रेडिओ खगोलशास्त्र

अमेरिकेतील न्यू मेक्सिको येथील व्हेरी लार्ज ॲरे या रेडिओ दुर्बिणींच्या शृंखलेतील काही दुर्बिणी.

रेडिओ खगोलशास्त्र ही खगोलशास्त्राची उपशाखा असून ह्यात खगोलीय वस्तूंचा रेडिओ तरंग वापरून अभ्यास केला जातो. अंतराळातून येणाऱ्या रेडिओ लहरींचा शोध पहिल्यांदा कार्ल जान्स्की याने १९३० साली लावला. त्यानंतरच्या काळात रेडिओ निरीक्षणे वापरून तारे, दीर्घिका त्याचप्रकारे क्वेसार, पल्सार, रेडिओ दीर्घिका, मेझर्स यासारख्या नवीन प्रकारच्या वस्तूंचा आणि रेडिओ प्रारणाच्या स्रोतांचा शोध लावण्यात आला. त्याचबरोबर महास्फोट सिद्धान्ताचा पुरावा मानल्या जाणाऱ्या वैश्विक मायक्रोवेव्ह पार्श्वभूमी प्रारणाचा शोध देखील रेडिओ खगोलशास्त्रामुळे लागला.

इतिहास

१९३० मध्ये कार्ल जान्स्कीने अनपेक्षितपणे पहिल्या खगोलीय रेडिओ स्रोताचा शोध लावला. बेल टेलिफोन लॅबोरेटरीजमध्ये एक अभियंता म्हणून तो अटलांटिक पलीकडच्या आवाजाच्या प्रक्षेपणात अडथळा आणणाऱ्या गोष्टीचा तपास करत होता. एक मोठा दिशादर्शक ॲंटेना वापरताना त्याच्या लक्षात आले, की त्याची ॲनालॉग रेकॉर्डिंग प्रणाली अज्ञात स्रोतापासून वारंवार येणारे संदेश रेकॉर्ड करत होती. हे संदेश जवळपास २४ तास आवर्ती असल्याचे दिसून आल्याने ते सूर्य त्याच्या दिशादर्शक ॲंटेनाच्या दृश्यासमोरून जाताना होत असल्याचा प्राथमिक निष्कर्ष त्याने काढला. पुढील तपशीलवार निरीक्षणांवरून असे लक्षात आले, की ते संदेश सूर्याप्रमाणे दर २४ तासांनी नाही तर २३ तास आणि ५६ मिनिटांनी पुन्हापुन्हा येत होते. जान्स्कीने या घटनेविषयी त्याचा मित्र, खगोलशास्त्रज्ञ आणि शिक्षक अल्बर्ट मेल्व्हिन स्केलेट याच्याशी चर्चा केली. त्याने जान्स्कीच्या निदर्शनास आणून दिले, की या संदेशांची वारंवारता सौर दिवसाच्या कालावधीशी तंतोतंत जुळते. सौर दिवसाचा कालावधी हा २३ तास आणि ५६ मिनिटे आहे. जेव्हा एखादा खगोलीय स्रोत अकाशातील इतर ताऱ्यांच्या तुलनेत स्थिर असतो व तो पृथ्वीच्या एका परिवलनामध्ये एकदा दिसतो. पुढे या निरीक्षणांची दृश्य वर्णपटलातील निरीक्षणांशी तुलना करून जान्स्कीच्या असे लक्षात आले की जेव्हा आकाशगंगेतील सर्वात जास्त घनतेच्या मध्यवर्ती भागातील धनू तारकासमूह त्याच्या ॲंटेनाच्या दृश्यासमोरून जाते, तेव्हा हे संदेश तीव्र होतात.

जान्स्कीने त्याचे काम १९३३ साली प्रसिद्ध केले. त्याला या रेडिओ संदेशांचे आणखी संशोधन करायची इच्छा होती, परंतु बेल लॅबॉरेटरीने त्याला दुसऱ्या प्रकल्पावर काम करायला सांगितल्याने त्याने या क्षेत्रात पुढे काम केले नाही. रेडिओ खगोलशास्त्रातील त्याच्या या आद्य प्रयत्‍नांमुळे स्राव घनतेच्या (flux density) मूलभूत एककाला त्याच्या नावावरून जान्स्की असे नाव देण्यात आले.

जान्स्कीच्या संशोधनापासून प्रेरणा घेऊन ग्रोटे रेबर याने १९३७ साली त्याच्या घराच्या अंगणात ९ मीटर व्यासाची पॅराबोलिक आकाराची दुर्बिण बनवली. त्याने प्रथम जान्स्कीची निरीक्षणे पुन्हा घेऊन सुरुवात केली व पुढे जगातील पहिले आकाशाचे रेडिओ वर्णपटामध्ये सर्वेक्षण केले. २७ फेब्रुवारी १९४२ मध्ये ब्रिटिश सैन्यातील जे. एस. हे या संशोधन अधिकाऱ्याने सूर्याने उत्सर्जित केलेल्या रेडिओ लहरींचे अस्तित्त्व पहिल्यांदा शोधले.

पुढे लवकरच अनेक प्रकारच्या स्रोतांची निरीक्षणे रेडिओ तरंगलांबीमध्ये होऊ लागली आणि रेडिओ इंटरफेरोमेट्री, छिद्र संश्लेषण (aperture synthesis) सारख्या तंत्रज्ञानांचा शोध लागला.

तंत्र

रेडिओ खगोलशास्त्रज्ञ रेडिओ वर्णपटातील निरीक्षणे घेण्यासाठी वेगवेगळ्या तंत्रांचा वापर करतात. दुर्बीण रेडिओ स्रोताच्या दिशेने वळवून त्यापासून उत्सर्जित होणाऱ्या रेडिओ प्रारणाचे विश्लेषण केले जाते. आकाशातील एखाद्या भागाची प्रतिमा बनवण्यासाठी त्या भागाची अनेक सलग निरीक्षणे एकत्र जोडून प्रतिमा तयार केली जाते. एका दुर्बिणीने जशी निरीक्षणे घेतली जातात, तसेच अनेक स्वतंत्र दुर्बिणींची शृंखला तयार करून त्यापासून इंटरफेरोमेट्री आणि छिद्र संश्लेषण ही तंत्रे वापरून अधिक कोनीय विभेदन असलेली निरीक्षणेही घेतली जातात; त्यामुळे रेडिओ वर्णपटामध्ये स्रोतामधील लहान संरचनांचा सखोल अभ्यास करता येतो. भारतातील पुण्याजवळील जायंट मीटरवेव्ह रेडिओ टेलिस्कोप, अमेरिकेतल्या न्यू मेक्सिको राज्यातील वाळवंटातील व्हेरी लार्ज ॲरे या रेडिओ दुर्बिणी जगातील अशाप्रकारच्या अनेक लहान रेडिओ दुर्बिणींची शृंखला वापरून तयार केलेल्या दुर्बिणींपैकी काही दुर्बिणी आहेत. या तंत्रज्ञानाचा वापर करून अनेक देशातील शास्त्रज्ञ एकत्र येऊन स्क्वेअर किलोमीटर ॲरे (स्का) या जगातील सर्वात मोठ्या रेडिओ दुर्बिणीची निर्मिती करत आहेत.

खगोलीय रेडिओ स्रोत

आकाशगंगेच्या मध्यवर्ती भागाची रेडिओ वर्णपटातील प्रतिमा. बाण एका ताऱ्याच्या स्फोटानंतरचे अवशेष दर्शवतो. त्यामधून कमी वारंवारतेच्या रेडिओ लहरींचे उत्सर्जन होत आहे.

रेडिओ खगोलशास्त्रामुळे खगोलशास्त्राच्या ज्ञानात मोलाची भर पडली आहे. विशेषतः रेडिओ खगोलशास्त्रामुळे क्वेसार, पल्सार आणि रेडिओ दीर्घिका यासारख्या नवीन प्रकारच्या स्रोतांचा शोध लागला. याचे कारण असे, की ज्या दृश्य वर्णपटात डिटेक्ट होत नाहीत, अशा गोष्टी रेडिओ खगोलशास्त्रामुळे डिटेक्ट करता येतात .

वैश्विक मायक्रोवेव्ह पार्श्वभूमी प्रारणाचा शोधदेखील रेडिओ दुर्बिणीमुळे लागला. त्याचबरोबर, सूर्य व ग्रह यासारख्या जवळच्या गोष्टींचा अभ्यासही रेडिओ खगोलशास्त्रामध्ये केला जातो.

बाह्य दुवे

• अताकामा रेडियो दुर्बीण