জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপ কি ও কিভাবে কাজ করে?
পৃথিবীতে এখন পর্যন্ত অনেকগুলো টেলিস্কোপ তৈরি করা হলেও, জেমস ওয়েপকে বলা হয় সবচেয়ে শক্তিশালী স্পেস টেলিস্কোপ। এখন জেমস ওয়েবস টেলিস্কোপ কিভাবে কাজ করে?, এর গঠন প্রণালী কেমন, কেন এই টেলিস্কোপ কে স্পেসে উৎক্ষেপন করা হলো? এরকম আরো অনেক প্রশ্ন বা জানার আকাঙ্ক্ষা রয়েছে। তাই জেমস ওয়েব টেলিস্কোপ সম্পর্কে বিস্তারিত আলোচনা করা হলো।
ভূমিকাঃ
বিজ্ঞানী গ্যালিলিও সর্বপ্রথম তার টেলিস্কোপ এর সাহায্যে আকাশ পর্যবেক্ষণ করে বিশ্বমন্ডল সম্পর্কে মানুষের ধারণা বদলে দিয়েছিল। তারপর প্রায় 400 বছরেরও বেশি সময় ধরে বিজ্ঞানী ও জ্যোতির্বি দ্বারা সমগ্র মহাবিশ্ব সম্পর্কে পরিষ্কার ধারণা লাভের চেষ্টা করেছেন। কিন্তু পৃথিবীতে স্থাপিত দূরবীক্ষণ যন্ত্র গুলোর নানান সীমাবদ্ধতার কারণে সেগুলো যথেষ্ট তথ্য দিতে পারছিলনা।
তাই বিজ্ঞানীরা পৃথিবীর বাইরের মহাকাশে একটি টেলিস্কোপ স্থাপনের প্রয়োজনীয়তা অনুভব কর। প্রথম মহাকাশ দূরবীক্ষণ যন্ত্র পৃথিবীর বাইরে পাঠানো হয় ১৯৯০ সালের ২৪ এপ্রিল যার নাম হাবল স্পেস টেলিস্কোপ।
এই টেলিস্কোপটি মহাকাশে কাজ শুরু করার পর থেকে জ্যোতির্বিদ্যার অধ্যায়ন এবং ইতিহাস সম্পূর্ণই বদলে গেছে। সেই হাবলেরই উত্তরসূরী হল বর্তমান জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপ। এটি হাবলের চেয়েও ১০০ গুণ বেশি শক্তিশা। জেমস ওয়েবস্পেস টেলিস্কোপটি নাসার দ্বিতীয় পরিচালক জেমস ই. ওয়েবের নামে নামকরণ করা হয়েছে।
তিনি অ্যাপোলো(APOLLO) অভিযানের নেতৃত্ব দিয়েছিলেন। যে অভিযানের মাধ্যমে মানুষ চাঁদের বুকে পা রাখতে পেরেছিল। ইউরোপ, আমেরিকায় এবং কানাডার মহাকাশ গবেষণা সংস্থার সম্মিলিত প্রচেষ্টায় অতি সংবেদনশীল এই যন্ত্রটি নির্মাণ করা হয়েছিল। এছাড়া ১৪ টি দেশের ৩০০ টিরও বেশি বিশ্ববিদ্যালয় সংস্থা এবং কোম্পানি এই প্রকল্প বাস্তবায়নে সরাসরি অংশগ্রহণ করেছিল।
জেমস ওয়েব স্পেসটেলিস্কোপ কিভাবে কাজ তা জানার আগে যে বিষয়টি অবশ্যই জানতে হবেঃ
মহাকাশের অজানা তথ্য জানার জন্য জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপ কে মহাশূন্যে উৎক্ষেপণ করা হয়। যা আমাদের অতীত উন্মোচিত করবে। জেমস ওয়েব কে পৃথিবী থেকে প্রায় ১৫ লক্ষ কিলোমিটার দূরে স্থাপন করা হবে। এখন জেমস ওয়েভ যেভাবে কাজ করবে সেটি হল-জেমস ওয়েব টেলিস্কোপ কাজ করবে মূলত ইনফারেট লাইট এর মাধ্যমে।
জেমস ওয়েব টেলিস্কোপ এর কাজ ভালোভাবে বুঝতে হলে আগে এই ইনফারেট লাইট সম্পর্কে ভালো ভাবে জানতে হবে। মানুষ ২০ থেকে ২০০০০ হার্জ পর্যন্ত শুনতে পায়। শব্দের ফ্রিকোয়েন্সি যদি ২০ হার্জ এর থেকে কম হয় কিংবা ২০০০০ হার্জ এর বেশি হয় তাহলে সেই শব্দ মানুষ শুনতে পাবে না।
আরো পড়ুনঃ জেমস ওয়েব টেলিস্কোপ কিভাবে কাজ করে?
এই সীমার বাইরের শব্দ মানুষের কানে শ্রবন অনুভূতি তৈরি করতে পারে না। শব্দর মতোই আলোর ক্ষেত্রেও মানুষ একটি নির্দিষ্ট সীমা পর্যন্ত দেখতে পায়। নিচের ছবিটি লক্ষ্য করুন।
শব্দের মতোই মানুষ একটা নির্দিষ্ট সীমা পর্যন্ত দেখতে পায়। এটি হচ্ছে আলোর সম্পূর্ণ স্পেকটার্ম। এই স্পেকটার্ম এর মধ্যে যে সকল আলোর তরঙ্গ দৈর্ঘ্য ৪০০ থেকে ৭০০ ন্যানোমিটার এর মধ্যে সেই আলো মানুষ দেখতে পায়। ৪০০ ন্যানোমিটার তরঙ্গদৈর্ঘ্য বিশিষ্ট আলোর বৈশিষ্ট্য হচ্ছে বেগুনি। তরঙ্গ দৈর্ঘ্য বৃদ্ধির সাথে সাথে আলোর বর্ণ পরিবর্তন হয়।
তবে ৪০০ ন্যানোমিটার থেকে ৭০০ ন্যানোমিটারের আলো সবগুলোকে একসাথে সাদা দেখায়। যেমন সূর্যের আলো দৃশ্যমান আলোর চেয়ে কম তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের আলো হচ্ছে আল্ট্রাভায়োলেট রে বা ইউভি লাইট এক্সরে এবং গামা রে। এবং দৃশ্যমান আলোর চেয়ে বেশি তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের আলো হচ্ছে ইনফারেট ,মাইক্রোওয়েভ এবং রেডিও ওয়েব।
এদের মধ্যে ইনফারেট রে বা ইনফারেট রেডিয়েশন বা ইনফারেট আলো। এটির একটি বিশেষত্ব রয়েছে, প্রত্যেক বস্তু থেকে ইনফারেট রেডিয়েশন নির্গত হয় এবং কতটা ইনফারেট রেডিয়েশন নির্গত হয় তা বস্তু কর্তৃক শোষিত তাপমাত্রার ওপর নির্ভর করে।
বস্তুর তাপমাত্রা যদি বেশি হয় সে ক্ষেত্রে তরঙ্গ দৈর্ঘ্য বেশি নির্গত হবে আর যদি বস্তুর তাপমাত্রা কম হয় সে ক্ষেত্রে ইনফারেট রেডিয়েশন এর তরঙ্গ দৈর্ঘ্য কম হবে। অর্থাৎ ইনফারেট রেডিয়েশন বা আলোর মাধ্যমে বস্তুর তাপীয় অবস্থা জানা যায়। তার মানে ইনফারেট লাইট এর মাধ্যমে আড়ালে থাকা বস্তুর অস্তিত্ব বোঝা যাবে।
মানুষ যদিও এই ইনফারেট লাইট টা আলো খালি চোখে দেখতে পায় না তবে কিছু কিছু প্রাণী দেখতে পায় যেমন সাপ। এখন জেমস ওয়েব কিভাবে কাজ করবে সেটিই আলচোনার বিষয়।
জেমস ওয়েব টেলিস্কোপ কিভাবে কাজ করে?
ইনফারেট লাইট বা ইনফারেট রেডিয়েশন কি সে বিষয়টি অবশ্যই জেনেছেন পূর্বের পাঠ থেকে। এখন জেমস ওয়েব যেভাবে কাজ করে সেটা হল এই ইনফারেটলাইট বা ইনফারেট রেডিয়েশন এর মাধ্যমে। কোন বস্তু আমাদের থেকে যত দূরে অবস্থিত, আমরা ওই বস্তুর ততটা অতিত দেখি।
তার মানে জেমস এর তার থেকে যতটা দূরের বস্তু দেখতে সক্ষম হবে, আমরা তত বেশি অতীতের ছবি দেখতে পাব। কিন্তু এখানে সমস্যা হচ্ছে অনেক অনেক দূরের বস্তু থেকে আলো আসতে আসতে তা আর দৃশ্যমান আলোর সীমা অর্থাৎ ৪০০ ন্যানোমিটার থেকে ৭০০ ন্যানোমিটার এর মধ্যে থাকবে না। কারণ আমরা জানি মহাবিশ্ব প্রসারিত হচ্ছে।
আরো পড়ুনঃ জেমস ওয়েভ টেলিস্কোপের এর গঠনপ্রনালি কেমন?
মহাবিশ্বের এই প্রসারণ এর ফলে আলো স্পেস গ্রহণ করার সাথে সাথে তরঙ্গ দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি পায়। যাকে বলে রেড শিফটিং। এর ফলে দৃশ্যমান আলো ইনফারেট আলোতে পরিণত হয়। এবং এইজন্যেই মূলত জেমস ওয়ে টেলিস্কোপ ইনফারেট লাইট ক্যাপচার করার জন্য তৈরি করা হয়েছে। এটি মহাবিশ্বের প্রথম স্টার কিংবা গ্যালাক্সি থেকে নির্গত আলো ক্যাপচার করবে।
তবে অবশ্যই তা দৃশ্যমান আলো হবে না। মহাবিশ্বের প্রসারণ এর ফলে মহাবিশ্বের প্রথম আলো ইতিমধ্যেই ইনফারেট রেডিয়েশন বা লাইটে পরিণত হয়েছে। এবং জেমস ওয়েব মূলত সেই সব ইনফারেট লাইভ ক্যাপচার করবে।
তবে ইনভারেট রেডিয়েশন ক্যাপচার করার জন্য জেমস ওয়েব এর মধ্যে অত্যাধিক ঠান্ডা মিনিমাম -২৩৩ ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রা বজায় রাখতে হবে, তাহলে মূলত জেমস এর তার কাজ করতে পারবে।
জেমস ওয়েভ এর গঠনপ্রনালিঃ
মহাকাশ সম্পর্কে জানার ক্ষেত্রে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ উপকরণ হচ্ছে টেলিস্কোপ। সময়ের সাথে সাথে টেলিস্কোপের এর প্রযুক্তিগত উন্নতি হয়েছে। সেই সাথে আকারেও বড় হয়ে। যে কোন টেলিস্কোপের ক্ষেত্রে, টেলিস্কোপিস থাকা আয়নার আকার খুবই গুরুত্বপূর্ণ।
- আয়না (Mirror)ঃ আয়না রাখার যত বড় হবে টেলিস্কোপ তত বেশি আলো ক্যাপচার করতে সক্ষম হবে। ফলে বেশি দূরবর্তী অবজেক্টের শার্প ইমেজ তৈরি হবে। জেমস ওয়েভ টেলিস্কপার primary Mirror হিসেবে ব্যবহৃত হয়েছে 1.32 Metters কর্ণবিশিষ্ট ১৮ টি ষড়ভুজ আকৃতির বেরিলিয়াম কাঠামো। Mirror গুলো স্বর্ণের।
- ইনফারেট সেন্সর(Infrared sensor)ঃ ইনফারেট সেন্সর মূলত ইনফারেট রেডিয়েশন ক্যাপচার করতে ব্যবহৃত হয়।
আরো পড়ুনঃ জেমস ওয়েভ টেলিস্কোপটি মহাকাশের কোথায় অবস্থিত?
- সানসিল্ডঃ সূর্য, পৃথিব, চাঁদ থেকে প্রতিফলিত তাপ আটকানোর জন্য প্রায় ৩৩০০ স্কয়ার ফিটের ৫ সানসিল্ড ব্যবহার করা হয়। সানসিল্ড হিসেবে ব্যবহার করা হয় ক্যাপটন যা উচ্চ তাপমাত্রায়ও নিন্মো তাপমাত্রায় স্টেবল থাকতে পারে।সানসিল্ড এর তাপমাত্রা সহন ক্ষমতা -২৩৩ ডিগ্রি সেলসিয়াস থেকে ৮৫ ডিগ্রি সেলসিয়াস।
- The Webb MIRI Cryocoolerঃ ইনফারেট সেন্সরের জন্য প্রয়োজনীয় তাপমাত্রা বজায় রাখার মেশিন।
জেমস ওয়েভ টেলিস্কোপ টি কেন শীতল রাখতে হবে?
জেমস ওয়েভ টেলিস্কোপ মূলত ইনফারেট লাইট ক্যাপচার করার জন্য তৈরি করা হয়েছে। তবে ইনফারেট রেডিয়েশন ক্যাপচার করার জন্য জেমস ওয়েভ এর মধ্যে অত্যাধিক ঠান্ডা মিনিমাম -২৩৩ ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রা বজায় রাখতে হবে। অন্যথায় জেমস ওয়েভ কাজ করবে না। এবং এই ঠান্ডা পরিবেশ করে রাখার জন্য ওয়েভে প্রচুর ইঞ্জিনিয়ারিং করা হয়েছে।
শীতকালে আপনার একটি বিষয় লক্ষ্য করে থাকবেন অন্য গরম বস্তুর গরমও আমরা অনুভব করতে পারি। শীতকালে যারা নলকূপের পানিতে গোসল করেন তখন নলকূপের পানি তুলনামূলক গরম মনে হয়। ঠিক এই জন্যই জেমস ওয়েভ টেলিস্কোপে এক্সট্রিমলি কোল্ড টেম্পারেচার প্রয়োজন।
কারণ মহাবিশ্বের প্রথম স্টার কিংবা গ্যালাক্সির আলো ট্রাভেল করতে করতে ইনফারটে পরিণত হয়েছে। সেই সকল ইনফারেট রেডিয়েশনের তাপমাত্রা খুবই কম সুতরাং জেমস ওয়েভের সেন্সর কে প্রচন্ড ঠান্ডা অবস্থায় না রাখলে তা ইনফারেট রেডিশনের তাপমাত্রা সঠিকভাবে ক্যাপচার করতে পারবে না।
ইনফারেট সেন্সর যদি নিজেই গরম থাকে তাহলে সে ইনফারেট রেডিয়েশন এর গরম আলাদা ভাবে অনুভব করতে পারবে না। এইজন্য জেমস ওয়েভ টেলিস্কোপে অত্যাধিক ঠান্ডা বজায় রাখা অত্যন্ত জরুরি যাতে করে, ইনফারেট রেডিয়েশন পরিষ্কারভাবে ক্যাপচার করতে পারে।
জেমস ওয়েভ টেলিস্কোপটি মহাকাশের কোথায় অবস্থিত?
জেমস ওয়েভ টেলিস্কোপ টি মহাকাশে পাঠানোর অন্যতম একটি চ্যালেঞ্জ হল এর অবস্থান নির্ণয়, অর্থাৎ টেলিস্কোপটিকে মহাকাশের কোন জায়গায় স্থাপন করতে হবে। কারণ টেলিস্কোপ টি এমন জায়গায় স্থাপন করতে হবে যেখানে পেরিস্কোপের ইনফারেট সেন্সর অতিমাত্রায় শীতল থাকবে। আমাদের সোলার সিস্টেমে পৃথিবীর সাপেক্ষে ৫ টি lagrange point রয়েছে।
এই lagrange pointপয়েন্টের একটি চমৎকার বৈশিষ্ট্য রয়েছে। আমরা জানি সূর্যের কাছে গ্রহ সূর্যকে একবার প্রদক্ষিণ করতে যে সময় নেয়, দূরের গ্রহ তার চেয়ে বেশি সময় নেয়। এখন জেমস ওয়েভ টেলিস্কোপ যেহেতু পৃথিবী থেকে ১৫ লক্ষ কিলোমিটার দূরে স্থাপন করা হবে ফলে পৃথিবী এবং জেমস ওয়েভ সূর্যকে প্রদক্ষিণ করার ক্ষেত্রে ভিন্ন ভিন্ন সময় নিবে।
যদি এমনটা হয় তবে সময়ের সাথে সাথে পৃথিবী এবং জেমস ওয়েভ এর মধ্যবর্তী দূরত্ব অনেক বেড়ে যাবে। যার ফলে জেমস এর সাথে কমিউনিকেশন গ্যাপ তৈরি হবে এমন সমস্যার ক্ষেত্রে সমাধান হলো lagrange point। এই lagrange point গুলো গ্র্যাভিটেশনালি স্টেবল। অর্থাৎ এই পয়েন্ট গুলোতে কোন বস্তু স্থাপন করলে এরা পৃথিবীর সাপেক্ষে নির্দিষ্ট দূরত্ব বজায় রাখে।
আরো পড়ুনঃ গ্যালাক্সি ও ছায়াপথ কাকে বলে এবং এদের মধ্যে পার্থক্য?
সহজ করে বললে সূর্যকে প্রদক্ষিণ করতে যে সময় নেয় lagrange point এ কোন বস্তু রাখলে তা সূর্যকে প্রদক্ষিণ করতে একই সময় নেবে। সুতরাং পৃথিবীর সাপেক্ষে ওই বস্তুর দূরত্বও একি থাকবে। এই ৫ টি lagrange point এর মধ্যে সবচেয়ে পারফেক্ট lagrange point হচ্ছে L2 lagrange point।
এই point এর ক্ষেত্রে সূর্যের আলো পৃথিবীর কারণে আটকে যাবে, ফলে জেমস ওয়েভ এর ঠান্ডা থাকবে। তাই বলা যায় যে L2 lagrange point এ জেমস ওয়েভ স্থাপন করাটা যুক্তিযুক্ত।
জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপকে কোন রকেটে মহাকাশে পাঠানো হয়?
পূর্বে ঘোষণার তারিখ অনুযায়ী ২০২১ সালের ২৫ শে ডিসেম্বর দক্ষিণ আমেরিকার গায়ানা শহরের গাযারা মহাকাশ স্টেশন থেকে মহাকাশে রকেট উৎক্ষেপণকারী আরিয়ানেস্পাসার কোম্পানির পরিচালনায় Ariane 5 rocket এর মাধ্যমে সফলভাবে জেমস ওয়েভ টেলিস্কোপটি মহাকাশে প্রেরণ করা হয়।
লেখকের মন্তব্যঃ
প্রিয় পাঠক আশা করি পোস্টটি পড়ে জেমস ওয়েব টেলিস্কপ সম্পর্কে নতুন তথ্য জানতে পেরেছেন। আমরা চেষ্টা করেছি উক্ত বিষয় সম্পর্কে সঠিক তথ্য প্রদানের। পোস্টটি যদি ভালো লেগে থাকে তাহলে আপনার পরিচিতদের মাঝে শেয়ার করতে পারেন যাতে করে তারাও এ বিষয় সম্পর্কে জানতে পারে।
এবং আপনার মূল্যবান মতামতটি অনুগ্রহ করে কমেন্টের মাধ্যমে জানিয়ে দেবেন। এরকম আরো গুরুত্বপূর্ণ তথ্য জানার জন্য আমাদের ওয়েবসাইটটিতে ভিজিট করতে পারেন। সর্বোপরি ধন্যবাদ জানাই সম্পূর্ণ পোস্টটি করার জন্য।
বিপ্লব আইটির নীতিমালা মেনে কমেন্ট করুন। প্রত্যেকটি কমেন্ট রিভিউ করা হয়
comment url