर्षों में, नौ और समान दूरबीनों घास के मैदान में 3200 मीटर के शिखर सम्मेलन में शामिल हो जाएंगे, जो एक वाई-आकार वाली सरणी बनाती है जो किसी भी अन्य ऑप्टिकल दूरबीन को अपनी आंखों में विस्तार से पार कर जाएगी। जब यह 2025 के आसपास पूरा हो जाता है, तो $ 200 मिलियन मैग्डालेना रिज वेधशाला इंटरफेरोमीटर (एमआरओआई) में एक विशाल दूरबीन 347 मीटर के बराबर संकल्प होगा।

एमआरओआई के छोटे दूरबीन अपने विशाल चचेरे भाई की प्रकाश-एकत्रित शक्ति से मेल नहीं खा सकते हैं, इसलिए यह उज्ज्वल लक्ष्यों तक ही सीमित होगा। लेकिन स्प्रेड-आउट दूरबीनों से प्रकाश को जोड़कर, यह तारकीय सतहों, नवजात सितारों के चारों ओर छवि धूल, और कुछ आकाशगंगाओं के केंद्र में सुपरमासिव ब्लैक होल पर सहकर्मी बनाने के लिए छोटी संरचनाएं बनाने की उम्मीद है। यह भूगर्भिक कक्षा में उपग्रहों पर एक सेंटीमीटर के रूप में छोटे से भी विवरण प्रदान करने में सक्षम होगा, पृथ्वी से 36,000 किलोमीटर ऊपर, जासूसी उपग्रहों पर जासूसी करने में सक्षम बनाता है।

यही कारण है कि अमेरिकी वायुसेना, जो अपनी कक्षीय संपत्तियों और संभवतः दूसरों की निगरानी करना चाहता है, एमआरओआई को वित्त पोषित कर रही है। 'वे जानना चाहते हैं: क्या बूम ब्रेक किया गया था या फोटोवोल्टिक पैनलों का कुछ हिस्सा गिर गया था?' मिशेल क्रीक-इकमैन कहते हैं, न्यू मैक्सिको इंस्टीट्यूट ऑफ माइनिंग एंड टेक्नोलॉजी में सोकोरो में एक खगोलविद और एमआरओआई पर परियोजना वैज्ञानिक। लेकिन अगर सुविधा सफल हो जाती है, तो इसका सबसे बड़ा प्रभाव खगोल विज्ञान के क्षेत्र में हो सकता है, ऑप्टिकल इंटरफेरमेट्री के वादे पर नया ध्यान आकर्षित करके, अपेक्षाकृत छोटी, सस्ते दूरबीनों से उत्कृष्ट तेज छवियों को निकालने के लिए एक शक्तिशाली लेकिन चुनौतीपूर्ण रणनीति।

एमआरओआई, ऑप्टिकल इंटरफेरेट्री की तरह ही, धीमी प्रगति कर चुकी है। अमेरिकी नौसेना ने 2000 में इस सुविधा को वित्त पोषण शुरू किया, लेकिन 2011 में ब्याज खो दिया और खींच लिया। वायु सेना के समर्थन को सरणी के पहले तीन दूरबीनों से परे आश्वासन नहीं दिया जाता है। माउंट विल्सन पर छः 1 मीटर ऑप्टिकल दूरबीनों की एक श्रृंखला, हाई एंगुलर रिज़ोल्यूशन खगोल विज्ञान (चारा) के सहयोगी निदेशक थेओ दस ब्रुमेलेर कहते हैं, 'यदि कुछ भयानक कारणों से वे असफल रहे, तो यह हमारे लिए एक आपदा होगी।' लॉस एंजिल्स, कैलिफ़ोर्निया में।

रेडियो खगोलविदों ने इसे आसान बना दिया है। लंबे रेडियो तरंग दैर्ध्य का मतलब अलग व्यंजनों से डेटा रिकॉर्ड किया जा सकता है, डिजिटलीकृत, परमाणु घड़ी द्वारा समय-समय पर मुद्रित किया जा सकता है, और बाद में विश्लेषण के लिए जोड़ा जा सकता है। लेकिन ऑप्टिकल इंटरफेरेट्रीरी बहुत अधिक कठिन है: दृश्य प्रकाश की छोटी तरंगदैर्ध्य, टेराहेर्ट्ज आवृत्तियों पर चल रही है, अभी तक किसी भी विद्युत प्रणाली द्वारा डिजिटलीकृत नहीं की जा सकती है। इसलिए प्रकाश को वास्तविक समय में नैनोमीटर परिशुद्धता के साथ विलय किया जाना चाहिए।

चिली में एक ऑप्टिकल इंटरफेरोमीटर का उपयोग करके एक दूरस्थ लाल विशालकाय स्टार पर प्लाज्मा की उबलते कोशिकाओं को देखा गया था।

1 99 0 के दशक में, फाइबर ऑप्टिक्स, लेजर और कंप्यूटरों में प्रगति उस बिंदु पर विकसित हुई जहां केक वेधशाला के जुड़वां 10 मीटर दूरबीन, हवाई में मौना केआ के ऊपर 85 मीटर से अलग हो गए, को ऑप्टिकल इंटरफेरोमीटर के रूप में काम करने के लिए बनाया जा सकता है। लेकिन सिस्टम को कम से कम चार अतिरिक्त नासा-वित्त पोषित 'आउटिगरर' दूरबीनों की अपनी पूरी क्षमता तक पहुंचने की आवश्यकता थी- और स्थानीय हवाईअड्डे के विरोध के बाद 2006 में आउटिगरर्स को रद्द कर दिया गया, जो मौना केआ पवित्र के शिखर पर विचार करते थे। एरिजोना के फ्लैगस्टाफ के पास नेवी प्रेसिजन ऑप्टिकल इंटरफेरोमीटर (एनपीओआई) के मुख्य वैज्ञानिक जेरार्ड वैन बेले कहते हैं, 'इंटरफेरेट्री अभी भी नासा के चारों ओर एक गंदे शब्द का है।'

बैटन रूज में लुइसियाना स्टेट यूनिवर्सिटी के एक खगोलविद, टेबेथा बोयाजियन कहते हैं, कई खगोलविदों ने ऑप्टिकल इंटरफेरेट्री की हाल की उपलब्धियों को अनदेखा कर दिया है, जिन्होंने तारों का तारकीय आकार का सर्वेक्षण करने के लिए उपयोग किया था। वह कहती है कि खगोलविद कभी-कभी तकनीक की क्षमताओं के बारे में जानकर आश्चर्यचकित होते हैं। 'आप सुनते हैं, 'ओह वाह, मैं अपने विज्ञान के लिए इसका उपयोग कैसे कर सकता हूं?' 'वह कहती हैं।

चारा और अन्य ऑप्टिकल सरणीओं ने तेजी से घुमावदार सितारों के स्क्वैश आकारों का चित्रण किया है, तारकीय सतहों पर चलने वाले सनस्पॉट पर कब्जा कर लिया है, फिल्माया गया बाइनरी साथी सितारों ने सामग्री को स्वैप किया है, और वास्तविक समय में मिल्की वे के केंद्रीय ब्लैक होल के चारों ओर घूमते हुए वस्तुओं को देखा है। चिली के अटाकामा रेगिस्तान में बहुत बड़े टेलीस्कोप के चार 8.2 मीटर दूरबीनों को जोड़ने के बाद, पिछले साल यूरोपीय दक्षिणी वेधशाला के शोधकर्ताओं ने 530 लाइटियर दूर एक स्टार के चेहरे पर उबलते संवहनी कोशिकाओं को समझने में सक्षम थे। एक नए इन्फ्रारेड उपकरण को इंटरफेरोमीटर को गर्म धूल वाले डिस्क को चित्रित करने में सक्षम होना चाहिए जहां ग्रह अन्य सितारों के चारों ओर बना रहे हैं।

और इसके पिछले झटके के बावजूद, नासा एरिजोना में माउंट ग्राहम के ऊपर बड़े बिनोकुलर टेलीस्कॉप वेधशाला में जुड़वां 8.4 मीटर के उपकरणों पर इंटरफेरेट्री का समर्थन कर रहा है। इस साल, वैज्ञानिकों ने घोषणा की कि उन्होंने एक इंटरफेरमेट्रिक तकनीक का उपयोग यह दिखाने के लिए किया था कि कई युवा सौर प्रणालियों में अपेक्षित अपेक्षाकृत कम धूल होती है-खगोलविदों के लिए अच्छी खबर सीधे छवि exoplanets की उम्मीद है।

एक बार पूरा होने के बाद, एमआरओआई की टेलीस्कोप किसी अन्य इंटरफेरोमीटर की तुलना में अधिक व्यापक रूप से अलग हो जाएगी, जिससे इसके बेहतर रिज़ॉल्यूशन को सक्षम किया जा सकेगा। यह कई दूरबीनों से स्टारलाइट को संयोजित करने के लिए नई प्रौद्योगिकियों का भी परीक्षण करेगा जो प्रक्रिया को सरल बना सकते हैं। यदि यह अपेक्षाओं तक रहता है, तो वेधशाला ऑप्टिकल इंटरफेरेट्री को भावी दशक की समीक्षाओं, सामुदायिक अभ्यासों में बढ़ावा दे सकती है जो नासा और राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन के लिए बजट प्राथमिकताओं को निर्धारित करती है। 2030 के दशक के फैसले के समय तक, एन आर्बर और एक चारा सदस्य में मिशिगन विश्वविद्यालय के एक भौतिक विज्ञानी जॉन मोनियर, एक 12-टेलीस्कोप, 1-किलोमीटर-बेसलाइन ऑप्टिकल इंटरफेरोमीटर, प्लैनेट फॉर्मेशन इमेजर के लिए ठोस समर्थन चाहते हैं जो न केवल युवा सितारों के आसपास धूलदार डिस्क को हल करने में सक्षम हो लेकिन नवजात ग्रह - चंद्रमाओं और छल्ले के लिए ग्रिस्ट।

तब तक, नासा अंतरिक्ष में एक ऑप्टिकल इंटरफेरोमीटर लगाने के लिए भी तैयार हो सकता था। 2007 में, एजेंसी ने टेरेस्ट्रियल प्लैनेट फाइंडर के लिए योजनाओं को त्याग दिया, जो चार सितारों के चारों ओर छवि ग्रहों के लिए डिजाइन किए गए चार दूरबीनों की एक कक्षीय सरणी है। लेकिन यह अब स्पेस इंटरफेरोमीटर के लिए अधिक ग्रहणशील हो सकता है, 2021 में लॉन्च होने के कारण, 6.5 मीटर जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कॉप जैसी विशाल अंतरिक्ष दूरबीनों के रूप में, रॉकेट कार्गो भार की सीमाओं को रोकता है।

वैन बेले का कहना है, 'किसी बिंदु पर [इंटरफेरमेट्री] एकमात्र तरीका है जिसे हम खगोल विज्ञान की सीमाओं पर जलने वाले प्रश्नों को संबोधित कर सकते हैं।'