SPHEREx टेलीस्कोप

चर्चा में क्यों :

• नासा (NASA) 28 फरवरी 2025 को स्पेसएक्स फाल्कन 9 रॉकेट के माध्यम से अपनी नई अंतरिक्ष दूरबीन SPHEREx (Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization, and Ices Explorer) को लॉन्च करने के लिए तैयार है। 

UPSC पाठ्यक्रम: प्रारंभिक परीक्षा:  सामान्य विज्ञान। मुख्य परीक्षा:  सामान्य अध्ययन III: आईटी, अंतरिक्ष, कंप्यूटर, रोबोटिक्स, नैनो-टेक्नोलॉजी, जैव प्रौद्योगिकी और बौद्धिक संपदा अधिकारों से संबंधित मुद्दों के क्षेत्र में जागरूकता।

SPHEREx टेलीस्कोप क्या है ?

• SPHEREx (Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization, and Ices Explorer) NASA द्वारा विकसित एक नया अंतरिक्ष दूरबीन है। 
• इसका प्राथमिक लक्ष्य अवरक्त प्रकाश में पूरे आकाश का मानचित्रण करना और ब्रह्मांड की उत्पत्ति, आकाशगंगा निर्माण और जीवन-निर्माण अणुओं के वितरण के बारे में जानकारी प्रदान करना है।
• मिशन की अवधि दो वर्ष होने की उम्मीद है, जिसके दौरान दूरबीन पूरे आकाश का चार बार सर्वेक्षण करेगी।
  • लॉन्च वाहन : स्पेसएक्स फाल्कन 9
  • लॉन्च स्थल : वैंडेनबर्ग स्पेस फोर्स बेस, कैलिफोर्निया
  • मिशन अवधि: 2 वर्ष

SPHEREx टेलीस्कोप का उद्देश्य

• SPHEREx को तीन मौलिक वैज्ञानिक प्रश्नों को संबोधित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है:
• SPHEREx बिग बैंग के बाद ब्रह्मांड की शुरुआती स्थितियों का विश्लेषण करेगा।
• यह कॉस्मिक इन्फ्लेशन का अध्ययन करने के लिए 450 मिलियन आकाशगंगाओं की 3D स्थिति का मानचित्रण करेगा।
• SPHEREx 102 रंगों में पूरे आकाश का इन्फ्रारेड सर्वेक्षण करेगा ताकि यह समझा जा सके कि समय के साथ आकाशगंगाएँ कैसे विकसित हुई हैं।
• दूरबीन हमारी आकाशगंगा में पानी, कार्बन डाइऑक्साइड, मेथनॉल और अन्य जैवजनित अणुओं की पहचान करेगी।
• यह वैज्ञानिकों को यह समझने में मदद करेगा कि ये अणु अंतरिक्ष में कहाँ और कैसे मौजूद हैं।

SPHEREx टेलीस्कोप की मुख्य विशेषताएँ

इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी

• पारंपरिक स्पेक्ट्रोस्कोपी के विपरीत, SPHEREx ब्रह्मांड को 102 अवरक्त रंगों में कैप्चर करेगा, जो मानव आँखों के लिए अदृश्य हैं।
• यह खगोलविदों को उन खगोलीय पिंडों का विश्लेषण करने में सक्षम बनाता है जो पहले अवरक्त तरंगदैर्ध्य में उनके उत्सर्जन के कारण छिपे हुए थे।

व्यापक आकाश मानचित्रण (Comprehensive Sky Mapping)

• जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) के विपरीत, जो विशिष्ट गहरे अंतरिक्ष क्षेत्रों पर ध्यान केंद्रित करता है, SPHEREx हर 6 महीने में पूरे आकाश का मानचित्रण करेगा।
• यह एक विस्तृत क्षेत्र सर्वेक्षण की अनुमति देता है, जिससे वैज्ञानिकों को परिवर्तनों को ट्रैक करने और नई खगोलीय वस्तुओं की खोज करने में मदद मिलती है।

उच्च-मात्रा डेटा संग्रह

• SPHEREx विशाल मात्रा में डेटा एकत्र करेगा, जिसमें शामिल हैं:
  • 1 अरब (1 Billion) आकाशगंगाओं की जानकारी
  • 100 मिलियन तारों (Stars) का मानचित्रण
  • 10,000 क्षुद्रग्रहों (Asteroids) की पहचान
  •  यह डेटा एक अलौकिक ब्रह्मांडीय मानचित्र तैयार करने में मदद करेगा।

ब्रह्मांडीय विकास का अध्ययन

• SPHEREx बिग बैंग के बाद प्रारंभिक स्थितियों का विश्लेषण करेगा, जिससे वैज्ञानिकों को यह समझने में मदद मिलेगी:

• ब्रह्मांड कैसे तेजी से फैला (Cosmic Inflation)।
• पदार्थ पूरे ब्रह्मांड में कैसे वितरित हुआ।
•  यह ब्रह्मांड की उत्पत्ति के विभिन्न सिद्धांतों की जाँच करने में मदद करेगा। 

जीवन-निर्माण तत्वों की खोज 

• SPHEREx पानी (Water), कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂), और मेथनॉल (Methanol) जैसे जैविक तत्वों की खोज करेगा।
• यह पता लगाएगा कि ये अणु अंतरिक्ष में कहाँ और कैसे फैले हुए हैं, जिससे यह समझने में मदद मिलेगी कि जीवन के लिए आवश्यक तत्व कहाँ मौजूद हो सकते हैं।

SPHEREx ब्रह्मांड का सबसे रंगीन मानचित्र कैसे बनाएगा?

स्पेक्ट्रोस्कोपिक इमेजिंग:

• SPHEREx आकाशीय पिंडों से आने वाले प्रकाश को 96 दिशात्मक बैंडों में विभाजित करेगा, जो पिछले अंतरिक्ष सर्वेक्षणों की तुलना में बहुत अधिक विस्तृत ब्रह्मांडीय मानचित्र प्रदान करेगा।

गैलेक्सी विकास का मानचित्रण:

• 450 मिलियन आकाशगंगाओं का अवलोकन करके, SPHEREx वैज्ञानिकों को यह समझने में मदद करेगा कि ब्रह्मांड के इतिहास में आकाशगंगाएँ कैसे विकसित हुई हैं।

कॉस्मिक बर्फ की पहचान:

• यह अंतरतारकीय धूल में जमे हुए पानी और ज्वालामुखी अवशेषों का पता लगाएगा, जो यह समझने के लिए महत्वपूर्ण है कि चट्टानी ग्रह कैसे बनते हैं।

वाइड इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम विश्लेषण:

• हबल (जो दृश्य प्रकाश पर ध्यान केंद्रित करता है) और JWST (जो गहरे अंतरिक्ष इन्फ्रारेड अवलोकनों को लक्षित करता है) के विपरीत, SPHEREx पूरे आकाश का इन्फ्रारेड में सर्वेक्षण करेगा, जो ब्रह्मांड की व्यापक समझ प्रदान करेगा।

SPHEREx का महत्व

• SPHEREx (Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization, and Ices Explorer) मिशन हमारे ब्रह्मांड की उत्पत्ति, जीवन के निर्माण खंडों और आकाशगंगाओं के विकास को समझने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा।

कॉस्मिक इन्फ्लेशन में अंतर्दृष्टि

•  SPHEREx ब्रह्मांड के तेजी से विस्तार (कॉस्मिक इन्फ्लेशन) का अध्ययन करेगा जो बिग बैंग के कुछ ही क्षणों बाद हुआ था।
•  यह 450 मिलियन आकाशगंगाओं का 3D मानचित्र बनाएगा, जिससे वैज्ञानिकों को यह विश्लेषण करने में मदद मिलेगी कि ब्रह्मांड अपने शुरुआती चरणों में कैसे विस्तारित हुआ।
  • उदाहरण: यदि ब्रह्मांडीय मुद्रास्फीति एक समान थी, तो आकाशगंगाएँ समान रूप से वितरित होनी चाहिए। हालाँकि, यदि अनियमितताएँ मौजूद हैं, तो वे मुद्रास्फीति के दौरान भिन्नताओं का संकेत देती हैं। SPHEREx इन सूक्ष्म भिन्नताओं को मापेगा, जिससे वैज्ञानिकों को विभिन्न मुद्रास्फीति सिद्धांतों को मान्य करने में मदद मिलेगी।

जीवन के निर्माण खंडों की खोज

•  SPHEREx अंतरिक्ष में पानी और कार्बनिक अणुओं, जैसे कार्बन डाइऑक्साइड और मेथनॉल की खोज करेगा।
•  इससे वैज्ञानिकों को यह समझने में मदद मिलेगी कि ये आवश्यक अणु कहाँ और कैसे मौजूद हैं, जिससे ग्रह प्रणालियों के निर्माण के बारे में सुराग मिलेंगे।
  • उदाहरण: यदि अंतरतारकीय धूल और युवा तारों के आसपास पानी की बर्फ पाई जाती है, तो यह सुझाव देता है कि ग्रहों के बनने से पहले ही जीवन के निर्माण खंड मौजूद हैं। यदि SPHEREx को ये अणु अन्य ग्रह प्रणालियों में मिलते हैं, तो यह संकेत देगा कि जीवन-सहायक परिस्थितियाँ पृथ्वी तक ही सीमित नहीं हैं।

भविष्य के मिशनों के लिए आधार

• SPHEREx द्वारा एकत्र किया गया डेटा भविष्य के अंतरिक्ष मिशनों का मार्गदर्शन करेगा।
• 102 इन्फ्रारेड रंगों में आकाश का सर्वेक्षण करके, यह जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) जैसे भविष्य के दूरबीनों द्वारा विस्तृत अध्ययन के लिए संभावित लक्ष्यों की पहचान करने में मदद करेगा।
  • उदाहरण: यदि SPHEREx किसी निश्चित क्षेत्र में असामान्य इन्फ्रारेड संकेतों का पता लगाता है, तो JWST उस क्षेत्र का विस्तृत अध्ययन कर सकता है, जिससे वैज्ञानिक खोजों को अधिकतम किया जा सके।

वैश्विक सहयोग

• SPHEREx एक अंतर्राष्ट्रीय सहयोग है, जिसमें NASA के साथ-साथ दुनिया भर के संस्थान शामिल हैं।
• इसे NASA की जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी (JPL) ने कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (कैलटेक) और कोरिया एस्ट्रोनॉमी एंड स्पेस साइंस इंस्टीट्यूट (KASI) के साथ साझेदारी में विकसित किया है।
  • उदाहरण: KASI ने एक गैर-उड़ान क्रायोजेनिक परीक्षण कक्ष का योगदान दिया, जो अल्ट्रा-कोल्ड स्पेस जैसी स्थितियों में SPHEREx उपकरणों के परीक्षण के लिए महत्वपूर्ण है। यह अंतरिक्ष अन्वेषण में वैश्विक सहयोग की भूमिका को उजागर करता है।

आकाशगंगा

• आकाशगंगा एक विशाल, गुरुत्वाकर्षण से बंधी प्रणाली है, जो निम्न से बनी होती है:
  • तारे: बहुत सारे तारे।
  • तारकीय अवशेष: तारकीय विकास के अंतिम उत्पाद (जैसे, सफ़ेद बौने, न्यूट्रॉन तारे, ब्लैक होल)।
  • अंतरतारकीय गैस और धूल: तारों के बीच का माध्यम।
  • डार्क मैटर: पदार्थ का एक रूप जो प्रकाश उत्सर्जित, अवशोषित या परावर्तित नहीं करता है, जो इसके गुरुत्वाकर्षण प्रभावों से पता लगाया जा सकता है।
  • अन्य खगोलीय पिंड: ग्रह, चंद्रमा, क्षुद्रग्रह, आदि।

आकाशगंगाओं के प्रकार

सर्पिल आकाशगंगाएँ:-

विशेषताएँ:

• घूमने वाली भुजाएँ होती हैं जो केंद्र से बाहर की ओर सर्पिल होती हैं।
• पुराने सितारों के साथ केंद्रीय उभार, और युवा सितारों, गैस और धूल से युक्त सर्पिल भुजाएँ।

उदाहरण: मिल्की वे।

उपप्रकार:

• सामान्य सर्पिल (S): अच्छी तरह से परिभाषित भुजाएँ।
• बैरेड सर्पिल (SB): एक केंद्रीय बार संरचना जिसमें से भुजाएँ विस्तारित होती हैं।

अण्डाकार आकाशगंगाएँ :-

विशेषताएँ:

• गोलाकार से लेकर लम्बी आकृतियाँ।
• ज्यादातर पुराने तारों से मिलकर बनी हैं, जिनमें थोड़ी अंतरतारकीय गैस और धूल होती है।
• सर्पिल आकाशगंगाओं की तुलना में कम परिभाषित संरचना।

उपप्रकार:

• E0 (लगभग गोलाकार) से E7 (अत्यधिक लम्बी) तक वर्गीकृत।

अनियमित आकाशगंगाएँ :-

विशेषताएँ:

• परिभाषित आकार या संरचना का अभाव।
• अक्सर दिखने में अव्यवस्थित।
• गैस और धूल से भरपूर, जिससे सक्रिय तारा निर्माण होता है।

उदाहरण: बड़ा मैगेलैनिक बादल, छोटा मैगेलैनिक बादल।

लेंटिकुलर आकाशगंगाएँ :-

विशेषताएँ:

• सर्पिल और अण्डाकार दोनों आकाशगंगाओं की विशेषताएँ।
• एक केंद्रीय उभार और एक डिस्क जैसी संरचना होती है, लेकिन महत्वपूर्ण सर्पिल भुजाओं का अभाव होता है।
• न्यूनतम तारा निर्माण वाले पुराने तारे होते हैं।

उपप्रकार:

• सामान्य लेंटिकुलर (S0): कोई बार संरचना नहीं।
• बैरड लेंटिकुलर (SB0): एक केंद्रीय बार होता है।

आकाशगंगाओं के अध्ययन का महत्व

• आकाशगंगाएँ ब्रह्मांड की मूलभूत इकाइयाँ हैं, और उनका अध्ययन ब्रह्मांड के निर्माण और विकास को समझने में मदद करता है।
• विभिन्न प्रकार की आकाशगंगाओं का अध्ययन करने से तारा निर्माण की प्रक्रियाओं और तारों के जीवनचक्र के बारे में जानकारी मिलती है।
• आकाशगंगाओं के अवलोकन से डार्क मैटर और डार्क एनर्जी को समझने में मदद मिलती है, जो ब्रह्मांड की अधिकांश द्रव्यमान-ऊर्जा सामग्री का निर्माण करते हैं।

मिल्की वे आकाशगंगा

प्रकार:– 

• मिल्की वे एक सर्पिल आकाशगंगा है जिसकी विशेषता इसकी घूर्णन भुजाएँ और एक केंद्रीय उभार है।

संरचना:–

•  इसमें एक डिस्क, उभार और प्रभामंडल होता है। डिस्क में युवा सितारों के साथ सर्पिल भुजाएं होती हैं, जबकि उभार में पुराने सितारे होते हैं, और प्रभामंडल गोलाकार समूहों के साथ आकाशगंगा को घेरता है।

आकार और स्थान:

• मिल्की वे का व्यास लगभग 100,000 प्रकाश वर्ष है। हमारा सौर मंडल ओरियन आर्म में स्थित है, जो आकाशगंगा के केंद्र से लगभग 27,000 प्रकाश वर्ष दूर है।

तारों की आबादी:– 

• इसमें 100 बिलियन से अधिक तारे हैं, साथ ही बड़ी मात्रा में अंतरतारकीय गैस और धूल भी है।

घूर्णन और गतिशीलता:–

• आकाशगंगा अलग-अलग तरीके से घूमती है, जिसमें सितारे और अन्य पदार्थ केंद्र से अपनी दूरी के आधार पर अलग-अलग गति से केंद्र की परिक्रमा करते हैं।

तुलनात्मक संदर्भ:–

• मिल्की वे का अध्ययन अन्य आकाशगंगाओं और उनकी विशेषताओं को समझने का आधार प्रदान करता है।

ब्रह्मांड की उत्पत्ति के आधुनिक सिद्धांत

बिग बैंग थ्योरी

सिंगुलैरिटी उत्पत्ति:-

•  यह प्रस्ताव करता है कि ब्रह्मांड लगभग 13.8 बिलियन वर्ष पहले एक अत्यंत गर्म और सघन सिंगुलैरिटी से शुरू हुआ था।

विस्तार:

•  ब्रह्मांड तब से विस्तार कर रहा है, जिससे आकाशगंगाओं, सितारों और अन्य ब्रह्मांडीय संरचनाओं का निर्माण हुआ है।

कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड:-

•  कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड रेडिएशन की खोज बिग बैंग थ्योरी का समर्थन करने वाले मजबूत सबूत प्रदान करती है।

न्यूक्लियोसिंथेसिस:-

•  बिग बैंग के बाद पहले कुछ मिनटों के दौरान हल्के तत्वों (हाइड्रोजन, हीलियम, लिथियम) के गठन की व्याख्या करता है।

स्थिर अवस्था सिद्धांत

शाश्वत ब्रह्मांड:-

•  सुझाव देता है कि ब्रह्मांड बड़े पैमाने पर शाश्वत और अपरिवर्तित है, जिसका कोई आरंभ या अंत नहीं है।

निरंतर निर्माण:-

• यह प्रस्ताव करता है कि ब्रह्मांड के विस्तार के साथ निरंतर घनत्व बनाए रखने के लिए लगातार नया पदार्थ बनाया जाता है।

कम स्वीकृति: –

• यह सिद्धांत 20वीं सदी के मध्य में अधिक लोकप्रिय था, लेकिन अवलोकन संबंधी साक्ष्य के कारण इसे बड़े पैमाने पर बिग बैंग थ्योरी द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है।

प्रश्न: निम्नलिखित कथनों पर विचार करें:

1. SPHEREx हर छह महीने में पूरे आकाश का 102 इन्फ्रारेड रंगों में मानचित्रण करेगा, जो पहली बार किया जाएगा।
2. SPHEREx का मुख्य उद्देश्य एक्सोप्लैनेट (बाहरी ग्रह) की खोज करना और उनके वातावरण का अध्ययन करना है।
3. SPHEREx हमारी आकाशगंगा (मिल्की वे) में पानी और जीवन-निर्माण वाले अणुओं की उपस्थिति और वितरण को समझने में मदद करेगा।

उपरोक्त में से कौन-सा/से कथन सही है/हैं?

(a) केवल 1

(b) केवल 1 और 2

(c) केवल 2 और 3

(d) केवल 1 और 3

 

 

स्रोत – इंडियन एक्सप्रेस