રેડિયો-ટેલિસ્કોપ : અવકાશીય પિંડો(પદાર્થો)માંથી નીકળતા મંદ રેડિયો-તરંગોને એકત્રિત કરી તેમનું માપન કરનાર ઉપકરણ. જેમ પ્રકાશીય (optical) ટેલિસ્કોપ પ્રકાશને એકત્રિત કરે છે, તેમ રેડિયો-ટેલિસ્કોપ રેડિયો-તરંગોને ભેગા કરે છે. હકીકતમાં તો પ્રકાશ અને રેડિયો-તરંગો વિદ્યુત-ચુંબકીય તરંગો જ છે, કારણ કે તે વિદ્યુત-ચુંબકીય વિકિરણના ભાગ (અંશ) છે. પ્રકાશના તરંગોની તરંગલંબાઈ આશરે 4000 Åથી 8000 Å વચ્ચે હોય છે; જ્યારે રેડિયો-તરંગોની (તરંગ)લંબાઈ 105 મીટરથી વધારે હોય છે.
અવકાશમાં રહેલા કેટલાય પદાર્થોમાંથી વિવિધ પ્રકારના વિદ્યુત-ચુંબકીય તરંગો નીકળતા હોય છે. પ્રકાશના તરંગોને નરી આંખે અથવા પ્રકાશીય ટેલિસ્કોપ વડે જોઈ શકાય છે; પણ રેડિયો-તરંગો નરી આંખે જોઈ શકાતા નથી. તેમની પરખ (જાણ) મેળવવા માટે રેડિયો-ટેલિસ્કોપ આવશ્યક છે. રેડિયો-તરંગો પ્રકાશીય તરંગો કરતાં ઘણા મોટા હોય છે એટલે કે રેડિયો-તરંગોની તરંગલંબાઈ પ્રકાશીય તરંગોની તરંગલંબાઈ કરતાં વધારે હોય છે. પરિણામે રેડિયો-ટેલિસ્કોપ પ્રકાશીય ટેલિસ્કોપ કરતાં ઘણો મોટો હોવો જરૂરી છે; જેથી રેડિયો-તરંગોને તીક્ષ્ણ રીતે કેન્દ્રિત કરી શકાય. રેડિયો-ટેલિસ્કોપ ઘણો મોટો હોવા છતાં પ્રકાશીય ટેલિસ્કોપની જેમ તેને પદાર્થ ઉપર તીક્ષ્ણ રીતે કેન્દ્રિત કરી શકાતો નથી. નબળા (મંદ) વિદ્યુત-ચુંબકીય તરંગોને પ્રકાશીય ટેલિસ્કોપ ભેગા કરી શકતો નથી. તેને રેડિયો-ટેલિસ્કોપ પારખી શકે છે અને ભેગા કરી શકે છે. આથી વિશ્વને લગતાં સંશોધનો માટે રેડિયો-ટેલિસ્કોપ કારગત નીવડે છે. ઉત્તમ પ્રકાશીય ટેલિસ્કોપ થોડાંક જ અબજ પ્રકાશ-વર્ષ (light year) દૂર રહેલા પદાર્થોને પારખી શકે છે, પણ રેડિયો-ટેલિસ્કોપ લગભગ 16 અબજ પ્રકાશવર્ષ દૂર રહેલા પદાર્થને પારખી શકે છે.
રેડિયો-ટેલિસ્કોપનો ઉપયોગ કરીને ખગોળવિદોએ પહેલાં કલ્પના પણ નહિ કરેલી હોય એવા પદાર્થો શોધી કાઢ્યા છે. આ શોધોમાં પલ્સાર(pulsar)નો સમાવેશ થાય છે. પલ્સારને કુદરતી શક્તિ શાખા-અંતર તારાકીય (intersteller) રેડિયો-દીવાદાંડી પણ કહેવામાં આવે છે. તે ચોક્કસ રીતે સમયસર રેડિયો-તરંગોના સ્પંદો મોકલે છે. ઉપરાંત ક્વેસારો(quasar)ની પણ શોધ રેડિયો-ટેલિસ્કોપ વડે શક્ય બની છે. તે ખૂબ જ તેજસ્વી તારા જેવો પદાર્થ છે અને તે વિપુલ પ્રમાણમાં રેડિયો-તરંગો પેદા કરે છે.
રેડિયો-ટેલિસ્કોપ વડે અવકાશમાં રહેલા કેટલાય પ્રકારના અણુઓ પણ શોધી કાઢ્યા છે. આ પ્રકારના અણુઓએ પૃથ્વી ઉપર જીવન-વિકાસમાં મહત્ત્વનો ભાગ ભજવ્યો છે.
રેડિયો–ટેલિસ્કોપનું કાર્ય : ઘણાખરા રેડિયો-ટેલિસ્કોપ પરવલયાકાર (parabolic) પરાવર્તક (દર્પણ) ધરાવે છે. તેને ડિશ-એરિયલ પણ કહે છે. તેના વડે અવકાશમાંથી આવતા તરંગોને એકઠા કરવામાં આવે છે. આ પરાવર્તકો તાર અથવા ધાતુની શીટના બનેલા હોય છે. આ ટેલિસ્કોપમાં એવી એક મોટર જોડેલી હોય છે, જે પરાવર્તકને અવકાશીય પદાર્થ તરફ ફેરવી શકે છે. આ પરાવર્તક રેડિયો-તરંગોને એક નાના રેડિયો-એરિયલ ઉપર કેન્દ્રિત કરે છે, જે તેમનું વિદ્યુત-સંકેત(signal)માં રૂપાંતર કરે છે, રેડિયોગ્રાહી (receiver) ઍન્ટેનામાંથી તરંગો લે છે અને ખગોળવિદ ઇચ્છા પ્રમાણે તેને સમસ્વરિત (tune) કરે છે, ગ્રાહી સંકેતનું વિવર્ધન (amplification) કરે છે અને પછી તેની નોંધ કરે છે. સંકેતોને આલેખ-પત્ર ઉપર તરંગ-સ્વરૂપે અથવા તો ટેપ ઉપર નોંધવામાં આવે છે. ગ્રાહી વડે મેળવેલા તરંગોનું એકત્રીકરણ કરી કમ્પ્યૂટર વડે વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે અને પછી પદાર્થનું ચિત્ર તૈયાર કરવામાં આવે છે.
કેટલીક વખત એક રેડિયો-ટેલિસ્કોપને બદલે બે કે વધુ રેડિયો-ટેલિસ્કોપ જોડવામાં આવે છે, જેથી પદાર્થનું તીક્ષ્ણ પ્રતિબિંબ મળે છે. આ રીતે જોડેલા રેડિયો-ટેલિસ્કોપને ખગોળવિદો કેટલીક વખત રેડિયો-ઇન્ટરફેરૉમિટર (interferometer) કહે છે. જેમ પાયા-રેખા (base-line) લાંબી એટલે કે બે ટેલિસ્કોપ વચ્ચે જેટલું વધારે અંતર તેટલી વધારે સારી રીતે પદાર્થને કેન્દ્રિત કરી શકાય છે.
ખગોળવિદો પાયા-રેખા ઘણી મોટી બનાવીને લાંબો રેડિયો-ટેલિસ્કોપ બનાવે છે. કેટલીક વખત તો બે જુદા જુદા ખંડોમાં આવેલા રેડિયો-ટેલિસ્કોપ જોડવામાં આવે છે. આ બંને રેડિયો-ટેલિસ્કોપ એક જ પદાર્થનું અવલોકન કરે છે અને સંકેતોની નોંધ કરે છે. ત્યારબાદ કમ્પ્યૂટર-સંકેતોને સરખાવે છે. આ રીતે ખગોળવિદોને રેડિયો-સ્રોતનું ચિત્ર પ્રકાશીય ટેલિસ્કોપના ચિત્ર કરતાં 1,000 ગણું વધારે તીક્ષ્ણ મળે છે.
વેરી લૉંગ બેઝ લાઇન એરે(VLBA)ના નામે ઓળખવામાં આવતું આ રેડિયો-ટેલિસ્કોપતંત્ર હાલ યુ.એસ.માં તૈયાર થઈ રહ્યું છે. હવાઈથી વર્જિન ટાપુઓ વચ્ચે 10 પરાવર્તકો જોડીને આ તંત્ર બનાવેલું છે. આ તંત્ર વડે આજ સુધી ન મળ્યાં તેવાં સ્પષ્ટ ચિત્રો મળી શકે તેમ છે.
કેટલાક રેડિયો-ટેલિસ્કોપ ચંદ્ર અને બીજા ગ્રહો ઉપર શક્તિશાળી રેડિયો-તરંગો મોકલી શકે છે. ચંદ્ર કે ગ્રહ ઉપરથી પરાવર્તન પામેલા રેડિયો-તરંગોને આ ટેલિસ્કોપ પાછા પકડી પાડે છે. આ પદ્ધતિને ખગોળવિદો રડાર ખગોળવિદ્યા (radar astronomy) કહે છે; કારણ કે તે રડારના સિદ્ધાંત મુજબ તરંગો પકડે છે. રેડિયો-પડઘાઓ- (echoes)નો અભ્યાસ કરીને ચંદ્ર કે ગ્રહનું અંતર માપી શકાય છે.
અમેરિકન ઇજનેર કાર્લ સી. જાન્સ્કીએ અવકાશમાંથી આવતા રેડિયો-તરંગો શોધી કાઢ્યા. 1930માં અમેરિકન ઍમેટર ગ્રેટ રીબરે પ્રથમ રેડિયો-ટેલિસ્કોપ તૈયાર કર્યો. 1945માં બીજા વિશ્વયુદ્ધનો અંત આવતાં ઑસ્ટ્રેલિયા, ઇંગ્લૅન્ડ અને નેધરલૅન્ડ્ઝના ખગોળવિદોએ રેડિયો-ટેલિસ્કોપનો ઉપયોગ કરીને પ્રયોગો કર્યા.
બ્રિટિશ ખગોળવિદ સર બર્નાર્ડ લોવેલે 1957માં જંગી રેડિયો-ટેલિસ્કોપ તૈયાર કર્યો. ઇંગ્લૅન્ડના માંચેસ્ટરમાં આવેલ જૉડ્રેલ બૅંક વેધશાળામાંના આ ટેલિસ્કોપનો પરાવર્તક 76 મીટરનો વ્યાસ ધરાવે છે. વેરી લાર્જ એરે(VLA)ના નામે જાણીતો ટેલિસ્કોપ યુ.એસ.માં મેક્સિકોના સોકોરો (Socorro) નજીક આવેલ છે. તે 25 મીટર વ્યાસવાળાં 27 પરાવર્તકો ધરાવે છે. (જુઓ રંગીન આકૃતિ)
આધુનિક ટેક્નૉલોજીની મદદથી માણસે વિશ્વની જાણકારી માટે હરણફાળ ભરી છે. એરેરિલો (પુઅર્ટો રીકો) પ્રકારનો રેડિયો-ટેલિસ્કોપ, જેનો વ્યાસ ત્રણ સો મીટરનો હોય છે, તેના વડે અવકાશને લગતો સૂક્ષ્મ અભ્યાસ કરી શકાય છે. આવા રેડિયો-ટેલિસ્કોપ વડે હવે દૂરના તારા વિશે પણ જાણકારી મેળવવાનું સામર્થ્ય વૈજ્ઞાનિકોમાં આવ્યું છે.
પાર્થિવેતર બુદ્ધિયુક્ત જીવનની ખોજ(SETI – Search for Extra Terrestrial Intelligence)નો કાર્યક્રમ આજે અમેરિકામાં ચાલી રહ્યો છે. આ કાર્યક્રમ વિશ્વદર્શન માટે એક બારી સમાન છે. તેમાં નાસા(NASA)નો મહત્વનો સહયોગ છે. ડેસિમીટર તરંગો માટે સૉલૉન(ફ્રાન્સ)માં નેન્સી ખાતે મોટો રેડિયો-ટેલિસ્કોપ છે. તે લંબચોરસ છે. તેની લંબાઈ 300 મીટર અને પહોળાઈ 40 મીટર છે. આવડો મોટો રેડિયો-ટેલિસ્કોપ હોવા છતાં તે એરેસિબો ટેલિસ્કોપ કરતાં દશમા ભાગનો વિસ્તાર ધરાવે છે. આ બંને રેડિયો-ટેલિસ્કોપ વીસ વર્ષ જૂના છે હાલના હેતુઓ પાર પાડે તે માટે તેમને અદ્યતન કરવામાં આવી રહ્યા છે. તેમની સાથે ભારે શક્તિશાળી કમ્પ્યૂટરો જોડવામાં આવી રહ્યાં છે. આધુનિક બનાવ્યા પછી તે હાલ કરતાં ચારગણા વધારે શક્તિશાળી બનશે, ત્યારે તારાવિશ્વો(galaxies)નાં અવલોકનો માટે પણ કામ લાગશે.
સોવિયેત વિદ્યાર્થી નિકોલાઈ કર્દાશેવે આંતરતારકીય અભ્યાસ માટે કેટલીક રીતો સૂચવી છે. તેમાં એક છે તારા-જૂથના મધ્યસ્થ તારાનો અભ્યાસ. આ માટે સોવિયેત મિલિમીટર-તરંગો ઉપર સંશોધન ચાલુ કર્યું છે. આ હેતુ માટે સમરકંદમાં વિશ્વના મોટામાં મોટા ટેલિસ્કોપનું નિર્માણ શરૂ કરી દીધું છે. કર્દાશેવને આ ટેલિસ્કોપની રચના, નિર્માણ અને વિકાસની જવાબદારી સોંપવામાં આવી છે.
ખગોળ અને ખગોળભૌતિકીના અદ્યતન અભ્યાસ માટે ઉતાકામંડ (ઊટી) ખાતે 550 મીટર લાંબો પરવલયાકાર પરાવર્તક રેડિયો-ટેલિસ્કોપ છેલ્લાં કેટલાંક વર્ષથી કાર્યરત છે. અમદાવાદની ભૌતિક અનુસંધાન પ્રયોગશાળા(પી.આર.એલ.)ના ઉપક્રમે થલતેજ ખાતે રેડિયો-એરે, રામન રિસર્ચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટના ઉપક્રમે મૉરિશિયસમાં મૉરિશિયસ રેડિયો-ટેલિસ્કોપ નોંધપાત્ર કામગીરી બજાવી રહ્યા છે. પુણે નજીક નારાયણગાંવ નજીક જાયન્ટ મીટર રેડિયો-ટેલિસ્કોપ (GMRT) વિશ્વની રચના અને રહસ્યો જાણવા માટે સવિશેષ મદદરૂપ થાય તેમ છે.
ભારતમાં રેડિયો–ટેલિસ્કોપનો વિકાસ : ભારતમાં રેડિયો- એસ્ટ્રૉનોમીની શરૂઆત લગભગ 1952થી થઈ. તે વખતે 100 MHz આવૃત્તિએ કાર્ય કરતા યાત્રી ઍન્ટેનાની રચના કરવામાં આવી, જેના વડે સૌર રેડિયો ઘોંઘાટને મૉનિટર કરવામાં આવતો હતો. ચાર વર્ષ બાદ ભૌતિક અનુસંધાન પ્રયોગશાળા (P.R.L.) (અમદાવાદ) ખાતે ગૅલેક્ટિક રેડિયો ઘોંઘાટ મૉનિટર કરવા માટે તૈયાર કરવામાં આવ્યો. ત્યારબાદ તાતા ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑવ્ ફન્ડામેન્ટલ રિસર્ચ(T.I.F.R.)ના ઉપક્રમે કલ્યાણ (મુંબઈ) ખાતે મોટા રેડિયો-ટેલિસ્કોપનું CSIRO, ઑસ્ટ્રેલિયાની મદદથી નિર્માણ કરવામાં આવ્યું તે 32 પારવલયિક તકતીઓ ધરાવે છે.
રેડિયો-ટેલિસ્કોપની ડિશ
રેડિયો-ટેલિસ્કોપના વિકાસમાં RAC (રેડિયો એસ્ટ્રૉનોમી સેન્ટર – T.I.F.R.), ઇન્ડિયન ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑવ્ ઍસ્ટ્રોફિઝિક્સ (I.I.A.) અને ભૌતિક અનુસંધાન પ્રયોગશાળા(P.R.L.)ની ભૂમિકા મહત્વની રહી છે.
તામિલનાડુની નીલગિરિ ટેકરીઓ ઉપર ઉધગમંડલમ ખાતે ઉટ્ટી રેડિયો ટેલિસ્કોપ (O.R.T.) 1970માં કાર્યરત બન્યો. તે 536 મીટર લાંબા અને 30 મીટર પહોળા પારવલયિક નળાકારો ધરાવે છે. (જુઓ રંગીન આકૃતિ). તેમાં 23 મીટરના અંતરે 24 પારવલયિક ફ્રેમ્સ રાખેલી છે. તાજેતરમાં જ તેની સંવેદિતામાં સારો એવો વધારો કરવામાં આવ્યો છે. રેડિયો-તરંગો ગ્રહણ કરવા માટે આશરે અસરકારક વિસ્તાર 8,000 મીટર2 પ્રાપ્ય છે. O.R.T.ને 12 વિભાગમાં વહેંચેલ છે. 12 ઍન્ટેનામાંથી મળતા સંકેતો ભેગા કરવામાં આવે છે.
VLBI પ્રણાલીની બ્લોક આકૃતિ
થલતેજ (અમદાવાદ નજીક), રાજકોટ અને સૂરત ખાતે 103 MHz આવૃત્તિએ કાર્ય કરતા ત્રણ રેડિયો-ટેલિસ્કોપની રચના કરવામાં આવી છે. હકીકતમાં આ ત્રણે રેડિયો-ટેલિસ્કોપને એકસાથે કાર્યાન્વિત કરવામાં આવે છે જેથી સૌર પવનોના વેગનો ખ્યાલ આવી શકે છે. કેટલાક સ્થાનિક રેડિયો-અવરોધોને કારણે ક્ષતિ પહોંચતાં થલતેજ અને સૂરતના રેડિયો-ટેલિસ્કોપને બંધ કરી દેવામાં આવ્યા છે. રાજકોટનો IPS રેડિયો ટેલિસ્કોપ કાર્યરત છે. (જુઓ રંગીન આકૃતિ 2). તે 64 હરોળો (arrays) ધરાવે છે.
રામન રિસર્ચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટે (R.R.I.) બૅંગલોર નજીક ગૌરીબિડનુર ખાતે ડેકામીટરવેવ ટેલિસ્કોપ તૈયાર કર્યો છે. તેને I.I.T.નો સહયોગ મળ્યો છે. અંગ્રેજી અક્ષર Tના આકારે 1,000 દ્વિધ્રુવોની હારો કરવામાં આવી છે.
પુણેથી ઉત્તરે 80 કિલોમીટર દૂર નારાયણગાંવ પાસે ખોદાદ ખાતે જાયન્ટ મીટરવેવ રેડિયો-ટેલિસ્કોપ (GMRT) લગભગ પૂરો થવાની તૈયારીમાં છે. કાર્યરત બનશે ત્યારે તે મીટરવેવ બૅન્ડમાં જગતનો અતિસંવેદનશીલ અને સુવિધાપૂર્ણ ટેલિસ્કોપ હશે. તે 45 મીટર વ્યાસવાળી ઘુમાવી શકાય તેવી 30 પારવલયિક તકતીઓ ધરાવે છે (જુઓ રંગીન ચિત્ર 3). તેમાં GMRTની માત્ર એક જ ડિશ બતાવેલી છે. આ રેડિયો-ટેલિસ્કોપ 50, 150, 233, 327, 610 અને 1,420 MHz એમ છ આવૃત્તિએ કાર્ય કરશે.
GMRT એ સર્વતોમુખી ઉપકરણ હશે જે વિવિધ ખગોલીય પિંડો અને ઘટનાઓને શોધી કાઢવા સક્ષમ હશે. તેના વડે સૂર્ય, સૌર પ્રણાલી, ગ્રહીય નેબ્યુલા, રેડિયો તારાઓ, પલ્સાર, મીટરવેવ પરિવર્તનશીલતા, બાહ્યગેલૅક્ટિક રેડિયોસ્રોતના માનચિત્રણ (mapping) અને બ્રહ્માંડને લગતાં સંશોધનનો અભ્યાસ કરી શકાશે.
વધુ સારા કોણીય વિભેદન માટે ખગોળવિદોને એક જ ટેલિસ્કોપને બદલે ‘વેરી લૉંગ બેઝ લાઇન’ ઇન્ટરફેરૉમિટર(VLBI)નો ખ્યાલ વધુ ઉચિત લાગ્યો. વધુ ને વધુ કોણીય વિભેદન માટે બે, ત્રણ કે વધુ રેડિયો-ટેલિસ્કોપને દૂર દૂર રાખવામાં આવે છે. આમાંથી છિદ્ર-સંશ્લેષણ(aperture synthesis)નો નવો જ ખ્યાલ પ્રગટ થયો, જેમાં ઘણા બધા ટેલિસ્કોપ શક્ય તેટલા દૂર ને દૂર રાખવામાં આવે છે. ભારત પાસે હાલમાં મીટરવેવ બૅન્ડ અને મિલિમીટરમાં કાર્ય કરતા રેડિયો-ટેલિસ્કોપ છે. રેડિયો એસ્ટ્રૉનોમીના સંશોધન માટે 1.5 GHz અને 45 GHz વચ્ચેની આવૃત્તિઓ વધુ અનુકૂળ છે. P.R.L.ના વિજ્ઞાનીઓના જૂથે સૂચવ્યું છે કે 25 મીટર VLBI ડિશ તૈયાર કરવી અને તેનો વિવિધ રીતે ઉપયોગ કરવો.
પૃથ્વીને ફરતે રેડિયો ઍન્ટેના (earth orbiting radio antenna) ઉમેરવાથી VLBI હારથી ઉચ્ચ વિભેદન અને વધુ સંવેદિતા ઉપલબ્ધ થાય છે. આવી રચનાને Space VLBI કહે છે. P.R.L.ના ખગોળવિજ્ઞાનીઓએ VLBI અને Space VLBIના સંયુક્ત આયોજનનું સૂચન કર્યું છે.
આનંદ પ્ર. પટેલ