જૉડ્રલ-બૅંક રેડિયો ઑબ્ઝર્વેટરી, ઇંગ્લૅન્ડ (નૂફીલ્ડ રેડિયો ઍસ્ટ્રોનૉમી લૅબોરેટરીઝ)

જૉડ્રલ-બૅંક રેડિયો ઑબ્ઝર્વેટરી, ઇંગ્લૅન્ડ (નૂફીલ્ડ રેડિયો ઍસ્ટ્રોનૉમી લૅબોરેટરીઝ) : જૉડ્રલ-બૅંક નામના સ્થળે આવેલી યુનાઇટેડ કિંગ્ડમ(બ્રિટન)ની રેડિયો-ખગોલીય વેધશાળા. સંખ્યાબંધ રેડિયો-દૂરબીનો ધરાવતી અને વિશાળ વિસ્તારમાં પથરાયેલી આ વેધશાળા ચેશાયર પરગણામાં અને માંચેસ્ટર નગરથી દક્ષિણે આશરે 40 કિમી. દૂર આવેલી છે. આ વેધશાળાની સ્થાપના 1945માં એટલે કે રેડિયો-ખગોળશાસ્ત્ર જ્યારે આરંભિક તબક્કામાં હતું તેવા સમયે માંચેસ્ટર યુનિવર્સિટી દ્વારા થઈ હતી. ત્યારથી એનું સંચાલન આ યુનિવર્સિટીના રેડિયો-ખગોળશાસ્ત્ર વિભાગ દ્વારા થાય છે. માત્ર બ્રિટનની જ નહિ, દુનિયામાં એના પ્રકારની એટલે કે કોઈ એક વિશાળ રેડિયો-ટેલિસ્કોપ હોય તેવી એ જૂનામાં જૂની રેડિયો-વેધશાળા છે. એ સમયે એનું નામ ‘જૉડ્રલ બૅંક એક્સપેરિમેન્ટલ સ્ટેશન’ હતું; પરંતુ પાછળથી માત્ર ‘જૉડ્રલ બૅંક’ તરીકે એ ખ્યાત બની. વેધશાળાના આરંભકાળના એક તબક્કે રેડિયો-ટેલિસ્કોપ બનાવવામાં લૉર્ડ નૂફીલ્ડ અને એમના નૂફીલ્ડ ફાઉન્ડેશને કરેલા માતબર દાનને કારણે 1960થી આ વેધશાળા ‘નૂફીલ્ડ રેડિયો ઍસ્ટ્રોનૉમી લૅબોરેટરીઝ’ તરીકે પણ ઓળખાય છે.

આ વેધશાળાની સ્થાપના પાછળ જો કોઈ એક વ્યક્તિનું નામ આપવું હોય તો તે છે અંગ્રેજ ખગોળભૌતિકશાસ્ત્રી અને પાછળથી રેડિયો-ખગોળશાસ્ત્રી અને લેખક બનેલા સર બર્નાર્ડ લોવેલ, (જ. 1913). બીજા વિશ્વયુદ્ધ દરમિયાન 4 ઑગસ્ટ, 1939ના રોજ શૈક્ષણિક કાર્ય છોડીને દેશની યુદ્ધસેવામાં એ જોડાયા. અહીં એમની કામગીરી એક નવા પ્રકારના યુદ્ધોપયોગી રડારને વિકસાવવા સંબંધી હતી. આ અંગેના પ્રયોગો કરતાં એમણે જોયું કે રડારમાં પ્રયોજાતા રેડિયો-તરંગોનો ઉપયોગ તો ખગોળશાસ્ત્રમાં અને પોતાનાં સંશોધનોને આગળ ધપાવવામાં પણ થઈ શકે. જેવી રીતે રડારની મદદથી દુશ્મનના બૉમ્બ લઈ જતાં વિમાનોને પકડી શકાતાં હતાં, તેવી જ રીતે અંતરિક્ષમાંથી આવતી અંતરિક્ષ-કિરણોની ઝડીઓની ભાળ પણ મેળવી શકાય. વળી આ જ રીતે, ઉલ્કાઓ (meteors) અને ધૂમકેતુઓનો અભ્યાસ પણ થઈ શકે. પૃથ્વી પર દિવસ દરમિયાન આવી પડતી ઉલ્કાઓ નરી આંખે તો જોઈ ન શકાય; પરંતુ, રેડિયો-તરંગોની મદદથી એ ‘દેખી’ શકાય. વળી ઉલ્કાઓના વેગ (meteor velocites) વગેરે પણ માપી શકાય. તેવી જ રીતે, રેડિયો-તરંગોની મદદથી ઉલ્કાઓની ભ્રમણકક્ષાઓ અને ઉલ્કામૂલ (radiant of meteors) અંગેની જાણકારી તેમજ આ રીતે મેળવેલી માહિતીઓને આધારે ઉલ્કાઓ ક્યાંથી આવે છે તે અંગેની જાણકારી પણ સાંપડી શકે. આમ લોવેલે જોયું કે રડાર અથવા તો રેડિયો-તરંગોને ખગોલીય સંશોધનોમાં પલોટતાં એક નવી જ દિશા ખૂલી હતી. જોકે આવું વિચારનારા લોવેલ દુનિયાના કાંઈ એકલા અને પહેલા ખગોળશાસ્ત્રી ન હતા. અમેરિકાના કાર્લ જેન્સ્કી (1905–1950) નામના રેડિયો-ઇજનેરે છેક 1932માં અંતરિક્ષના ઊંડાણમાંથી આવતા રેડિયો-તરંગોને ધરાતલ પર પહેલી જ વાર ઝીલીને આ દિશામાં પ્રવેશવાનાં દ્વાર ખોલી આપ્યાં હતાં, તો 1911માં જન્મેલા ગ્રોટે રેબર નામના બીજા એક અમેરિકી ઇજનેરે 1937માં જેન્સ્કીના પગલે જ ડગ માંડીને દુનિયાનું પ્રથમ રેડિયો-દૂરબીન પણ બનાવ્યું હતું, જેના પરાવર્તક એટલે કે ઍન્ટેનાનો આકાર એક તવા જેવો હતો. અલબત્ત, આ એક મહાન શોધ હતી; પરંતુ એનો વ્યાપક ઉપયોગ કરીને રેડિયો-ખગોળ વિજ્ઞાનનો જન્મ તો દ્વિતીય વિશ્વયુદ્ધ પછીના સમયમાં જ – બહુધા 1946થી 1950ના ગાળા દરમિયાન જ  – શક્ય બન્યો. આ જ રીતે, આજે જેને આપણે ‘રડાર-ખગોળશાસ્ત્ર’ તરીકે ઓળખીએ છીએ તેનો વિકાસ પણ લગભગ આ જ અરસામાં સંભવત: 1950માં થયો.

છએક વર્ષ યુદ્ધમાં સેવાઓ આપીને 1945માં લોવેલ માંચેસ્ટર યુનિવર્સિટીમાં પાછા ફર્યા અને યુનિવર્સિટીના અધિકારીઓને એક રેડિયો-ખગોલીય મથક સ્થાપવાનું સમજાવી શક્યા. આ માટે યુનિવર્સિટીએ પોતાના વનસ્પતિવિભાગની જૉડ્રલબૅંક ખાતેની કાદવથી ખરડાયેલી વગડાઉ અને બહુધા ગૌચર ભૂમિ તરીકે વપરાતી ખુલ્લી જમીન ફાળવી આપી. યુદ્ધમાંથી બચેલાં વધારાનાં બે નાનકડાં પૉર્ટેબલ પ્રકારનાં રડાર મેળવીને લોવેલે આ સ્થળે ગોઠવ્યાં અને પ્રયોગો આરંભ્યા. પાછળથી આ મથકેથી જ લોવેલ અને એમના સાથીઓએ કૉસ્મિક-કિરણો, ઉલ્કાઓ વગેરે અંગે મહત્વનાં સંશોધનો કર્યાં અને ઉલ્કાઓ સૂર્યમંડળમાંથી જ ઉદભવતી હોવાનું પ્રતિપાદિત કર્યું. આ જ ઉપકરણોની મદદથી 1946માં એમણે સૂર્યના પ્રબળ રેડિયો વિસ્ફોટો(solar radio outburst)નાં અને 1947માં ઉત્તર મેરુજ્યોતિ કે અરોરા બોરિએયાલિસ જેવી ઘટનાઓનાં પણ સૂક્ષ્મ નિરીક્ષણો કર્યાં. એ પછી 1950માં લોવેલે મંદાકિનીય રેડિયો-સ્રોતો (galactic radio sources) અંગે પણ કેટલુંક મહત્વનું સંશોધન અહીંથી જ કર્યું. આમ જૉડ્રલ-બૅંક ખાતેના આ સંશોધન મથકે બ્રિટનમાં યુદ્ધોત્તરકાળમાં રેડિયો અને રડાર ખગોળક્ષેત્રે ઘણું મહત્વનું પ્રદાન કર્યું.

આ દરમિયાન 1947માં સિનિયર લેક્ચરર તરીકે અને 1949માં રીડર તરીકે લોવેલની બઢતી થઈ. રેડિયો-ખગોળક્ષેત્રે એમણે કરેલા પ્રદાનને ધ્યાનમાં લઈને માંચેસ્ટર યુનિવર્સિટીએ રેડિયો-ખગોળનો ખાસ વિભાગ 1951માં ઊભો કર્યો અને એ વિભાગના વડા તરીકે એમની નિમણૂક કરી. એ જ વર્ષે જૉડ્રલ-બૅંક વેધશાળાના નિયામક તરીકે પણ એમની વરણી કરવામાં આવી. આ બંને હોદ્દા પર લોવેલ 1951થી 1981 સુધી ત્રીસેક વર્ષ રહ્યા.

દ્વિતીય વિશ્વયુદ્ધ દરમિયાન રડાર સંબંધી કરેલાં સંશોધનો બદલ 1946માં લોવેલને BE(Officer of the Order of the British Empire) વડે પુરસ્કૃત કરવામાં આવ્યા. 1955માં રૉયલ સોસાયટીએ એમને પોતાના ફેલો બનાવ્યા અને 1960માં સોસાયટીનો રૉયલ મૅડલ પણ એમને અર્પણ કર્યો. એમની સેવાઓની કદર રૂપે બ્રિટનની સરકારે પણ 1961માં એમને ‘સર’નો ખિતાબ આપીને સંમાનિત કર્યા.

આ વેધશાળાનાં મુખ્ય ઉપકરણોમાં એક અતિ વિશાળ પરવલયજ પરાવર્તક (parabolic reflector) પ્રકારના રેડિયો-ટેલિસ્કોપનો સમાવેશ થાય છે. આ પરાવર્તકનો આકાર એક વિશાળ કટોરા કે તાસક (dish) જેવો છે અને એનો ઉપયોગ અંતરિક્ષમાંથી આવતા રેડિયો-તરંગો ઝીલવા, તેમજ જરૂર પડે તો રડારની જેમ રેડિયો-તરંગો ફેંકવા માટે પણ થઈ શકે છે. ટેલિસ્કોપના આ પરાવર્તકનો વ્યાસ 76 મીટર છે અને જ્યારે એને ક્ષિતિજને સમાંતર કરવામાં આવે છે ત્યારે ભૂમિથી એનું ઉચ્ચતમ બિંદુ 92 મીટર જેટલું થાય છે. 76 મીટર વ્યાસ અને 92 મીટરની ઊંચાઈ ધરાવતા આ પરાવર્તકનું સ્થાપન (mounting) એવી રીતે કર્યું છે કે એને ગમે તે દિશામાં સહેલાઈથી નમાવી-ઘુમાવી શકાય છે.

અમેરિકાના ગ્રોટે રેબરે બનાવેલા રેડિયોપરાવર્તક ટેલિસ્કોપની મોટી આવૃત્તિ સમા જૉડ્રલ-બૅંકના આ ટેલિસ્કોપનું બાંધકામ 1951માં આરંભાયું હતું અને 1957માં લગભગ પૂર્ણ થયું હતું. આ છ વર્ષ દરમિયાન એના નિર્માણના પ્રત્યેક તબક્કામાં તથા એ અંગે જરૂરી ફંડ ઊભું કરવામાં લોવેલે ઘણી મહત્વની કામગીરી બજાવી. આરંભમાં બ્રિટિશ સરકારના ડિપાર્ટમેન્ટ ઑવ સાયન્ટિફિક ઍન્ડ ઇન્ડસ્ટ્રિયલ રિસર્ચ અને પાછળથી નૂફીલ્ડ ફાઉન્ડેશને એના નિર્માણ માટેનો ખર્ચ આપ્યો.

આ ટેલિસ્કોપ 1971 સુધી Mark-I A તરીકે અને 1969થી 1971 દરમિયાન એમાં કરેલા કેટલાક મહત્વના સુધારા બાદ Mark-IA તરીકે ઓળખાતું હતું; પરંતુ 1987થી 30 વર્ષની એની સેવા પછી એ હવે બર્નાર્ડ લોવેલના માનમાં ‘લોવેલ ટેલિસ્કોપ’ તરીકે ઓળખાય છે.

પશ્ચિમ જર્મનીની ઇફલ્સબર્ગ રેડિયો વેધશાળામાં 100 મીટર વ્યાસનું રેડિયો ટેલિસ્કોપ 1971માં કામ કરતું થયું. ત્યાં સુધી જૉડ્રલ-બૅંકનું આ ટેલિસ્કોપ દુનિયાનું મોટામાં મોટું રેડિયાટેલિસ્કોપ હતું. આ ટેલિસ્કોપનું બાંધકામ પૂર્ણ થયાના થોડા જ સમયમાં રશિયાએ દુનિયાનો પ્રથમ કૃત્રિમ-ઉપગ્રહ ‘સ્પુટનિક-1’ તરતો મૂક્યો હતો અને બાકીની દુનિયાને આ અંગેની જાણકારી આ ટેલિસ્કોપે જ આપી હતી. એ પછી તો ઘણાં વર્ષો સુધી કૃત્રિમ ઉપગ્રહો અને અંતરિક્ષ-રૉકેટોથી આવતા રેડિયો-સંકેતો પકડીને અંતરિક્ષમાં એમની સ્થિતિ, માર્ગની દિશા, વેગ વગેરે સંબંધી માહિતી મેળવવામાં આ ટેલિસ્કોપનો ઉપયોગ થતો રહ્યો હતો. રશિયાની સામે અંતરિક્ષમાં જાસૂસી કરવાના આક્ષેપો હોવા છતાં ખુદ રશિયાએ જ પોતાના ‘ખોવાઈ’ ગયેલા એક ઉપગ્રહની ભાળ મેળવવા આ ટેલિસ્કોપની મદદ લીધી હતી. આમ, આ રેડિયો ટેલિસ્કોપે ખગોળવિજ્ઞાનમાં ફાળો આપવા ઉપરાંત, એના આરંભકાળમાં, ઘણાં વર્ષો સુધી અંતરિક્ષવિજ્ઞાનમાં પણ મહત્ત્વની કામગીરી બજાવી છે.

‘લોવેલ ટેલિસ્કોપ’ જૂનું થયું હોવા છતાંય આજે પણ ખગોળ સંશોધનોમાં અગ્રિમ સ્થાને છે અને વ્યતિકરણમિતિ વ્યૂહ(inter-ferometry arrays)માં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે. આવી વ્યવસ્થામાં રેડિયો-ટેલિસ્કોપના એક ‘ઍન્ટેના’ (ડિશ) એટલે એક પરાવર્તકને બદલે આખી હારમાળા (arrays) હોય છે અને આ બધા એકમેક સાથે જોડાયેલા હોય છે. આવી ગોઠવણ કે વ્યવસ્થાને ગુજરાતીમાં એરિયલોનો વ્યતિકરણમિતિ-વ્યૂહ પણ કહી શકાય. આ રીતે બધા પરાવર્તકો એકત્ર થઈને એક વિશાળ વ્યાસના પરાવર્તકની રચના કરે છે. આવી રીતે રચાતા રેડિયો-ટેલિસ્કોપની વિભેદનક્ષમતા (resolving power) અત્યંત ઊંચી કોટિની બને છે અને પરિણામે એકમેકની અત્યંત નજદીક આવેલા રેડિયો-ઉદગમોને પણ આ રીતે બનેલા દૂરબીન દ્વારા અલગ તારવી તેનો અભ્યાસ કરી શકાય છે. આવું ટેલિસ્કોપ રેડિયો-સ્રોતોની કે રેડિયો-તારાઓની આંતરિક સંરચના સમજવામાં પણ ખૂબ ઉપયોગી નીવડ્યું છે.

જૉડ્રલ-બૅંકનું આ ‘લોવેલ ટેલિસ્કોપ’ જૉડ્રલ-બૅંકનાં જ 25  મીટરનાં એવાં કુલ છ જેટલાં રેડિયો-દૂરબીનો સાથે સંકળાયેલું છે અને આ સઘળાં દૂરબીન જૉડ્રલ-બૅંકથી અમુક કિલોમીટરના અંતરે ગોઠવેલાં છે. આ બધાં ટેલિસ્કોપ ઇલેક્ટ્રૉનિક રીતે એકમેક સાથે સંકળાયેલાં છે. એરિયલો કે પરાવર્તકો વડે બનાવવામાં આવેલો વ્યતિકરણમિતિનો આ વ્યૂહ કે વ્યવસ્થા ‘મલ્ટી-એલિમેન્ટ રેડિયોલિંક્ડ ઇન્ટરફેરોમીટર નેટવર્ક’ તરીકે ઓળખાય છે. એના પ્રથમાક્ષરો પરથી એ ‘MERLIN’ તરીકે પણ ઓળખાય છે.

આ ઉપરાંત, જૉડ્રલ-બૅંકનાં રેડિયો-દૂરબીનો યુરોપના એટલે કે દરિયાપારના અન્ય દેશો સાથે પણ આ રીતે જોડવામાં આવ્યાં છે, જેને કારણે બનતા રેડિયો-ટેલિસ્કોપની મોંફાડ(ઍન્ટેના, antenna)નો વ્યાસ પણ અનેકગણો વધતાં, તેની વિભેદનક્ષમતામાં પણ સારો એવો વધારો થાય છે. આ રીતે બનતો વ્યતિકરણમિતિ-વ્યૂહ ‘યુરોપિયન વેરી લૉન્ગ બેઝલાઇન ઇન્ટરફેરોમીટર નેટવર્ક’ તરીકે ઓળખાય છે, જે એના પ્રથમાક્ષરો પરથી યુરોપિયન ‘VLBI’ કહેવાય છે.

ઉપર દર્શાવેલ ઐતિહાસિક 76 મીટર ‘લોવેલ રેડિયો-ટેલિસ્કોપ’ અને એની સાથે જોડાયેલાં છ રેડિયો-ટેલિસ્કોપ ઉપરાંત, આ વેધશાળામાં 1964થી Mark II તરીકે ઓળખાતું એક અન્ય ટેલિસ્કોપ પણ ગોઠવવામાં આવ્યું છે. આ ટેલિસ્કોપની વિશિષ્ટતા એ છે કે એના પરાવર્તકનો આકાર ‘ડિશ’ એટલે કે તાસક જેવો ગોળ નહિ, પણ લંબગોળ એટલે કે ઉપવલયાકાર (elliptical) છે. ‘લોવેલ ટેલિસ્કોપ’ની જેમ 38 × 25 મીટરનું આ ટેલિસ્કોપ પણ ઉદદિગંશક પ્રકારનું સ્થાપન (alta zimuth mounting) ધરાવે છે. આ ટેલિસ્કોપનો ઉપયોગ ટૂંકી તરંગલંબાઈનાં નિરીક્ષણો કરવા માટે થાય છે.

આ બે મુખ્ય ટેલિસ્કોપ ઉપરાંત, 25 મીટરનાં બે રેડિયો-ટેલિસ્કોપ પણ અહીં આવેલાં છે. આ ઉપરાંત, 3 મીટરનું એક રેડિયો-ટેલિસ્કોપ અહીં આવેલું છે જેની ખાસિયત એ છે કે તે હંમેશાં કર્ક નિહારિકામાં આવેલા સુપરનૉવાના અવશેષ સામે તકાયેલું રહે છે, અને ત્યાંથી આવતા રેડિયો-તરંગોને સતત ઝીલતું રહે છે. આ રીતે ‘કર્ક પલ્સાર’(Crab pulsar)નો અભ્યાસ થતો રહે છે.

આપણા તારાવિશ્વ (મંદાકિની વિશ્વ) અને અન્ય તારાવિશ્વોમાં રહેલા નિષ્ક્રિય (neutral) હાઇડ્રોજનને શોધી કાઢવામાં આંતરતારકીય દ્રવ્યનાં વાદળોમાંથી કે અન્ય રેડિયો-સ્રોતોમાંથી હાઇડ્રૉક્સિલના અણુઓ (hydroxyle molecules–OH) અને ફૉર્માલ્ડિહાઇડ (formaldehyde – H₂CO) જેવા જટિલ અણુઓ શોધી કાઢવામાં તેમજ અંતરિક્ષમાંના સંખ્યાબંધ રેડિયો-ઉદગમોની ભાળ મેળવીને એમના વ્યાસ(કદ)નું સાચું માપ મેળવી આપવામાં આ વેધશાળાએ વિશિષ્ટ સિદ્ધિ હાંસલ કરી છે. તેવી જ રીતે, ક્યારેક એકાએક રેડિયો ઉત્સર્જન કરતા ભભકિયા તારા(flare stars)નો અભ્યાસ અહીં છેક 1957થી થતો આવ્યો છે. આ તારા એક પ્રકારના ઝાંખા લાલ-વામન (red-dwarf) પ્રકારના તારા છે અને સૂર્યની સરખામણીમાં એમનું તાપમાન, કદ અને દ્રવ્યમાન (mass) વગેરે બધું ઊતરતી કક્ષાનું હોય છે. આ ઉપરાંત, આ વેધશાળાએ પલ્સાર તથા ક્વાસાર પણ ઘણી મોટી સંખ્યામાં શોધી કાઢ્યા છે; એટલું જ નહિ, ક્વાસારના કોણીય વ્યાસ (angular diameter) માપતાં પહેલવહેલાં નિરીક્ષણો પણ અહીંથી જ થયેલાં. આ નિરીક્ષણોએ ક્વાસારના કદનો સૂક્ષ્મ (સાચો) અંદાજ આપ્યો. આ વેધશાળા પલ્સાર શોધવામાં આગળ પડતી રહી છે એ વાતનો અંદાજ એ બાબતથી આવશે કે ઉત્તર ગોળાર્ધમાં 1972 સુધીમાં શોધવામાં આવેલા 50 પલ્સારમાંના 27 પલ્સારની શોધ તો અહીંથી જ થઈ હતી.

સુશ્રુત પટેલ