ජේම්ස් වෙබ් අභ්‍යවකාශ දුරේක්ෂය

විශ්වය පිළිබඳ මිනිසාගේ කුතුහලය දිනෙන් දින වැඩි වීමට සමානුපාතික ව මිනිසා විසින් ප්‍රබල දුරේක්‍ෂ නිපදවනු ලබයි. මෙහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස 1996 දී අභ්‍යවකාශගත කෙරුණු හබල් දුරේක්‍ෂය හැඳින්විය හැකි ය. වසර 20ට වඩා පැරැණි ‍‍දේ දුරේක්‍ෂයෙන් මිනිසා විශ්වයේ ගමන් කළ දුර ප්‍රමාණය ආලෝක වර්ෂ බිලියන ගණනකි. එනමුත් මෙය අවසානය නො වේ. විශ්වයේ තවත් දුර එබී බැලීමට මිනිසාට අවශ්‍ය ය. සඳහා අවැසි දුරේක්‍ෂ බලය ලබා ගැනීමට ජේම්ස් වෙබ් දුරේක්‍ෂය නිර්මාණය කෙරිණි.

හබල් දුරේක්‍ෂයෙන් ලත් අත්දැකීම් සම්භාරයත් සමග එහි ගුණ දොස් සලකා බලා 2005 වර්ෂයේ දී වෙබ් දුරේක්‍ෂය සැලසුම් කෙරිණි. මීටර් 2.4ක විෂ්කම්භයකින් යුත් හබල් දුරේක්‍ෂය එහි උපකරණ දෘෂ්‍ය ආලෝකයට සහ පාරජම්බුල කිරණ පරාසයට වඩාත් සංවේදී වේ. ඒ අනුව විශ්වයේ නොයෙක් දිශාවෙන් එන දෘෂ්‍ය ආලෝකය සහ පාරජම්බුල කිරණ උපයෝගී කරගනිමින් හබල් දුරේක්‍ෂය විශ්වය දෙස එබී බැලීම මෙතෙක් දුරට ඉතා සාර්ථක ව සිදු කර ඇත.

විශ්වයේ මන්දාකිණි බිහි වන ආකාරය, ඒවායේ සංයුතිය, මන්දාකිණි එකිනෙකට ගැටීම, කළු කුහර පවතින බව තහවුරු කර ගැනීම වැනි අතිශයෙන්ම විවාදයට තුඩු දුන් විශ්වයේ රහස් හබල් දුරේක්‍ෂයෙන් අනාවරණය කර ගත හැකි විය. හබල් දුරේක්‍ෂය කෙතරම් සාර්ථක වුවත් එහි ප්‍රතිඵල ඔස්සේ විද්‍යාඥයන් අවබෝධ කරගත් තවත් කාරණයක් විය. එනම් හබල් දුරේක්‍ෂයට විශ්වයේ යා හැකි දුර සීමිත වීමයි. මෙයට හේතුව හබල් දුරේක්‍ෂය දෘෂ්‍ය පරාසයට සංවේදී වීමයි.

විශ්වයේ ආරම්භය මෙයින් වසර බිලියන 13.8ට පෙර මහා පිපුරුම් (Big Bang) න්‍යාය මඟින් විස්තර කෙරුණත් මෙය හුදෙක් එක් න්‍යායක් පමණි. මේ අනුව විශ්වයේ වයස ගණනය කරනු ලබන්නේ මහා පිපුරුම් න්‍යායෙන් පසු ගත වූ කාලය ගණනය කිරීමෙනි. විශ්වයේ වයස තීරණය කිරීම සඳහා හබල් න්‍යාය උපයෝගි කරගනී. හබල් නියමයට අනුව විශ්වය ප්‍රසාරණය වෙමින් පවතී. අපට ඈතින් ඇති මන්දාකිණි අපෙන් ඉවතට ගමන් කරමින් පවතී. මේ වෙන් වීම නැත හොත් වියෝගය අපෙන් ඉවතට යත් ම තීව්‍ර වේ. එනම් අපට ඈතින් ඇති මන්දාකිණි අපෙන් ඉවතට ගමන් ගන්නා වේගය වැඩි වේ. මන්දාකිණියට ඇති දුර වැඩි වත් ම වියෝග ප්‍රවේගය ද වැඩි වේ. ඒ අනුව එඩ්වින් හබල් මේ සම්බන්ධය V = H D ලෙස දැක්වී 0 ය. V යනු වියෝග ප්‍රවේගය වේ. D යනු මන්දාකිණියට ඇති දුර වේ. H යනු හබල් 0 නියතය වේ. තාරකා විද්‍යාවේ දී මේ හබල් නියතය (Ho) ඉතා වැදගත් පරාමිතියන් වේ. මන්ද H හි පරස්පරය එනම් (1/H) යනු කාලයේ පරාමිතියන් වේ. අපට ඉතා දුරින් ඇති මන්දාකිණියක දුර සහ එහි වියෝග ප්‍රවේගය දන්නේ නම් එමඟින් H ගණනය කළ හැකි ය. එමඟින් එම මන්දාකිණිය මහා පිපුරුම් න්‍යායෙන් පසු අපෙන් ඉවතට ඇදී ගිය කාලය එනම් විශ්වයේ වයස ලබා ගත හැකි ය. මේ අනුව විශ්වයේ වයස අවුරුදු බිලියන 13.8ක් පමණ වන බව නිර්ණය කර ඇත.

හබල් න්‍යායට අනුව අපට ඉතා ඈත තිබෙන වස්තු අපෙන් ඉවතට යන වේගය වැඩි නිසා එම වස්තුවල රක්ත විස්ථාපනය ද (Red Shift) වැඩි වේ. එනම් එම වස්තුවලින් නිකුත් කරන ආලෝකය අප වෙත ළඟා වීමේ දී විද්‍යුත් චුම්භක වර්ණාවලියේ රතු පැත්තට නැඹුරු වේ. එනම් වස්තුවෙන් පිට කරන සියලු තරංග අප වෙත ළඟා වීමේ දී අධෝරක්ත කිරණ පරාසයේ තිබෙන්නා සේ පෙනේ. මේ හේතුව නිසා මේ වස්තු අද අපට දිස් වන්නේ අධෝරක්ත කිරණ කලාපයේ වේ. පාරජම්බුල කිරණ සහ දෘෂ්‍ය ආලෝකයට සංවේදී වන ලෙස තැනූ හබල් දුරේක්‍ෂයෙන් වස්තු ග්‍රහණය කරගත නො හැකි වේ. තව ද විශ්වය නිර්මාණය වූ මුල් අවධියේ දී එනම් හයිඩ්‍රජන් සහ හීලියම් බිහි වීමට ආරම්භ වූ අවධියේ දී වස්තුන්වලින් නිකුත් වූ ආලෝකය ඉතා ප්‍රබල නො වී ය. එම විකිරණය බොහෝ දුරට අධෝරක්ත කිරණ කලාපයේ විකිරණ පමණක් විය. මේ අඳුරු යුගය කොස්මික් අඳුරු අවධිය (Cosmic dark age) ලෙස හැඳින්වේ. නව තාරකා සහ ග්‍රහ මණ්ඩල බිහි වීමේ දී එමඟින් නිකුත් වන ආලෝකය ද ඉතා දුර්වල අධෝරක්ත කිරණ කලාපයේ පවතී. මේ කරුණු මත පදනම් වූ අවබෝධය තුළින් සහ ලැබූ අත්දැකීම්වලට අනුව වෙබ් දුරේක්‍ෂය අධෝරක්ත කිරණ කලාපයට සංවේදී වන ලෙස නිපදවීමට තීරණය කෙරිණි.

ජේම්ස් වෙබ් අභ්‍යවකාශ දුරේක්‍ෂයේ ප්‍රධාන දර්පණය මීටර් 6.5ක් පමණ වන අතර අධෝරක්ත කිරණ පරාවර්තනය හොඳින් සිදු කිරීමට දර්පණයේ රත්රන් ආලේප කර ඇත. අධෝරක්ත කිරණ යනු තාප ශක්තියට ආසන්න ශක්තියයි. වෙබ් දුරේක්‍ෂය අධෝරක්ත කිරණවලට (තාපයට) සංවේදී විය යුතු වුවත් එමඟින් නිරීක්‍ෂණය කිරීමේ දී ඉතා බරපතළ ගැටලුවකට මුහුණ දීමට සිදු වේ. එනම් තාපය යනු අප අවට වායුගෝලයේ නිතැතින් ම වෙනස් වෙමින් පවතින ශක්තියක් වීමයි. අප අවට පරිසරයේ ඇති තාප ශක්තිය ද නිතැතින් ම මේ දුරේක්‍ෂයට ග්‍රහණය වන නිසා මේ දුරේක්‍ෂය පෘථිවියේ තාප ශක්තිය මඟින් සිදු වන බලපෑම අවම වන අභ්‍යවකාශයේ අනිවාර්යයෙන් ම රැඳවිය යුතු වේ. ඒ අනුව පෘථිවියෙන් කිලෝමීටර් මිලියන 1.5ක් දුරින් පෘථිවියේ රාත්‍රී අර්ධයේ දුරේක්‍ෂය ස්ථානගත කිරීම සඳහා 2021 දෙසැම්බර් 25 වැනි දින දුරේක්‍ෂය අභ්‍යවකාශගත කෙරිණ. අද වන විට දුරේක්‍ෂයේ ප්‍රධාන දර්පණය ඇතුළු සියලු උපාංග දිග හැරීම සිදු කර එහි ක්‍රියාකාරී තත්ත්වයට ගෙනැවිත් ඇත. මේ විශේෂ ස්ථානගත කිරීම ඔස්සේ දුරේක්‍ෂය නිරීක්‍ෂණයට අවැසි උෂ්ණත්වය වන කෙල්වින් 60K (- 273 °C) උෂ්ණත්වයේ පවත්වාගත හැකි වේ.

මේ වෙබ් අභ්‍යවකාශ දුරේක්‍ෂයේ ඇති තවත් විශේෂත්වයක් නම් එහි ප්‍රධාන දර්පණයේ හැඩයයි. මීටර් 6.5 පමණ වන දර්පණයත් තනි දර්පණයක් ලෙස නිර්මාණය කළ හොත් එය අභ්‍යවකාශගත කිරීමේ දී දැනට පවතින රොකට්ටුව ප්‍රමාණවත් නො වන නිසා විද්‍යාඥයෝ මේ සඳහා වෙනත් උපක්‍රමයක් යෙදූ හ. එකක විෂ්කම්භය මීටර් 1.3ක වූ ෂඩාස්‍රාකාර දර්පණ 18ක් එකට තබා මී වදයක හැඩයට නිර්මාණය කළ දර්පණයත් වෙබ් අභ්‍යකවකාශ දුරේක්‍ෂය සඳහා නිර්මාණය කෙරිණි. මෙයින් ෂඩාස්‍ර 6ක් ඉතිරි ෂඩාස්‍ර 12 මත නවා රොකට්ටුව තුළට දමා අභ්‍යවකාශයේ දී දිග හැර ෂඩාස්‍ර 18 යුත් 6.5 m විෂ්කම්භ සහිත ව දුරේක්ෂය දිග හැරීමට ඉතා ම සංකීර්ණ ඉංජිනේරු ක්‍රියාවලියක් මඟින් අද වන විට වෙබ් දුරේක්‍ෂය ඉතා සාර්ථක ව අභ්‍යවකාශයේ රඳවා ඇත.

ජේම්ස් වෙබ් අභ්‍යවකාශ දුරේක්‍ෂය මෙතෙක් මිනිසා ලබා ඇති දැනුම, තාක්‍ෂණය උපරිමයෙන් උපයෝගී කර ගත් පුදුම සහගත නිර්මාණයක් ලෙස හැඳින්විය හැකි ය. විශ්ව විද්‍යාවේ මායිම් ගවේෂණය කිරීමට, කොස්මික් අඳුරු යුගය අනාවරණය, දැනට සොයා ගෙන ඇති 4,000ක් පමණ වූ පාරග්‍රහයන්ගේ (Exo-planets) වායුගෝලීය සංයුතිය සොයා බැලීම මෙන් ම මෙතෙක් නො විසඳුණු, අප විශ්වයේ තනි ව ම ද යන පැනයට පිළිතුරු අපේක්‍ෂා ව ද මේ ජේම්ස් වෙබ් අභ්‍යවකාශ දුරේක්‍ෂය ව්‍යාපෘතිය තුළ ගැබ් වී ඇත.

ආතර් සී ක්ලාක් ආයතනයේ තාරකා විද්‍යා අංශයේ
ආචාර්ය ජනක අඩස්සූරිය