ॲस्ट्रोसॅट – भारताची अंतराळातील वेधशाळा

(Published in संवाद... सर्जनशील मनांशी - दिवाळी विज्ञान-तंत्रज्ञान विशेषांक, २०१५)

(By Indian Space Research Organisation (GODL-India), GODL-India, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=97153143)

इसरो या भारतीय अवकाश संशोधन संस्थेने २८ सप्टेंबर २०१५ रोजी सकाळी दहा वाजता ॲस्ट्रोसॅट नावाचा उपग्रह, इतर सहा उपग्रहांबरोबर अवकाशात यशस्वीरीत्या प्रक्षेपित केला आहे. ॲस्ट्रोसॅट म्हणजेच ॲस्ट्रोनॉमी सॅटेलाईट, हा भारताचा पहिलाच खगोलशास्त्रीय उपग्रह आहे जो संपूर्णतः खगोलशास्त्रीय निरीक्षणांसाठी समर्पित असणार आहे. हा उपग्रह म्हणजे भारताची अवकाशातील पहिली खगोलशास्त्रीय प्रयोगशाळाच म्हणता येईल.

अवकाश आणि त्यातील ग्रह-गोलांबद्दल जाणून घेण्याची उत्सुकता ही सर्वांनाच असते. पृथ्वीवर राहून या आश्चर्यकारक खगोलांचा (खगोल म्हणजे अवकाशातील गोल – चंद्र, ग्रह, धूमकेतू, तारे, तारकापुंज, दीर्घिका आणि इतर अवकाशीय वस्तू) अभ्यास आपल्याला करता येतो. या शास्त्राला खगोलशास्त्र तर अभ्यासकांना खगोलशास्त्रज्ञ म्हणतात.

आपल्यापासून कित्येक अब्ज किलोमीटर दूर असणाऱ्या या वस्तूंचा आणि त्याद्वारे आपल्या संपूर्ण विश्वाचा अभ्यास हा अवकाशात प्रत्यक्ष न जाता करणे मानवाला शक्य होते ते प्रकाशामुळे! एखाद्या स्त्रोताकडून निघालेला प्रकाश हा त्या स्त्रोताच्या सर्व माहितीचा साठा असतो म्हणायला हरकत नाही. दुरून येणारे हे प्रकाशकिरण प्रभावीपणे गोळा करण्यासाठी शक्तिशाली दुर्बिणींचा वापर केला जातो. दुर्बिणीच्या मदतीने आपण दूरच्या बिंदुवत दिसणाऱ्या वस्तू विस्तृत किंवा मोठ्या करून तपशीलवार पाहू शकतो. दुर्बीण स्त्रोताकडून येणारा प्रकाश गोळा करून त्याचे मोठे प्रतिबिंब तयार करते आणि या प्रतिबिंबाचे विश्लेषण करून आपल्याला स्त्रोताबद्दल अधिक माहिती मिळवता येते.

सर्वसाधारणपणे प्रकाश हा फक्त आपल्याला दिसणारा असे आपण समजतो. परंतु, प्रकाशाची विविध रूपे असतात.

आपल्याला सर्वसाधारणपणे ‘डोळ्यांना जाणवणारा’ या एकाच प्रकारचा प्रकाश माहीत असतो. या ‘दृश्य’ प्रकाशाची तरंगलांबी ४०० – ७०० नॅनो मीटर (१ नॅनोमीटर = १०-९ मीटर) इतकी असते. दृश्य प्रकाश हा प्रकाशाच्या मोठ्या वर्णपटाचा एक लहानसा भाग आहे. गॅमा किरण (०.०१ नॅनोमीटर पेक्षा लहान), क्ष म्हणजेच एक्स किरण (०.०१ – १ नॅनोमीटर), अतिनील म्हणजेच अल्ट्रा व्हायोलेट किरण (१ – ४०० नॅनोमीटर) हे वर्णपटातील दृश्य प्रकाशापेक्षा कमी तरंगलांबी असणारे प्रकाशकिरण आहेत आणि अवरक्त म्हणजेच इन्फ्रारेड किरण (७०० – १०५ नॅनोमीटर), मायक्रोवेव किरण (१०५ – १०८ नॅनोमीटर) आणि रेडीओ किरण (१०८ नॅनोमीटर पेक्षा लांब) हे वर्णपटातील दृश्य प्रकाशापेक्षा जास्त तरंगलांबी असणारे प्रकाशकिरण आहेत.

खगोलीय स्त्रोतांकडून येणारा प्रकाश म्हणजे वरील वेगवेगळ्या प्रकारच्या प्रकाशांचे मिश्रण असते. स्त्रोतांच्या गुणधर्मांविषयी आणि स्त्रोतांतील रासायनिक आणि भौतिक प्रक्रियांविषयी फक्त दृश्य प्रकाशाच्या निरीक्षणामधून पूर्ण माहिती मिळू शकत नाही. त्यामुळे एखाद्या स्त्रोताची संपूर्ण माहिती हवी असल्यास आपल्याला त्यातून उत्सर्जित झालेल्या प्रत्येक प्रकारच्या प्रकाशाचे निरीक्षण करणे आवश्यक आहे.

(https://www.flickr.com/photos/agathman/5428089105)

वेगवेगळ्या प्रकारच्या प्रकाशाची निरीक्षणे करण्यासाठी आपल्याला वेगवेगळ्या प्रकारच्या दुर्बिणींची आवश्यकता असते. वर्णपटातील फक्त दृश्य व रेडीओ या प्रकारचे प्रकाशकिरण पृथ्वीचे वातावरण भेदून आपल्यापर्यंत पोहोचू शकतात आणि खगोलीय स्त्रोतांकडून येणाऱ्या दृश्य आणि रेडीओ प्रकाशाचा अभ्यास आपल्याला पृथ्वीवरच राहून अनुक्रमे ऑप्टिकल व रेडीओ दुर्बिणींच्या सहाय्याने करता येतो. इतर सर्व प्रकारचे प्रकाशकिरण हे पृथ्वीच्या वातावरणामध्ये शोषले जातात आणि म्हणूनच या प्रकाशाकीरणाच्या निरीक्षणासाठी लागणाऱ्या संवेदनशील दुर्बिणी पृथ्वीच्या वातावरणाबाहेर अवकाशात पाठवाव्या लागतात.

भारताचा ‘ॲस्ट्रोसॅट’ हा उपग्रह अशा निरनिराळ्या तरंगलांबीचे निरीक्षण करणाऱ्या दुर्बिणींचा संच आहे. ॲस्ट्रोसॅट ही संवेदनशील उपकरणे घेऊन आपल्या विषुववृत्तीय कक्षेत पृथ्वीपासून ६५० किलोमीटर वर स्थिरावला आहे. ही उपकरणे पुढीलप्रमाणे आहेत:

UVIT (अल्ट्रा व्हायोलेट इमेजिंग टेलिस्कोप), SXT (सॉफ्ट एक्स रे टेलिस्कोप) LAXPC (लार्ज एरिआ झेनॉन प्रपोर्शनल काउन्टर), CZTI (कॅड्मिअम-झिंक-टेल्युराईड कोडेड-मास्क इमेजर), SSM (स्कॅनिंग स्काय मॉनिटर).

(http://astrosat.iucaa.in/sites/default/files/astrosat_folded_large_0.png)

ह्या उपकरणांद्वारे एकाच खगोलीय स्त्रोताची प्रकाशाच्या वेगवेगळ्या दृष्टीकोनातून (उदा. अतिनील प्रकाश, क्ष किरण व दृश्य प्रकाश) माहिती मिळेल. ही माहिती वापरून पृथ्वीवर राहूनही विश्वातील दूरवरच्या स्त्रोताचा अभ्यास आपण करू शकतो.

‘ॲस्ट्रोसॅट’च्या मदतीने अल्पकालीन परंतु असामान्य तेजस्वी खगोलशास्त्रीय घटनांचा, तसेच अवकाशातील इतर घडामोडींचा सखोल अभ्यास करता येईल. या अभ्यासासाठी विविध प्रकारच्या स्त्रोतांची निरीक्षणे घेण्यात येतील. त्यांपैकी काही वेधक स्त्रोत पुढे नमूद केले आहेत:

• एक्स-रे बायनरी – म्हणजेच द्वैती तारे जे दृश्य प्रकाशापेक्षा खूप जास्त क्ष-किरण प्रकाश उत्सर्जित करतात; म्हणजेच तेथील रासायनिक व भौतिक प्रक्रिया दृश्य प्रकाशापेक्षा क्ष-किरणांच्या उत्सर्जनास कारण ठरतात. आपल्या आकाशगंगेमध्ये क्ष-किरण उत्सर्जित करणारे द्वैती तारे मोठ्या प्रमाणावर असून ते आपल्यास नजीकचे क्ष-किरण स्त्रोत आहेत. या स्त्रोतांचा अभ्यास करून आपणांस अवकाशात घडणाऱ्या तेजस्वी घटनांचा मागोवा घेता येईल.
• AGN – सक्रीय दीर्घिकांचे केंद्रक (ॲक्टिव गॅलक्टिक न्युक्लिअस) – दीर्घिका म्हणजेच अब्जावधी ताऱ्यांचे जन्मस्थान आणि निवासस्थान, उदा. आपली आकाशगंगा. बहुतांशी दीर्घिकांची प्रचंड सक्रीय केंद्रके सर्व प्रकारचा प्रकाश उत्सर्जित करतात. या केंद्रकांच्या अभ्यासाने आपल्याला अती दूरच्या खगोलीय वस्तू शोधण्यास मदत होऊ शकते.
• दीर्घिका-समूह – दीर्घिका-समूह या गुरुत्वाच्या जोरावर बांधल्या गेलेल्या विश्वातील सर्वात मोठ्या रचना आहेत. एका दीर्घिका समूहात शंभर ते कित्येक हजार दीर्घिका असू शकतात. दीर्घिका-समूहांच्या अभ्यासाच्या सहाय्याने विश्वाची उत्पत्ती, उत्क्रांती यांविषयीच्या शोधास चालना मिळेल; तसेच विश्वाच्या शेवटाविषयी आडाखे बांधता येतील. या अभ्यासाने आपणांस कृष्णद्रव्य म्हणजेच डार्क मॅटरबद्दल अधिक माहिती मिळू शकेल.
• स्टेलार कोरोना – म्हणजेच ताऱ्याचे बाह्य वातावरण. स्टेलार कोरोना हे मोठ्या प्रमाणात क्ष-किरण उत्सर्जित करतात. साधारणपणे सर्व नव्या ताऱ्यांभोवती आपल्या सूर्यासारखेच वातावरण (स्टेलार कोरोना) आढळून येते. आपल्या विश्वात असे तारे सर्वत्र आढळतात. या ताऱ्यांच्या वातावरणाचे तापमान त्यांच्या पृष्ठाभागीय तापमानापेक्षा कित्येक हजार पटींनी जास्त असण्याचे कारण अजून अज्ञात आहे. स्टेलार कोरोनाचा सखोल अभ्यास शास्त्रज्ञांना न सुटलेल्या या प्रश्नाचे उत्तर शोधण्यास महत्वपूर्ण ठरेल.

खगोलशास्त्रीय हेतूने अवकाशस्थ करण्यात आलेला हा उपग्रह आपल्याला विश्वातील विविध प्रकाशस्त्रोतांची माहिती देईल आणि ह्या स्त्रोतांचा अभ्यास करून आपले विश्वाबद्दलचे ज्ञान नक्कीच वृद्धिंगत होईल. अचाट विश्वाच्या अफाट पसाऱ्याचे विविध रंग आपणांस दाखवायला भारताचा ‘ॲस्ट्रोसॅट’ अवकाशी सज्ज आहे.

- सोनल थोरवे 

अधिक माहितीसाठी: https://astron-soc.in/outreach/resources/astrosat/