Webb Will Unlock New Secrets of the Cosmos. 5 Experts Explain What to Expect
ویب برہمانڈ کے نئے راز کھول دے گا۔ 5 ماہرین وضاحت کرتے ہیں کہ کیا توقع کی جائے۔
کرسمس کی صبح سویرے، دنیا بھر کے ہزاروں سائنسدانوں نے اپنی سانسیں روکی، اپنی انگلیاں عبور کیں، اور جیمز ویب اسپیس ٹیلی سکوپ کو دیکھا - جو اب تک کی سب سے طاقتور ہے - اپنے ملین میل کے سفر پر روانہ ہوئی۔ اب جب کہ ویب نے اپنی 344 سنگل پوائنٹ کی ناکامیوں میں سے سب سے زیادہ دھوکہ دہی سے کامیابی کے ساتھ گزر چکا ہے (جن پنوں کو چھوڑنا تھا، جگہ پر لاک کرنے کے لیے لیچز، اور دیگر میکانزم جن کو منصوبہ بندی کے مطابق انجام دینا تھا)، اب وقت آگیا ہے کہ ہم اپنی توجہ آلے سے ہٹا دیں۔ اور کائنات کی طرف۔ آخر کار، ویب کو یہ جاننے کے لیے لانچ کیا گیا کہ ہم کہاں سے آئے ہیں - اور یہ دیکھنے کے لیے کہ وہاں اور کیا ہے۔
اگرچہ Webb موسم گرما تک مفید ڈیٹا واپس نہیں کرے گا، محققین پہلے ہی 20,000 سے زیادہ ہم مرتبہ نظرثانی شدہ مضامین شائع کر چکے ہیں جو اس آلے کو خود دریافت کرتے ہیں اور اس پر بحث کرتے ہیں کہ اسے کیسے استعمال کیا جانا چاہیے۔ دلچسپ انجینئرنگ نے کچھ سب سے زیادہ حوالہ دیئے گئے مقالوں کے مصنفین سے رابطہ کیا اور ان سے ایک سادہ سا سوال پوچھا: آپ کیا سیکھنے کے لیے سب سے زیادہ پرجوش ہیں؟ ہم ان کے جوابات یہاں شیئر کر رہے ہیں۔
کچھ جوابات کی لمبائی اور وضاحت کے لیے ترمیم کی گئی تھی۔
ماہر فلکیات جیسن کلیرائی جانز ہاپکنز یونیورسٹی کی اپلائیڈ فزکس لیبارٹری میں سول اسپیس کے لیے مشن ایریا ایگزیکٹو ہیں۔ وہ اسٹار کلسٹرز میں نئی تحقیق کے بارے میں سب سے زیادہ پرجوش ہے۔
یہ کائنات کے تمام ستاروں کی جائے پیدائش ہیں، اور ویب کی فوٹوومیٹرک درستگی اور حساسیت ان نظاموں میں ستاروں کی پوری آبادی کے بارے میں ہمارے پہلے خیالات کو قابل بنائے گی، چھوٹے ناکام ستاروں سے لے کر جو کبھی نہیں بنے ستاروں کے ارتقاء کے ان جھنڈوں تک جنہوں نے ان کا ایندھن 10+ ختم کر دیا۔ اربوں سال پہلے ان نظاموں کا مطالعہ، ماحول، ساخت، اور عمروں کی ایک حد سے زیادہ، کہکشاؤں کی تشکیل اور ان کی ستاروں کی آبادی کے بارے میں نئی بصیرت کے ساتھ فلکی طبیعیات فراہم کرے گا جو سیاروں اور زندگی کے بھرپور تنوع کے ساتھ ہمارے اپنے جیسے نظاموں کا باعث بن سکتے ہیں۔"
بیلجیئم یونیورسٹی کے یو لیوین کے انسٹی ٹیوٹ آف فلکیات کے پوسٹ ڈاکٹریٹ محقق Ioannis Argyriou ان میں سے کچھ ستاروں کے گرد بننے میں دلچسپی رکھتے ہیں۔
نوجوان شمسی نظاموں میں گیس اور دھول کشش ثقل کے زیر اثر تیار ہوتے ہیں، اس عمل میں چٹانی سیارے اور گیس کے جنات پیدا ہوتے ہیں۔ مرکزی ستارے کے گرد مادے کی ابتدائی ڈسک کی خصوصیات تشکیل شدہ exoplanets کی قسم کے لیے ایک اہم رکاوٹ ہے۔ اس طرح، پروٹوسٹارز، پروٹوپلینیٹری ڈسک، اور ملبہ ڈسک کے JWST مشاہدات، ہمیں یہ سمجھنے میں مدد کرنے کی کلید ہوں گے کہ کون سے نظام شمسی زندگی کو برقرار رکھنے کے لیے موزوں ہیں۔
MIRI کے آلے کے سائنسدان کے طور پر، Argyriou کو دوربین کی گہری سمجھ ہے۔ اس کی ٹیم جزوی طور پر ذمہ دار ہے کہ محققین کو اس گندے ڈیٹا کا احساس دلانے میں مدد کرے جو Webb زمین پر واپس بھیجے گا۔
میرا کام اس بات کو یقینی بنانا ہے کہ ہم یہ سمجھیں کہ ڈیٹا کا کون سا حصہ مشاہدہ شدہ آسمانی ذرائع (exoplanets، ستاروں، دور دراز کی کہکشاؤں) سے منسلک ہے، اور کون سا حصہ دوربین اور آلات کے موروثی رویے سے منسلک ہے۔ JWST مشاہدات کو ٹیلی سکوپ تھرمل بیک گراؤنڈ (خود دوربین سے خارج ہونے والی تابکاری)، جہاز پر موجود الیکٹرانکس، اور آپٹیکل پرزوں کے ذریعے شور مچایا جاتا ہے جو دوربین کی جمع کردہ روشنی کو ڈیٹیکٹر تک پہنچاتے ہیں۔ دلچسپ بات یہ ہے کہ ہم نے محسوس کیا ہے کہ MIRI کے لیے شور کا سب سے اہم حصہ براہ راست اس بات سے جڑا ہوا ہے کہ کس طرح مشاہدہ شدہ ماخذ (مثلاً ستارہ، یا سیاروں کا نیبولا) سے فوٹون خود ڈیٹیکٹر کی تہوں کے اندر اچھالتے ہیں۔ اگرچہ یہ اثر ڈیٹا سے ہٹانے کے لیے بہت پیچیدہ ہو سکتا ہے، اگر ہم اسے سمجھنے کے قابل ہو جائیں، تو یہ ہمیں JWST کے ساتھ قابل حصول سائنس کو نئی بلندیوں تک لے جانے کی اجازت دے گا۔ یہ میرے لیے ایک بہت ہی متاثر کن امکان ہے، اس لیے کہ JWST ایک نسل کا مشن ہے۔
ناسا کے محقق تھامس گرین اور ان کے ساتھی اپنا دوربین وقت ایکسپوپلینٹس کی ایک وسیع رینج کے بارے میں سیکھنے میں صرف کریں گے۔
ہماری ٹیم ان سیاروں کے ماحول کا مشاہدہ کرنے میں 200 گھنٹے سے زیادہ وقت گزارے گی جو دوسرے ستاروں کے گرد موجود ہیں، ویب کی طاقتور سپیکٹروسکوپک صلاحیتوں کا استعمال کرتے ہوئے ان کے ماحول میں مالیکیولز کا مطالعہ کریں گے۔ ہم 9 ایکسپو سیاروں کا مشاہدہ کریں گے جن کا سائز زمین سے مشتری جتنا بڑا ہے، جو زمین کے وزن یا وزن سے 300 گنا زیادہ ہے۔ ہبل اسپیس ٹیلی سکوپ نے دکھایا ہے کہ بہت سے ایکسپوپلینٹس کے ماحول میں پانی ہے، اور JWST ہمیں بتائے گا کہ آیا ان میں کاربن ڈائی آکسائیڈ، میتھین، امونیا اور دیگر مالیکیول موجود ہیں۔ پانی کے برعکس، یہ دیگر مالیکیول کاربن اور نائٹروجن پر مشتمل ہوتے ہیں، ایسے عناصر جو زندگی کے لیے بھی اہم ہیں۔ یہ مشاہدات ہمیں ان سیاروں کی ساخت کے بارے میں بھی بہت زیادہ بصیرت فراہم کریں گے، آیا وہ اپنے والدین کے ستاروں سے ملتے جلتے ہیں، اور ان کے ماحول میں کون سے کیمیائی عمل ہوتے ہیں۔ ہم ان سیاروں کی آب و ہوا کے بارے میں بھی جانیں گے، بشمول ہوائیں ان کے ماحول میں کیسے گردش کرتی ہیں اور بادل کہاں بنتے اور منتشر ہوتے ہیں۔ چھوٹے exoplanets خاص طور پر دلچسپ ہیں، جن میں سے کچھ زمین اور نیپچون کے درمیان درمیانی سائز کے ہیں اور اس وجہ سے ہمارے اپنے نظام شمسی کے کسی بھی سیارہ کے برعکس ہیں۔ زمین کے سائز کے سیارے TRAPPIST-1 b کے ہمارے مشاہدات سے پتہ چل جائے گا کہ آیا اس کی فضا میں کاربن ڈائی آکسائیڈ موجود ہے، جیسا کہ ہمارے اپنے نظام شمسی میں زمین، مریخ اور زہرہ میں پایا جاتا ہے۔ اس سب کو ختم کرنے کے لیے، ہم خاص طور پر پرجوش ہیں کیونکہ ہم نے JWST کے NIRCam اور MIRI سائنسی آلات کو ڈیزائن کرنے اور جانچنے میں بھی تعاون کیا ہے جنہیں ہم یہ مشاہدات کرنے کے لیے استعمال کریں گے۔
UC سانتا کروز میں NASA Sagan کے ساتھی Joshua Krissansen-Totton، پہلی بار چٹانی، زمین کے سائز کے سیاروں کے ماحول کو دیکھنے کے منتظر ہیں۔
ہبل خلائی دوربین
ہبل اسپیس ٹیلی سکوپ اور دیگر موجودہ دوربینیں صرف یہ نہیں بتا سکتی ہیں کہ آیا دوسرے ستاروں کے رہنے کے قابل علاقوں میں چٹانی سیارے چاند کی طرح بے ہوائی ہیں، زہرہ جیسے جہنم CO2 سے بھرپور ماحول رکھتے ہیں، یا زمین کی طرح نرم اور آباد ہیں۔ تاہم، JWST کے ساتھ، آخر کار ہمارے پاس چٹانی سیاروں کی ماحولیاتی ساخت کی پیمائش کرنے کی تکنیکی صلاحیت ہوگی، اگرچہ صرف مٹھی بھر سازگار اہداف جیسے کہ TRAPPIST-1 سسٹم میں سات سیارے۔ ان مشاہدات کو کرنے میں برسوں لگ سکتے ہیں کیونکہ، JWST کے لیے بھی، وہ اس کے آلات کی حدود کو آگے بڑھا رہے ہوں گے۔ لیکن مکمل ہونے پر، یہ مشاہدات سنسنی خیز ہوں گے کیونکہ ہم نہیں جانتے کہ ہم کیا دریافت کریں گے! کیا کہیں اور چٹانی سیارے نظام شمسی کے سیاروں کی طرح نظر آئیں گے، یا فطرت اس سے کہیں زیادہ متنوع دنیا پیدا کرتی ہے جس کا ہم فی الحال تصور کر سکتے ہیں؟ کیا رہنے کے قابل زون کے سیاروں میں اکثر ماحول ہوتا ہے یا وہ عام طور پر سخت تارکیی تابکاری سے دور ہو جاتے ہیں؟ یہ بھی ممکن ہے کہ ہم ان exoplanet کے ماحول میں زندگی کی عارضی نشانیاں دریافت کر لیں، جیسے وافر مقدار میں وایمنڈلیی میتھین، جو کہ ایک ممکنہ بائیو سگنیچر گیس ہے۔ تاہم، یہ ثابت کرنے کے لیے کہ ایسی میتھین زندگی سے پیدا ہوتی ہے نہ کہ کسی غیر حیاتیاتی عمل کے لیے مستقبل میں دوربینوں اور نئی صلاحیتوں کی ضرورت ہوگی۔ بہر حال، JWST ہمارے خیالات کو جانچنے کا پہلا موقع فراہم کرے گا کہ چٹانی سیارے کیسے کام کرتے ہیں اور ستاروں کے درمیان ممکنہ طور پر رہنے کے قابل دنیاوں میں پہلی ٹینٹلائزنگ جھلک۔
وکٹوریہ میڈوز، یونیورسٹی آف واشنگٹن میں فلکیات کی پروفیسر اور ناسا کے قابل رہائش سیاروں کی تلاش کی رہنمائی کرنے والی ایک پرنسپل تفتیش کار، دور دراز کے ماحول میں دلچسپی رکھتی ہیں جو کہ کچھ طریقوں سے زمین سے مشابہت رکھتی ہیں۔ وہ TRAPIST-1 نظام کے ڈیٹا کو بہت قریب سے دیکھ رہی ہو گی، جو کہ زمین سے تقریباً 40 نوری سال کے فاصلے پر واقع نظام شمسی ہے۔
چھوٹے ستارے TRAPPIST-1 کے گرد گردش کرنے والے زمین کے سائز کے سات سیارے ماورائے شمسی زمینی سیاروں کے ماحول کا مطالعہ کرنے کے لیے ہمارے بہترین اہداف ہیں۔ TRAPPIST-1 کے سامنے سے گزرنے والا زمینی سائز کا سیارہ ماحول کے مالیکیولز سے جذب ہونے کا انکشاف کر سکتا ہے جو ستاروں کی روشنی کو اس سطح پر مدھم کر سکتے ہیں جن کا JWST پتہ لگا سکتا ہے۔ TRAPPIST-1 کے قریب ترین دو سیارے بھاپ، آکسیجن یا کاربن ڈائی آکسائیڈ کے زیر تسلط ماحول چھوڑ کر سمندروں سے محروم ہو سکتے ہیں --- یا اپنے ماحول کو مکمل طور پر کھو چکے ہیں۔ JWST اہم ماحولیاتی مالیکیولز کو ظاہر کر سکتا ہے، بشمول ہائیڈروجن کی بھاری شکل والا پانی، جو ابتدائی سمندری نقصان کی نشاندہی کرتا ہے۔ ہم TRAPPIST-1 کے تین قابل رہائش سیاروں کے ماحول میں زندگی کے آثار بھی تلاش کر سکتے ہیں۔ اگرچہ فوتوسنتھیٹک آکسیجن کا پتہ لگانا انتہائی مشکل ہوگا، لیکن کاربن ڈائی آکسائیڈ اور میتھین سے جذب کرنا آسان ہوسکتا ہے اور یہ زمین پر زندگی کی علامت میتھین کے مضبوط اخراج کا مشورہ دے سکتا ہے۔ تاہم، یہ دیکھتے ہوئے کہ ہم ان سیاروں کے بارے میں کتنا کم جانتے ہیں، CO2 اور CH4 کا پتہ لگانا یقینی طور پر زندگی کی وجہ سے ہونے کی تشریح کرنا مشکل ہوگا۔ پھر بھی، JWST کے ساتھ نظام شمسی سے باہر زندگی کی تلاش شروع کرنا دلچسپ ہوگا!
کیا ویب کو زمین کا ڈوپلگینجر مل جائے گا؟ یا یہ "دلچسپ طور پر غیر زمین جیسے" سیارے بنیں گے؟ Meadows کی تحقیق - اور ہزاروں دوسرے سائنس دانوں سے کام صبر سے یہ دیکھنے کے لیے انتظار کر رہے ہیں کہ Webb کیا کر سکتا ہے - ان میں سے کچھ سوالات کے جوابات میں مدد کرے گا۔
اور بہت سے، بہت سے چنگاری۔
