নাসা লুকানো দূর-ইনফ্রারেড মহাবিশ্ব অধ্যয়নের জন্য PRIMA টেলিস্কোপ বেছে নিয়েছে

নাসা এমন একটি নতুন মহাকাশ টেলিস্কোপ বেছে নিয়েছে, যা দূর-ইনফ্রারেড আলোয় মহাবিশ্ব পর্যবেক্ষণের জন্য তৈরি—আলোর এমন একটি তরঙ্গদৈর্ঘ্য-পরিসর, যা বিদ্যমান মানমন্দিরগুলো কার্যকরভাবে দেখতে পারে না। $1 billion-এর এই মিশনটির নাম PRIMA। এটি তৈরি ও পরিচালনা করবে নাসার জেট প্রপালশন ল্যাবরেটরি, যা ক্যালটেক পরিচালনা করে।

প্রোব ফার-ইনফ্রারেড মিশন ফর অ্যাস্ট্রোফিজিক্স দৃশ্যমান আলোর টেলিস্কোপের আড়ালে থাকা বস্তু ও প্রক্রিয়াগুলো পরীক্ষা করবে। ক্যালটেকের IPAC মিশনের বিজ্ঞানকেন্দ্র পরিচালনা করবে; তারা পর্যবেক্ষণ গ্রহণ ও প্রক্রিয়াকরণ, উৎপন্ন তথ্য সংরক্ষণ এবং জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের মানমন্দিরে প্রবেশাধিকার সমন্বয় করবে।

গ্যালাক্সি ও অতিভারী কৃষ্ণগহ্বর কীভাবে বিকশিত হয়, নক্ষত্র ও গ্রহীয় ব্যবস্থা কীভাবে গড়ে ওঠে এবং গ্রহের বায়ুমণ্ডল কীভাবে তাদের গঠন অর্জন করে—PRIMA এসব প্রশ্নের উত্তর খুঁজবে। মহাবিশ্বজুড়ে ধূলিকণা ও ভারী মৌলগুলোর উৎপত্তি অনুসন্ধানেও বিজ্ঞানীরা এটি ব্যবহার করবেন।

আরও শীতল, আরও তীক্ষ্ণ দৃষ্টি

টেলিস্কোপ ও এর ডিটেক্টরগুলোকে শূন্যের নিচে শত শত ডিগ্রি তাপমাত্রায় শীতল করা হবে। তাদের তাপমাত্রা কমানোর উদ্দেশ্য হলো তাপ-সম্পর্কিত হস্তক্ষেপ দমন করা, যা দূরবর্তী মহাজাগতিক উৎস থেকে আসা ক্ষীণ সংকেতগুলোকে ঝাপসা করে দিতে বা সম্পূর্ণ আচ্ছন্ন করতে পারে।

নাসা বলছে, এই নকশা PRIMA-কে আগের দূর-ইনফ্রারেড মিশনগুলোর তুলনায় অনেক বেশি সংবেদনশীল করে তুলবে এবং একই সঙ্গে অস্বাভাবিকভাবে বিস্তারিত ছবি তৈরি করবে। মানমন্দিরটি 24 থেকে 235 মাইক্রোমিটার তরঙ্গদৈর্ঘ্য কভার করবে। ছোট প্রান্তটির দৈর্ঘ্য মানুষের একটি চুলের পুরুত্বের প্রায় এক-তৃতীয়াংশ; আর দীর্ঘতম তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রায় একটির ওপর আরেকটি রাখা দুই টুকরো কাগজের সমান।

1.8-মিটার ক্রায়োজেনিকভাবে শীতল করা একটি টেলিস্কোপ দুটি প্রধান যন্ত্রে আলো পাঠাবে। PRIMAger ইমেজিং পোলারিমেট্রি ব্যবহার করে আকাশের বিস্তীর্ণ অঞ্চল জরিপ করবে, আর FIRESS উচ্চ-রেজল্যুশনের, মাল্টিমোড স্পেকট্রোস্কপি সরবরাহ করবে। একসঙ্গে এই যন্ত্রগুলো গবেষকদের দূরবর্তী বস্তুর অবস্থান এবং তাদের আলোতে নিহিত ভৌত ও রাসায়নিক তথ্য—দুটিই অধ্যয়নের সুযোগ দেবে।

মিশনটির লক্ষ্যগুলোর মধ্যে রয়েছে নক্ষত্র ও গ্রহীয় ব্যবস্থার জন্ম, মহাজাগতিক ইতিহাসজুড়ে গ্যালাক্সিগুলোর পরিবর্তনশীল বৈশিষ্ট্য, এক্সোপ্ল্যানেটের বায়ুমণ্ডল এবং আমাদের নিজস্ব সৌরজগতের বিভিন্ন বস্তু। নাসার সহযোগী প্রশাসক নিকি ফক্স PRIMA-কে গ্রহ, নক্ষত্র ও কৃষ্ণগহ্বরের গঠন এবং পৃথিবীতে পানির ইতিহাস অনুসন্ধানের একটি নতুন উপায় হিসেবে বর্ণনা করেছেন।

একটি নতুন মিশন শ্রেণি

PRIMA হবে প্রোব শ্রেণিতে নাসার প্রথম অ্যাস্ট্রোফিজিক্স মিশন। ক্যালটেকের পদার্থবিদ ফিওনা হ্যারিসনের নেতৃত্বে পরিচালিত অ্যাস্ট্রো 2020 ডেকেডাল সার্ভে এই শ্রেণিটির সুপারিশ করেছিল। প্রোব মিশনগুলোর লক্ষ্য হলো ছোট আকারের এক্সপ্লোরার মিশন—যেমন SPHEREx—এবং ন্যান্সি গ্রেস রোমান স্পেস টেলিস্কোপের মতো বড় ফ্ল্যাগশিপ মানমন্দিরগুলোর মধ্যবর্তী অবস্থান পূরণ করা।

JPL মিশনের স্থাপত্য ও সিস্টেম ইঞ্জিনিয়ারিং তদারক করবে এবং মহাকাশযানকে এর বৈজ্ঞানিক পেলোডের সঙ্গে একীভূত করবে। ক্যালটেক ও JPL PRIMA-র ধারণা এবং প্রযুক্তি উন্নয়নের কাজে যুক্ত ছিল; এ ক্ষেত্রে তারা ইনফ্রারেড জ্যোতির্বিজ্ঞানে কয়েক দশকের কাজের অভিজ্ঞতা কাজে লাগিয়েছে।

মানমন্দিরটি সুপারকন্ডাক্টিং মাইক্রোওয়েভ কাইনেটিক ইন্ডাকট্যান্স ডিটেক্টরের ওপর নির্ভর করবে, যেগুলো MKIDs বা KIDs নামেও পরিচিত। ক্যালটেকের পদার্থবিদ জোনাস জ়মুইডজিনাস এবং JPL-এর প্রকৌশলী রিক লেডাক 1999 সালে এই প্রযুক্তি তৈরি করেন। বিশ্ববিদ্যালয়টির ভাষ্য অনুযায়ী, সুপারকন্ডাক্টিং উপাদান ব্যবহার করে দূর-ইনফ্রারেড বিকিরণ শনাক্ত করার প্রাথমিক কাজ অনানুষ্ঠানিকভাবে ক্যালটেকের কাছে একটি কফি শপে শুরু হয়েছিল।

2007 সালে হাওয়াইয়ের বর্তমানে বন্ধ ক্যালটেক সাবমিলিমিটার অবজারভেটরিতে ডিটেক্টরগুলো পরীক্ষা করা হয়েছিল; পরে এগুলো ভূমিভিত্তিক ও বেলুনে বহন করা যন্ত্রে উড়েছে। গত পাঁচ বছরে ক্যালটেক, JPL এবং JPL-এর মাইক্রোডিভাইসেস ল্যাবরেটরির গবেষকেরা অ্যারেগুলোর সংবেদনশীলতা বাড়ানো এবং মহাকাশযাত্রার জন্য যথেষ্ট মজবুত করে তোলার কাজ করেছেন। প্রোটোটাইপ অ্যারেগুলো এখন PRIMA-র জন্য প্রয়োজনীয় প্রস্তুতির মাত্রা প্রদর্শন করেছে।

জ়মুইডজিনাস বলেন, প্রযুক্তিটির দীর্ঘ উন্নয়ন-পর্ব বর্ণালির তুলনামূলকভাবে কম অনুসন্ধান করা একটি অংশে সংবেদনশীলতা ব্যাপকভাবে বাড়ানোর সুযোগ তৈরি করেছে। ক্যালটেক বলেছে, প্রত্যাশিত উন্নতি প্রায় এক হাজার গুণ হতে পারে।

বৃহত্তর জ্যোতির্বিজ্ঞান সম্প্রদায়ের জন্য তথ্য

IPAC মিশন পরিকল্পনা, পর্যবেক্ষণের সময়সূচি নির্ধারণ, ক্যালিব্রেশন এবং তথ্য প্রক্রিয়াকরণে সহায়তা করবে। টেলিস্কোপের পর্যবেক্ষণগুলো ইনফ্রারেড সায়েন্স আর্কাইভে সংরক্ষণ করা হবে, যেখানে ইতিমধ্যে 20টিরও বেশি নাসা মিশনের তথ্য রয়েছে।

কেন্দ্রটি নাসার স্পিটজার স্পেস টেলিস্কোপ, যা 2003 থেকে 2020 পর্যন্ত কার্যকর ছিল, নাসার SPHEREx এবং ইউরোপীয় মহাকাশ সংস্থার হার্শেল মানমন্দিরসহ বিভিন্ন মিশনের অভিজ্ঞতা কাজে লাগাবে। IPAC পৃথিবীর মানমন্দিরগুলোকেও সহায়তা করেছে, ফলে এমন দক্ষতা তৈরি হয়েছে যা PRIMA-র পরিচালনায় প্রয়োগ করা হবে।

মানমন্দিরটি পূর্ণ সক্ষমতায় কাজ শুরু করলে, এর পর্যবেক্ষণ সময়ের প্রায় 75 শতাংশ বৃহত্তর বৈজ্ঞানিক সম্প্রদায়ের পিয়ার-রিভিউ করা প্রস্তাবের মাধ্যমে বরাদ্দ হবে বলে আশা করা হচ্ছে। 400-এরও বেশি জ্যোতির্বিজ্ঞানী ইতিমধ্যে PRIMA-র তথ্য ব্যবহারের প্রায় 200টি প্রস্তাবিত ক্ষেত্র জমা দিয়েছেন।

আগ্রহের একটি ক্ষেত্র হলো গ্যালাক্সি থেকে বেরিয়ে আসা আণবিক প্রবাহের অধ্যয়ন। এই পদার্থপ্রবাহগুলো দ্রুত নক্ষত্র গঠনের সময়কাল বা কোনো গ্যালাক্সির কেন্দ্রীয় কৃষ্ণগহ্বরের সক্রিয়তার সঙ্গে দেখা দিতে পারে এবং গ্যালাক্সিগুলো কীভাবে বেড়ে ওঠে, তাতে প্রভাব ফেলতে পারে। হার্শেল কাছাকাছি কয়েকটি গ্যালাক্সিতে এমন প্রবাহ পর্যবেক্ষণ করেছিল; PRIMA-র উদ্দেশ্য হলো মহাজাগতিক ইতিহাসের আরও বিস্তৃত পরিসরজুড়ে এই ধরনের গবেষণা সম্প্রসারণ করা।