उघड्या डोळ्यांनाही न दिसणारे विश्व आता निरीक्षणांना तंत्राची जोड मिळाल्यावर बरंच काही नव्यानं सांगत आहे..

एक्स्पोसॅट केवळ एक अवकाशीय वेधशाळा म्हणून मर्यादित नाही. तर त्यातून मिळणारी निरीक्षणे विश्वाबद्दलच्या आजवरच्या आपल्या गृहीतकांनाही धक्का देऊ शकतात, असे संशोधकांना वाटते. एक्स्पोसॅटचे विविध पैलू पाहण्याआधी एक्स्पोसॅटचे प्रयोजन समजून घ्यायला हवे.

अथांग अवकाशाला गवसणी घालून आकाशस्थ गुपिते उलगडून सांगण्यासाठी अविरत धडपड करणाऱ्या भारतीय अवकाशशास्त्रज्ञांच्या प्रयत्नांची द्वाही फिरवत भारताने विकसित केलेले चार कृत्रिम उपग्रह या नभांगणाची आज शोभा वाढवत आहेत.

आजही चंद्राभोवती फिरणारे चांद्रयान-२चे ऑर्बीटर, खगोलशास्त्राला समर्पित असलेला अॅस्ट्रोसॅट, सूर्याची परिक्रमा करणारे आदित्य-एल१ आणि कालपरवाच प्रक्षेपित झालेले एक्स्पोसॅट भारताच्या अंतराळ प्रगतीचे नक्षत्र ठरले आहे.

नववर्षाच्या पहिल्याच दिवशी भारतीय अवकाश संशोधन संस्थेने (इस्रो) एक्स्पोसॅटचे यशस्वी प्रक्षेपण केले.

विश्वातून येणाऱ्या क्ष-किरण स्रोतांच्या अभ्यासासाठी ही भारताची पहिली आणि जगातील दुसरी अंतराळ वेधशाळा आहे. कृष्णविवरे, न्यूट्रॉन तारे, पल्सार (स्पंदक) आदी अवकाशीय घटकांतून मोठ्या प्रमाणावर क्ष-किरणांचे (एक्सरे) उत्सर्जन होत असते.

त्यांचा वेध घेण्याचे काम एक्स्पोसॅट करणार आहे. बंगळूर येथील रमण संशोधन संस्थेने (आरआरआय) या अंतराळ वेधशाळेची निर्मिती केली असून, इस्रोच्याच यू.आर. राव उपग्रह केंद्रात तिची बांधणी झाली आहे.

गेल्या सोमवारी (ता. १) श्रीहरिकोटा येथील सतीश धवन अवकाश स्थानकातून प्रक्षेपित झालेला ही उपग्रह-वेधशाळा सध्या पृथ्वीपासून ६५० किलोमीटर अंतरावरील कक्षेत प्रस्थापित झाली आहे. यासाठी इस्रोने विश्वासार्ह अशा ध्रुवीय प्रक्षेपक यानाचा (पीएसएलव्ही सी-५८) वापर केला होता.

एक्स्पोसॅट केवळ एक अवकाशीय वेधशाळा म्हणून मर्यादित नाही. तर त्यातून मिळणारी निरीक्षणे विश्वाबद्दलच्या आजवरच्या आपल्या गृहीतकांनाही धक्का देऊ शकतात, असे संशोधकांना वाटते. एक्स्पोसॅटचे विविध पैलू पाहण्याआधी एक्स्पोसॅटचे प्रयोजन समजून घ्यायला हवे.

गोष्ट कृष्णविवरांची...

खरेतर ही फार फार वर्षांपूर्वीची गोष्ट आहे. अगदी विश्वाच्या निर्मितीच्या वेळेची. महास्फोटातून (बिग बँग) निर्माण झालेल्या विश्वात आदिम कृष्णविवरे होती.

आजही त्यांचे अस्तित्व असावे अशी दाट शंका शास्त्रज्ञांना आहे. विश्वातील दीर्घिकांची निर्मिती, विकास आणि अंतातही कृष्णविवरांचा मोठा वाटा आहे. आपल्या सूर्यापेक्षा कैक पटींनी मोठ्या असलेल्या ताऱ्यांची अंतिम स्थिती कृष्णविवरासारखी होते.

ताऱ्याच्या आयुष्याचा शेवट कसा होईल हे खरेतर ताऱ्याच्या वस्तुमानावर अवलंबून असते. काही तारे तसेच मरतात तर काहींचं रूपांतर श्वेत बटूत (व्हाइट ड्वार्फ) होतं आणि काही न्यूट्रॉन ताऱ्यात, पल्सार ताऱ्यात आणि काही कृष्णविवरात रूपांतरीत होतात.

अशा कृष्णविवरांजवळचे गुरुत्वाकर्षण इतके जास्त असते, की प्रकाशदेखील त्यातून बाहेर पडू शकत नाही. प्रकाशालाही अडवणाऱ्या या अंधाऱ्या गर्तेमुळेच अशा मृत ताऱ्यांना कृष्णविवर असे म्हणतात.

जेव्हा एखाद्या ताऱ्याचा अंत होतो तेव्हा त्याचा खूप मोठा स्फोट होतो. अशा ताऱ्याला सुपरनोव्हा म्हणतात.

सुपरनोव्हानंतर ताऱ्याचे प्रचंड द्रव्य आतल्या बाजूला कोसळते. या द्रव्याचा दाब इतका प्रचंड असतो की अणूंमधील इलेक्ट्रॉनचे बंध तुटतात आणि ताऱ्याचे आकारमान प्रचंड मोठ्या प्रमाणात कमी होते. परिणामी, ताऱ्याचे गुरुत्वाकर्षण वाढते.

त्यामुळे सुपरनोव्हानंतर त्या ताऱ्याचं न्यूट्रॉन किंवा पल्सार ताऱ्यात रूपांतर होईल की कृष्णविवर होईल हे त्या ताऱ्याच्या वस्तुमानावर ठरते. ताऱ्याची ही सर्व रूपे प्रत्येक टप्प्यात विद्युत चुंबकीय लहरींचे उत्सर्जन करतात.

जी वस्तू मुळातच अदृश्य आहे, ती शोधणे म्हणजे मोठेच दिव्य. पण शास्त्रज्ञांनी अशा न दिसणाऱ्या गोष्टींच्या शोधासाठीही एक मार्ग निश्चित केला आहे.

अवकाशातील अशा गडद काळ्या जागेचा शोध घ्यायचा जेथील वस्तुमान खूप जास्त असेल. अशी गोष्ट शोधताना खगोलशास्त्रज्ञांना नेहमीच आकाशगंगाचे केंद्र किंवा द्वैती तारे सापडतात.

त्यामुळे कृष्णविवरे प्रामुख्याने आकाशगंगाच्या केंद्रस्थानी असतात, असे आता खगोलशास्त्रज्ञांचे मत झाले आहे आपल्या आकाशगंगेतील अब्जावधी तारे अब्जावधी वर्षांपासून आकाशगंगांच्या केंद्रस्थानी असलेल्या कृष्णविवरांभोवती प्रदक्षिणा घालीत आहेत.

क्ष-किरणांच्या शोधावरून या व इतर आकाशगंगांमधील कृष्णविवरांचे अस्तित्व सिद्ध होते. खगोलशास्त्रज्ञांनाच्या मते कृष्णविवरे प्रचंड प्रमाणात क्ष-किरण उत्सर्जित करतात.

त्यांच्याच अभ्यासासाठी क्ष-किरणांचा संग्रह करणारी, त्यांच्यातील ध्रुवीकरणाचा अभ्यास करणारी दुर्बीण शास्त्रज्ञ विकसित करतात. आजवर कृष्णविवरे, न्यूट्रॉन तारे किंवा पल्सारचा रेडिओ लहरींच्या माध्यमातून जास्त अभ्यास झाला आहे.

अमेरिकेची ‘चंद्रा’ वेधशाळा

अवकाशातील श्वेत बटूंच्या संशोधनात भारतीय वंशाचे शास्त्रज्ञ डॉ. सुब्रह्मण्यन चंद्रशेखर यांचे अमूल्य योगदान आहे. डॉ. चंद्रशेखर यांची खरी ओळख म्हणजे ‘चंद्रशेखर मर्यादा’. ११ जानेवारी १९३५ या दिवशी डॉ. चंद्रशेखर यांनी एक सिद्धांत मांडला.

पुंजवाद आणि सापेक्षतावाद यांची सांगड घालून चंद्रशेखर यांनी श्वेत बटूंची कमाल वस्तुमानमर्यादा सूर्यापेक्षा ४४ टक्के इतकी असू शकते, असे आपल्या सिद्धांताद्वारे मांडले. सूर्यापेक्षा लहान असलेले तारे म्हणजे बटू तारे यांचे अस्तित्व कशामुळे टिकून आहे हे डॉ. चंद्रशेखर यांनी गणिताच्या साहाय्याने मांडले.

१९८३ साली त्यांच्या या संशोधनासाठी डॉ. चंद्रशेखर यांना विज्ञानातील सर्वोच्च समजले जाणारे नोबेल पारितोषिक देण्यात आले. त्यांच्याच सन्मानार्थ ‘नासा’ने क्ष-किरण वेधशाळेला ‘चंद्रा क्ष-किरण वेधशाळा’ असे नाव दिले.

चंद्रा ही कृत्रिम उपग्रहाच्या स्वरूपातली अवकाशीय वेधशाळा आहे. २३ जुलै १९९९ रोजी एसटीएस-९३ मोहिमेमध्ये ‘नासा’च्या कोलंबिया अंतराळयानाने हिचे प्रक्षेपण करण्यात आले होते. सुमारे ६४ तासांमध्ये ही वेधशाळा पृथ्वीभोवती एक प्रदक्षिणा करते.

या वेधशाळेमध्ये एक क्ष-किरण दुर्बीण आहे. तिच्यातील आरशांच्या उच्च कोनीय विभेदनामुळे ती तिच्या पूर्वीच्या इतर कुठल्याही क्ष-किरण दुर्बिणीपेक्षा १०० पटींनी जास्त संवेदनशील आहे.

भारताचा एक्स्पोसॅट

पृथ्वीचे वातावरण बहुतांश क्ष-किरणे शोषून घेते. त्यामुळे जमिनीवरील दुर्बिणी वापरून क्ष-किरणांचे निरीक्षण करता येत नाही. म्हणून अवकाशीय वेधशाळेची गरज भासते.

भारताने एक्स्पोसॅटवर २०१७ सालापासूनच काम सुरू केले होते. या उपग्रहातील उपकरणांची निर्मिती रामन संशोधन संस्थेने केली आहे.

या मोहिमेचे अंदाजपत्रक अवघे ९.५० कोटी रुपयांचे होते. एक्स्पोसॅट उपग्रहामध्ये पोलिक्स (POLIX) आणि एक्सस्पेक्ट (XSPECT) हे दोन पेलोड आहेत.

यातील पोलिक्स हा मुख्य पेलोड आहे. १२६ किलोचा हा टेलिस्कोप अंतराळातील ५० पैकी ४० सर्वात चमकदार क्ष-किरणस्रोतांचा अभ्यास करेल.

क्ष-किरण स्रोतांचा अभ्यास का महत्त्वाचा?

जेव्हापासून माणूस विचार करायला लागला असेल तेव्हापासून त्याला स्वतःच्या अस्तित्वाबद्दल प्रश्न पडायला सुरुवात झाली असणार.

आणि आजपर्यंत या प्रश्नांची पूर्ण समाधानकारक उत्तरे मिळालेली नाहीत. अगदी प्राचीन काळात उघड्या डोळ्यांनी दिसणाऱ्या विश्वाचा मानवाने अभ्यास केला.

पुढे तंत्रज्ञान जसे प्रगत होत गेले तसा दुर्बिणींचा वापरही करण्यात आला. आजही हा अभ्यास सुरूच आहे. मात्र, उघड्या डोळ्यांनाही न दिसणारे विश्व आता निरीक्षणांना तंत्राची जोड मिळाल्यावर बरंच काही नव्यानं सांगत आहे.

एखाद्या दीर्घिकेच्या किंवा सूर्यमालेच्या निर्मितीत कृष्णविवरांचा महत्त्वाचा वाटा आहे. इतकेच नव्हे तर विश्वाच्या निर्मितीच्या प्रक्रियेत ताऱ्यांना कृष्णविवरात बदलून टाकणारा ताऱ्यांचा मृत्यूही बरेच काही सांगतो.

विश्वाच्या निर्मितीचे रहस्य उलगडण्याबरोबरच त्याचे वर्तमान आणि भविष्य जाणून घेण्याच्या प्रयत्नात क्ष-किरणांच्या स्रोतांचा अभ्यास एक महत्त्वपूर्ण पाऊल ठरणार आहे.

स्टार्टअपचा सहभाग

एक्स्पोसॅटच्या प्रक्षेपणात विविध भारतीय स्टार्टअपनीही महत्त्वाची भूमिका बजावली आहे.

उपग्रहासोबतच्या ‘पी-३०’ या सूक्ष्म उपग्रहाच्या प्लॅटफॉर्मची कार्यक्षमता आणि प्रणालीचे प्रमाणीकरण करण्यासाठी हैदराबादच्या ध्रुव स्पेस या स्टार्टअपने मदत केली आहे.

प्रथमच एका भारतीय स्टार्टअपने अंतराळ मोहिमेसाठी सॉफ्टवेअर आधारित प्रणाली विकसित केली आहे. एक्स्पोसॅटबरोबरच इतर छोट्या उपग्रहांचेही प्रक्षेपण पीएसएलव्ही-सी ५८ द्वारे करण्यात आले.

यात बंगळूरस्थित बेलाट्रिक्स एरोस्पेसच्या उपकरणांचा समावेश होता. आयआयटी मुंबईने इन्क्युबेट केलेले ‘इन्स्पेसिटी स्पेस लॅब्स प्रायव्हेट लिमिटेड’यांचे ग्रीन इम्पल्स ट्रान्समीटर (गिता) आणि ग्रीन बायप्रोपेलंट क्यूबसॅट प्रॉपल्शन युनिटची चाचणीही या मोहिमेदरम्यान करण्यात येत आहे.

‘टेक मी टू स्पेस’ या हैदराबादच्या स्टार्टअपचे ‘रेडिएशन शिल्डिंग एक्सपेरिमेंटल मॉड्यूल’ सध्या अवकाशात प्रयोग करत आहे.

महत्त्वाचे म्हणजे तिरुअनंतपुरम येथील इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी फॉर वूमनने विकसित केलेला महिला अभियंत्यांचा उपग्रहदेखील या मोहिमेचा भाग होता.

सौर विकिरण आणि अतिनील किरणांचा निर्देशांक मोजणे असा या उपग्रहाचा उद्देश आहे. मुंबईच्या के.जे सोमय्या इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजीचा हौशी रेडिओ उपग्रह ‘बिलीफ सॅट’चाही या उड्डाणात समावेश होता.

---------------------