હેલે, જ્યૉર્જ એલેરી (George Ellery Hale) (જ. 29 જૂન 1868, શિકાગો, ઇલિનૉય, યુ.એસ.; અ. 21 ફેબ્રુઆરી 1938, પેસેડેના, કૅલિફૉર્નિયા, યુ.એસ.) : અમેરિકાનો અગ્રગણ્ય ખગોળશાસ્ત્રી. સૌર ખગોળભૌતિકવિજ્ઞાનમાં અગ્રેસર. તારક-વર્ણપટ અને સૌર-વર્ણપટ તેમજ સૌરકલંકો સંબંધિત મહત્વનાં સંશોધન કરનાર.
જ્યૉર્જ એલેરી હેલે
અમેરિકાની યર્કિઝ ઑબ્ઝર્વેટરી, માઉન્ટ વિલ્સન ઑબ્ઝર્વેટરી અને માઉન્ટ પાલોમર ઑબ્ઝર્વેટરી – માત્ર અમેરિકાની જ નહિ, દુનિયાની પણ આ ત્રણ અગ્રગણ્ય વેધશાળાઓનો સ્થાપક. આ વેધશાળાઓમાં તેણે બનાવેલાં દૂરબીનોએ ખગોળવિજ્ઞાનને આગળ ધપાવવામાં નોંધપાત્ર પ્રદાન કર્યું છે. આ ઉપરાંત બીજી નાની અનેક વેધશાળાઓનો સ્થાપક. આયુષ્યનાં 40 જેટલાં વર્ષ તેણે એકએકથી ચઢિયાતાં વિશાળ દૂરબીનો બનાવવામાં ગાળ્યાં.
એક કાળે દુનિયામાં ચાર મોટાં દૂરબીનો હતાં, જેમના નિર્માણમાં તેનો સિંહફાળો હતો. આમાં યર્કિઝ વેધશાળાના 1 મીટરના વર્તક (refractor); માઉન્ટ વિલ્સન વેધશાળાના 1.5 મીટર અને 2.5 મીટરના બે પરાવર્તકો (reflectors) અને માઉન્ટ પાલોમરના 5 મીટરના પરાવર્તક દૂરબીનોનો સમાવેશ થાય છે. આ ઉપરાંત સૂર્ય અને તારાઓના વર્ણપટના અભ્યાસ માટે તેણે ઘણાં ઉપકરણો બનાવ્યાં હતાં, જેમાં ‘સ્પેક્ટ્રોહિલિયૉગ્રાફ’ અને ‘સ્પેક્ટ્રોહિલિયૉસ્કોપ’ જેવાં યંત્રોનો પણ સમાવેશ થાય છે.
હેલેનો જન્મ ધનિક પરિવારમાં થયો હતો. તેના પિતા ઇજનેર હતા અને લિફ્ટ (એલિવેટર) નિર્માણ કરવાના વ્યવસાય સાથે સંકળાયેલા હતા. પ્રાથમિક શિક્ષણ ઑક્લૅન્ડની પબ્લિક સ્કૂલમાં અને આદમ એકૅડેમીમાં. ઈ. સ. 1890માં ‘એમઆઈટી’(The Massachusetts Institute of Technology : MIT)માંથી ભૌતિકવિજ્ઞાનમાં સ્નાતક. નાની વયે જ ખગોળરસિયાઓના સંપર્કમાં આવવાને કારણે હેલેને વિજ્ઞાન અને ખગોળમાં રસ જાગ્યો હતો. તેના પિતાએ નાની વયે તેમજ યુવાન થયો ત્યાં સુધી નાનાં-મોટાં દૂરબીનો તથા વિવિધ વર્ણપટમાપકો (spectrometers) લાવી આપ્યાં હતાં. આવા શોખને કારણે ઈ. સ. 1890ના અરસામાં પૂર્વસ્નાતક થયા પહેલાં જ, તેણે એક નવા પ્રકારનું યંત્ર બનાવ્યું હતું, જે આજે સ્પેક્ટ્રોહિલિયૉગ્રાફ નામે ઓળખાય છે. આ સાધનની શોધે તેને સૌર-ભૌતિકવિજ્ઞાનમાં કાયમી રસ પેદા કર્યો. બાકીનું ઉચ્ચ શિક્ષણ અનુક્રમે હાર્વર્ડ કૉલેજ વેધશાળા (1889–90) અને બર્લિન યુનિવર્સિટી(1893–94)માંથી લીધું. અહીં હેલ્મોલ્ટ્ઝ (1821–1894), પ્લાંક (1858–1947) અને કૂંટ (Kundt : 1839–1894) જેવા જર્મન વૈજ્ઞાનિકો સાથે થોડો સમય કામ કર્યું. બર્લિન યુનિવર્સિટીમાં જોડાયો ત્યારે તેનું લક્ષ્ય ડૉક્ટરેટ કરવાનું હતું; પરંતુ તે સમયે પણ તે સંશોધનોની અને જાહેર પ્રવૃત્તિઓમાં એટલો વ્યસ્ત હતો કે મૂળ ધ્યેય પછી ક્યારેય હાંસલ કરી શક્યો નહીં. એ દિવસોમાં પણ તે વિજ્ઞાનજગતમાં ઠીકઠીક જાણીતો હતો.
માઉન્ટ પાલોમરનું 5 મીટરનું હેલે ટેલિસ્કોપ
ઈ. સ. 1890માં તે કેનવૂડ ઍસ્ટ્રૉફિઝિકલ ઑબ્ઝર્વેટરીના સંચાલક તરીકે અને Beloit Collegeમાં ઍસ્ટ્રૉફિઝિક્સના પ્રૉફેસર (1891–93) તરીકે જોડાયો. કેનવૂડ ઍસ્ટ્રૉફિઝિકલ ઑબ્ઝર્વેટરી તો અંગત હતી અને તેના પિતા વિલિયમ હેલે(William E. Hale)એ તે જ વર્ષે હેલેના ખગોળરસને ધ્યાનમાં લઈને સ્થાપી હતી. શિકાગોની નજદીક કેનવૂડ ખાતે આવેલા તેના કૌટુંબિક ઘરમાં જ આ વેધશાળા આવેલી હતી. તેમાં 300 મિમી.નું એક વર્તક દૂરબીન વસાવવામાં આવ્યું હતું. અહીંથી ઈ. સ. 1891થી 1895 સુધી આ દૂરબીન અને પોતે બનાવેલા સ્પેક્ટ્રોહિલિયૉગ્રાફ તથા અન્ય સાધનોથી સૂર્યનો સઘન અભ્યાસ હાથ ધર્યો અને પોતાનાં શોધેલાં ઉપકરણોને સંસ્કાર્યાં.
તે પછી શિકાગો યુનિવર્સિટીમાં ઈ. સ. 1892થી 1904 દરમિયાન ખગોળશાસ્ત્રના પ્રોફેસર તરીકે શિક્ષણકાર્ય કર્યું. સન 1892થી 1895 ‘Astronomy and Astrophysics’ સામયિકના સહાયક તંત્રી તરીકે અને 1895માં અમેરિકાના બીજા એક ખગોળભૌતિકવિજ્ઞાની સાથે મળીને પ્રતિષ્ઠિત ‘Astrophysical Journal’ સામયિક ચાલુ કર્યું. 1899માં સ્થપાયેલી American Astronomical Societyમાં તેનો મોટો હિસ્સો હતો. આ ઉપરાંત ‘International Astronomical Union’ સ્થાપવામાં પણ તેણે મહત્વની ભૂમિકા ભજવી હતી.
આ દરમિયાન હેલેની એક પ્રતિષ્ઠિત ખગોળજ્ઞ તરીકે ખ્યાતિ પ્રસરી હતી. આ અરસામાં તેનો પરિચય શિકાગોના ઉદ્યોગપતિ ચાર્લ્સ યર્કિઝ (Charles Tyson Yerkes : 1837–1905) સાથે થયો. જ્યૉર્જ હેલે તેમને એક મોટા દૂરબીન અને તે માટેની ઇમારત માટે દાન આપવાનું સમજાવી શક્યો. ઈ. સ. 1892માં આ ઉદ્યોગપતિએ દાન આપતા શિકાગોમાં ત્યાંની યુનિવર્સિટી સાથે સંલગ્ન ‘યર્કિઝ ઑબ્ઝર્વેટરી’ની સ્થાપના થઈ (1897). કેનવૂડ વેધશાળાનાં બધાં જ ઉપકરણો તેણે શિકાગો યુનિવર્સિટીને દાન કર્યાં, જે પછી યર્કિઝ વેધશાળા ખાતે લઈ જવાયાં. આ વેધશાળામાં ઈ. સ. 1897માં તેણે 1 મીટરના વર્તક દૂરબીનનું નિર્માણ કર્યું, જે આજે પણ આ પ્રકારનું દુનિયાનું સહુથી મોટું દૂરબીન છે. ઈ. સ. 1895થી 1904 દરમિયાન તેણે યર્કિઝ વેધશાળાના વ્યવસ્થાપક અને નિયામક તરીકે કામગીરી બજાવી.
તે પછી જ્યૉર્જ હેલેને વધુ મોટા, વધુ કાર્યક્ષમ દૂરબીનોની અગત્ય સમજાતાં આ માટે તેણે સંખ્યાબંધ વેધશાળાઓની સ્થાપના કરી અને તેના વ્યવસ્થાપક અને નિયામક તરીકે કામ કર્યું, જેમાં યર્કિઝ ઑબ્ઝર્વેટરી ઉપરાંત, માઉન્ટ વિલ્સન ઑબ્ઝર્વેટરી અને પોતાની હેલે સૌર લૅબોરેટરી(Hale Solar Laboratory)નો સમાવેશ થાય છે.
યર્કિઝ ઑબ્ઝર્વેટરીની સ્થાપના પછી તેણે વૉશિંગ્ટનના કાર્નેગી ઇન્સ્ટિટ્યૂટની મદદથી કૅલિફૉર્નિયામાં માઉન્ટ વિલ્સન ઑબ્ઝર્વેટરીની સ્થાપના કરી અને 1904થી 1923 સુધી તેના વ્યવસ્થાપક અને નિયામક તરીકે સેવા આપી. જ્હૉન ડી. હૂકર (1837–1910 ) નામના વેપારીના દાનથી 2.5 મીટરના દર્પણ(પરાવર્તક)વાળા ટેલિસ્કોપનું નિર્માણ કર્યું (1917). આ દૂરબીન ‘હૂકર ટેલિસ્કોપ’ના નામથી મશહૂર થયું. હૂકર ટેલિસ્કોપના યોગ્ય ઉપયોગ માટે માઉન્ટ વિલ્સન ખાતે તેણે હાર્લો શેપ્લે (Harlow Shapley : 1885–1972) અને ઍડવિન હબલ (Edwin Hubble : 1889–1953) જેવા ખગોળવિજ્ઞાનીઓને તેમનું ભણતર પૂરું થતાં જ આમંત્ર્યા અને તેમના સહયોગથી ખગોલીય સંશોધનોને નવી દિશામાં વાળ્યાં. તેનો પોતાનો રસ સૂર્યના અભ્યાસમાં હતો તેમ છતાંય, આ બંને યુવાન સંશોધકોને તેણે મંદાકિની (galactic) અને બાહ્યમંદાકિની (extragalactic) ખગોળમાં રસ લેવા પ્રેર્યા. તે પછીનાં 30 વર્ષ સુધી દુનિયામાં હૂકર ટેલિસ્કોપ એકમાત્ર ટેલિસ્કોપ હતું. જેની મદદથી હબલ અને તેના સાથીઓએ બ્રહ્માંડ વિસ્તાર પામે છે તેવું શોધેલું.
માઉન્ટ વિલ્સન વેધશાળામાં સૂર્યના અભ્યાસ માટે 1905માં હેલેએ એક ખાસ પ્રકારનું – ક્ષૈતિજ સોલાર (horizontal solar) ટેલિસ્કોપ બનાવડાવ્યું, જે હેલેન ઈ. સ્નો નામની શિકાગોની મહિલાએ તેના પિતાની યાદગીરીમાં કરેલા દાનમાંથી બનાવવામાં આવેલું. તેથી આ ટેલિસ્કોપને ‘સ્નો સોલાર ટેલિસ્કોપ’ નામ આપવામાં આવ્યું. સૂર્યના અભ્યાસ માટે પૂરેપૂરું સમર્પિત તે પહેલું ટેલિસ્કોપ હતું. હકીકતે ‘સ્નો સોલાર ટેલિસ્કોપ’ તે જ નામથી મૂળે યર્કિઝ વેધશાળામાં હતું; પરંતુ અહીં સૂર્યનું નિરીક્ષણ વધુ સારી રીતે થઈ શકશે તેવું લાગતાં તેને માઉન્ટ વિલ્સન વેધશાળામાં લાવવામાં આવ્યું અને 1905થી તે કામ કરતું થયું. આ ઉપરાંત સૂર્યના અભ્યાસ માટે કેટલાંક વિશિષ્ટ સૌર દૂરબીનો (ટાવર દૂરબીનો) પણ તેની દેખરેખ હેઠળ બન્યાં.
પેસેડેનામાં આવેલા ‘થ્રૂપ પૉલિટેક્નિક ઇન્સ્ટિટ્યૂટ’(Throop Polytechnic Institute)ના ગવર્નિંગ બૉડીમાં જ્યારે તે ચૂંટાયો ત્યારે આ સંસ્થાને ખાસ કોઈ જાણતું પણ ન હતું અને વિદ્યાર્થીઓની સંખ્યા પણ ઘણી ઓછી હતી; પરંતુ તેની વ્યવસ્થા અને કુશળ સંચાલનની કાબેલિયતને કારણે આ સંસ્થાને તેણે ‘કૅલિફૉર્નિયા ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑવ્ ટેક્નૉલોજી’(Caltech)ના નામ હેઠળ સંશોધન યુનિવર્સિટીમાં ફેરવી અને આંતરરાષ્ટ્રીય ધોરણે જાણીતી કરવામાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવી.
કામના અત્યંત દબાણને કારણે ‘નર્વસ બ્રેકડાઉન’ થવાથી ઈ. સ. 1923માં માઉન્ટ વિલ્સન વેધશાળાના નિયામક તરીકે તેણે રાજીનામું આપ્યું; પરંતુ તે પછી થોડાં વર્ષ બાદ (ઈ. સ. 1928માં) રૉકફેલર ફાઉન્ડેશનની માતબર આર્થિક સહાયથી પાલોમર વેધશાળાના 5 મીટરનું દૂરબીન અને વેધશાળા સ્થાપવાના કામમાં લાગી ગયો. જોકે 1930માં આરંભાયેલું દૂરબીનનું નિર્માણકાર્ય, લગભગ 20 વર્ષ બાદ (1948) પૂરું થયું ત્યારે તેને જોવા તે હયાત ન હતો. તેથી તેને અંજલિ રૂપે આ દૂરબીનને ‘હેલે ટેલિસ્કોપ’ નામ આપવામાં આવ્યું.
સૂર્યનો અભ્યાસ કરવા ઘણી વાર એકવર્ણી (monochromatic) પ્રકાશમાં એનો ફોટો પાડવામાં આવે છે. આ માટે જે સાધનનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે તેને સ્પેક્ટ્રોહિલિયૉગ્રાફ કહે છે. આનો અર્થ એ થયો કે આ સાધનથી સૂર્યની નિશ્ચિત તરંગલંબાઈના પ્રકાશમાં ફોટા લઈ શકાય છે. આ અગાઉ જોયું તેમ, આ સ્પેક્ટ્રોહિલિયૉગ્રાફની શોધ જ્યૉર્જ હેલેએ કરી હતી. આ સાધનની મદદથી હેલેએ સૂર્યની એવી છબી પાડી કે જેમાં તપ્ત થયેલા એકલા કૅલ્શિયમમાંથી ઉત્સર્જિત થતો પ્રકાશ જ ઝિલાયો હોય. આના પરથી સૂર્યના વાયુમંડળમાં કૅલ્શિયમના વિતરણ (વહેંચણી) સંબંધી જાણકારી મળી. આ સાધનના આવા ગુણને કારણે સૂર્યના સહુથી બહારના સ્તરના રાસાયણિક બંધારણ અને સ્વરૂપ સંબંધી વિગતે અભ્યાસ કરી શકાયો. તે પછી તેણે સ્પેક્ટ્રોહિલિયૉગ્રાફમાં સુધારા કરીને વર્ણપટને જોઈ શકાય તેવું એક નવું સાધન બનાવ્યું, જે સ્પેક્ટ્રોહિલિયૉસ્કોપ કહેવાય છે. તેમાં વર્ણપટના ફોટા લેવાની જરૂર રહેતી નથી. આ ઉપકરણથી એકવર્ણી પ્રકાશમાં સૂર્યની સપાટી અને આસપાસના ભાગની વિગતો જોઈને અભ્યાસ કરી શકાય છે.
ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં આવેલો પરમાણુ શક્તિનો ત્યાગ કરે છે કે પછી શક્તિને આત્મસાત્ કરે છે તે મુજબ તેના વર્ણપટની રેખાઓ બે અલગ અલગ રેખાઓમાં વિભક્ત થઈ જાય છે. આનો ઉપયોગ કરીને પરમાણુની સંરચના સંબંધી સૂક્ષ્મ જાણકારી તેમજ તારાઓના બંધારણ સંબંધી માહિતી મેળવી શકાય છે. આ શોધ કરનાર ડચ ભૌતિકશાસ્ત્રી ઝીમન(Pieter Zeeman : 1865–1943)ના નામ પરથી આને ‘ઝીમન અસર’ કહેવાય છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, જો કોઈ અવકાશી પિંડમાં ‘ઝીમન અસર’ જોવા મળે તો તે ચુંબકીય ક્ષેત્ર ધરાવે છે તેવું કહી શકાય. ઈ. સ. 1908માં હેલેએ સૌરકલંકોના વર્ણપટનો અભ્યાસ કરીને શોધી કાઢ્યું કે સૂર્યના કલંકો ‘ઝીમન અસર’ દર્શાવે છે, મતલબ કે સૂર્યકલંકો પ્રબળ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ધરાવે છે. પૃથ્વીને બાદ કરતાં અન્ય કોઈ અવકાશી પિંડમાં આવું ચુંબકીય ક્ષેત્ર આ અગાઉ ક્યારેય શોધાયું ન હતું. હેલેએ સૌર વમળો(solar vortices)ની પણ શોધ કરી. 1905માં તેણે સાબિત કર્યું કે સૌરકલંકો સૂર્ય સપાટી પરના; તપ્ત નહિ, પણ આસપાસની સપાટીના પ્રમાણમાં ઠંડા વિસ્તારો છે. અમેરિકાના ખગોળવિદ આદમ્સ (Walter S. Adams : 1876–1956) સાથે મળીને તેણે સૌરકલંકો સંબંધી વધુ મહત્વની શોધ કરી. ઈ. સ. 1919માં તેણે (આદમ્સના સહકારથી) શોધી કાઢ્યું કે સૂર્યકલંકોનું ચુંબકીય ધ્રુવત્વ (polarity) દર 22–23 વર્ષે પલટી મારે છે ઊલટું થાય છે. ઊલટ-સૂલટ થતું સૂર્યકલંકોનું આ ચક્ર ‘Hale cycle’ નામથી ઓળખાય છે.
જ્યૉર્જ હેલેના માનમાં 1970થી પાલોમર ઑબ્ઝર્વેટરી, માઉન્ટ વિલ્સન ઑબ્ઝર્વેટરી તથા પાછળથી ‘બીગ બેઅર સોલાર ઑબ્ઝર્વેટરી’ (BBSO) અને ‘લાસ કંપાનાસ ઑબ્ઝર્વેટરી’(LCO)ના સંકુલને સંયુક્તપણે ‘હેલે ઑબ્ઝર્વેટરીઝ’ એવા એક નામથી ઓળખવામાં આવે છે. આ ઉપરાંત પાલોમર વેધશાળાના પ્રખ્યાત 5 મીટરના દૂરબીનને, તેમજ ચંદ્ર અને મંગળ પર આવેલાં જ્વાલામુખોને અને ‘લઘુગ્રહ–1024’ને તેનાં નામ આપવામાં આવ્યાં છે.
હેલેએ સંખ્યાબંધ સંશોધન-નિબંધો ઉપરાંત કેટલાંક પુસ્તકો પણ લખ્યાં છે, જેમાં ‘The Study of Stellar Evolution’ (1908), ‘Work of a Mountain Observatory’ ,‘‘Ten Years’ Work of a Mountain Observatory’’ (1915), ‘Beyond the Milky Way’ (1926) અને ‘Signals from the Stars’ (1931) મુખ્ય ગણી શકાય.
સુશ્રુત પટેલ