જેમ્સ વેબ અંતરિક્ષ દૂરબીન (James Web Space Telescope – JWST): અધોરક્ત કિરણો દ્વારા ખગોળીય અભ્યાસ માટે કરવામાં આવતી રચના. 1961થી 1968 દરમિયાન નાસાના મર્ક્યુરી, જેમિની અને ઍપોલો કાર્યક્રમના વહીવટકર્તા જેમ્સ ઇ. વેબ(1906-1992) ની સ્મૃતિમાં આ દૂરબીનનું નામકરણ થયું છે. અત્યાર સુધીમાં અંતરિક્ષમાં સ્થાપેલા આ સૌથી વિશાળ દૂરબીનમાં ઉચ્ચ વિઘટનવાળા (high-resolution) અને અતિ સંવેદનશીલ ઉપકરણો ગોઠવેલા છે. તેનાથી ખૂબ જૂના, અતિ દૂરના તેમજ ઝાંખા ખગોળીય પદાર્થો (પિંડો) જોઈ શકાય છે જે હબ્બલ અંતરિક્ષ દૂરબીન માટે દુષ્કર હતું. આ દૂરબીનથી ખગોળશાસ્ત્ર અને બ્રહ્માંડવિજ્ઞાનનાં અનેક ક્ષેત્રોનું ખેડાણ કરવામાં આવે છે; જેમ કે, પ્રથમ તારાઓનું અવલોકન અને પ્રથમ આકાશગંગાઓ(Galaxy)ની રચના અને સંભવિત માનવવસવાટ યોગ્ય બાહ્યગ્રહો(Exoplanets)ની વાતાવરણીય લાક્ષણિકતાનો વિગતવાર અભ્યાસ. અધોરક્ત તરંગપટમાં લાંબા તરંગલંબાઈના તરંગોથી વેબ દૂરબીન અવલોકન કરે છે. અધોરક્ત તરંગપટના પ્રતાપે તેના અરીસાનો વ્યાસ હબ્બલ દૂરબીન કરતાં 2.7 ગણો મોટો હોવા છતાં તે વધુ સ્પષ્ટ (Sharp) છબીઓ મેળવે છે.
આ દૂરબીનને 25 ડિસેમ્બર, 2021ના રોજ કૌરૂ (Kourou), ફ્રેંચ ગુયાનથી એરિયન 5 રૉકેટ દ્વારા પ્રક્ષેપિત કરવામાં આવ્યું હતું. આ પ્રકલ્પની અંદાજિત આવરદા 20 વર્ષની છે. પ્રક્ષેપણ સમયે તેનું દળ 6500 કિલોગ્રામ અને કદ અંદાજે 21 × 14 મીટર હતું. પૃથ્વીથી લગભગ 15 લાખ કિલોમીટર દૂર સૂર્ય-પૃથ્વીના લેગ્રેંજ બિંદુની પરિક્રમા કરતી એક સૌર ભ્રમણકક્ષા(Halo Orbit)માં તે જાન્યુઆરી 22માં પહોંચ્યું હતું. દૂરબીનનું સ્થાન L2 થી 2,50,000 અને 8,32,000 કિમી. વચ્ચે બદલાતું રહે છે જેને લીધે પૃથ્વી કે ચંદ્રનો પડછાયો તેના પર પડતો નથી. દૂરબીને લીધેલી પહેલી તસવીર 11 જુલાઈ, 2022ના રોજ જાહેર જનતા માટે પ્રદર્શિત કરવામાં આવી હતી.
વેબ દૂરબીનની ડિઝાઇન અને વિકાસમાં નાસાએ મુખ્ય ભાગ ભજવ્યો હતો અને તેને યુરોપિયન સ્પેસ એજન્સી અને કૅનેડિયન સ્પેસ એજન્સીનો સહયોગ મળ્યો હતો.
સોનાનો ઢોળ ચડાવેલા બેરીલિયમના ષટ્કોણ આકારના 18 અરીસાથી તેનો મુખ્ય અરીસો રચાય છે. સોનાના ઢોળને લીધે અધોરક્ત કિરણોની પરાવર્તકતા મળે છે અને તેને ટકાઉ બનાવવા માટે તેની પર કાચનું પાતળું આવરણ ચડાવવામાં આવ્યું છે. અરીસા સંકુલનો વ્યાસ 6.5 મીટર બને છે. તેને લીધે દૂરબીનનો પ્રકાશ એકત્રિત કરતો વિસ્તાર 25 વર્ગ મીટર બને છે. લાંબી તરંગલંબાઈના દૃશ્યમાન પ્રકાશથી (લાલ) મધ્ય અધોરક્તની (0.6-28.5µm) નિમ્ન આવૃત્તિપટમાં અવલોકન કરવાની ક્ષમતા વેબ દૂરબીન ધરાવે છે. તેનાં પ્રકાશીય ઉપકરણોને 10 નૅનોમીટર સુધીની સચોટતાથી ગોઠવવા માટે 132 નાની નાની મોટરને કામે લગાડાય છે. તેને 50K (-2230C) જેટલા અત્યંત નીચા તાપમાને રાખવું જોઈએ જેથી દૂરબીન દ્વારા ઉત્સર્જિત અધોરક્ત કિરણો એકત્રિત પ્રકાશમાં દખલ ન કરે. દરેક સ્તર વાળથી પણ પાતળા એવા પાંચ સ્તરનું સૂર્યકવચ તેને સૂર્ય, પૃથ્વી અને ચંદ્ર પરથી આવતી ગરમીથી રક્ષણ આપે છે. તેનું દરેક સ્તર બંને બાજુ ઍલ્યુમિનિયમનો ઢોળ ચડાવેલ કેપટોન-ઇ (Kapton E) ફિલ્મનું બનેલું છે.
‘આગામી પેઢીનું અંતરીક્ષ દૂરબીન’ નામ સાથે તેની ડિઝાઇનની શરૂઆત 1996માં થઈ. ત્યારે એક અબજ યુએસ. ડૉલરનો ખર્ચ અંદાજવામાં આવ્યો હતો અને પ્રકલ્પ 2007 સુધીમાં પૂરો કરવાની યોજના હતી, પરંતુ ડિઝાઇનમાં ફેરફારને કારણે પ્રકલ્પ લંબાતો ગયો અને ખર્ચો વધતો ગયો. અંતે 2016માં દૂરબીનનું નિર્માણ થયું અને ત્યારબાદ પાંચેક વર્ષ તેના સર્વાંગી પરીક્ષણમાં ગયાં. લગભગ 10 અબજ યુએસ. ડૉલરની લાગતથી પ્રકલ્પ પૂરો થયો.
જેમ્સ વેબ અંતરિક્ષ દૂરબીનના લાંબા ગાળાનાં અભિયાનો આ મુજબનાં છે:
- બિગબૅંગ (Big Bang – પ્રચંડ ધડાકો) પછી રચાયેલાં પહેલાં ઉપગ્રહો અને આકાશગંગાઓમાંથી આવતાં કિરણોની ભાળ મેળવવી : પ્રચંડ ધડાકા પછી આખુંય બ્રહ્માંડ સતત વિસ્તરતું રહે છે. એટલે કે આપણાં પરિચિત બ્રહ્માંડમાં પહેલાં ઉપગ્રહો અને આકાશગંગાઓ સૌથી દૂર છે અને ઝડપથી વધુ દૂર ખસતાં જાય છે. આ ખૂબ ઝાંખા અંતરિક્ષ પિંડો અને સંરચનાઓને જોવા માટે વેબ દૂરબીનનાં ઉપકરણો અધોરક્ત તરંગપટનો ઉપયોગ કરે છે
- આકાશગંગાઓ(Galaxies)ની રચનાનો અભ્યાસ અને અવલોકન: વર્તમાન માહિતી (Data) મુજબ શિશુ આકાશગંગાઓ (Baby Galaxies) રચાઈ હોય તેવો કોઈ વિસ્તાર શોધી શકાતો નથી. અત્યારની સૌથી સંવેદનશીલ વેધશાળાઓની પહોંચથી તે દૂર છે. આકાશગંગાઓના આકાર અને કદને પ્રભાવિત કરતાં પરિબળોનું વિશ્ર્લેષણ કરવાની આશા ખગોળશાસ્ત્રીઓ રાખે છે. તેનાથી અનિયમિત, લંબગોળ, બાર્ડ (barred) અને સર્પિલ (Spiral) આકાશગંગાઓની રચના પાછળનાં રહસ્યો પામવાં.
- નિહારિકાઓ(Nebulae)માં તારાઓની રચના: ધૂળ અને વાયુના કણોના ઉચ્ચ ઘનતાવાળા વિસ્તાર નિહારિકામાં સામાન્ય રીતે તારાઓ જન્મે છે. ધૂળના કણોના વિશાળ પ્રવાહો શિશુ તારાઓને ઘેરી વળે છે જેનાથી મોટા ભાગનો સામાન્ય દૃશ્યમાન પ્રકાશ અવરોધાય છે. શિશુ તારામાંથી ઉત્સર્જિત થતાં અધોરક્ત કિરણો ધૂળના અવરોધને ભેદે છે તેથી જેમ્સ વેબ અંતરિક્ષ દૂરબીન જેવી શક્તિશાળી અધોરક્ત વેધશાળાઓ તેનું અવલોકન કરી શકે છે.
- બાહ્યગ્રહો(Exo-planets)નું અવલોકન: આપણી સૂર્યમાળાની બહારના ગ્રહોને બાહ્યગ્રહો તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. મોટા ભાગના બાહ્યગ્રહો કોઈ ને કોઈ તારાની પરિક્રમા કરતા હોય છે. JWSTની બે મુખ્ય મહત્ત્વાકાંક્ષાઓ છે: પૃથ્વીની ઉત્પત્તિ અને જીવન કેવી રીતે વિકસ્યું તે અંગે સંશોધન કરવાનું. જ્યાં ગ્રહોનું નિર્માણ થયું તે તારાની આસપાસના કણો શોધવાનું પણ ધ્યેય છે. આ અતિસંવેદનશીલ વેધશાળા ગ્રહોની પ્રણાલીઓની અધોરક્ત છબીઓ મેળવવા માટે સક્ષમ છે.
તેનું એક પ્રચ્છન્ન અભિયાન છે, એલિયન જીવન સ્વરૂપોની શોધ. જીવન કેવી રીતે વિકસ્યું હતું તે સમજવામાં બાહ્યગ્રહોનું સર્વાંગી સંશોધન મદદરૂપ થશે. જીવનની ઉત્પત્તિના સગડ ધરાવતા ધૂમકેતુઓ અને અન્ય ઠંડા પિંડોની તપાસ કરવા માટે JWST પૂરતું શક્તિશાળી છે.
પ્રથમ બે વર્ષમાં (2023 સુધી) અંતરીક્ષ દૂરબીને મોકલેલી છબીઓની મદદથી થયેલાં સંશોધનો બ્રહ્માંડ અને તેમાં થતી ઘટનાઓને વધુ સ્પષ્ટ સમજવામાં મદદરૂપ બન્યાં છે. તે દર્શાવે છે કે ભવિષ્યમાં JWST તેનું ધ્યેય સુપેરે સિદ્ધ કરશે.
ચિંતન ભટ્ટ