કોસ્મોક્યુબ અને પ્રત્યુષ: ચંદ્ર પરથી પ્રારંભિક બ્રહ્માંડની શોધ

કોસ્મોક્યુબ અને પ્રત્યુષ: ચંદ્ર પરથી પ્રારંભિક બ્રહ્માંડની શોધ

#GS-3 #વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજી #અવકાશ #કોસ્મોક્યુબ મિશન #પ્રત્યુષ મિશન #ખગોળશાસ્ત્ર

મુખ્ય મુદ્દા

  • CosmoCube ઉપગ્રહ દર 2 કલાક માં ચંદ્રનું ચક્કર લગાવશે અને જૂના બ્રહ્માંડના સિગ્નલ માપવા 40 મિનિટ ચંદ્રની પાછળ વિતાવશે.
  • આ 21-cm સિગ્નલ બિગ બેંગ પછીના 3,80,000 થી 20 કરોડ વર્ષ વચ્ચેના ડાર્ક એજ સમયના હાઇડ્રોજનમાંથી નીકળે છે.
  • CosmoCube માં 10 MHz થી 100 MHz ની ઓછી આવૃત્તિ પર કામ કરતું ખાસ રેડિયોમીટર મુકાયું છે.
  • ભારત પણ ISRO અને Raman Research Institute ના સહયોગથી PRATUSH નામનું પોતાનું ચંદ્રીય મિશન તૈયાર કરી રહ્યું છે.

શા માટે ચર્ચામાં છે?

  • તાજેતરમાં Nature Astronomy જર્નલમાં CosmoCube નામના એક ચંદ્રીય ઉપગ્રહ મિશન વિશે માહિતી આપવામાં આવી છે.
  • Royal Astronomical Society અને University of Cambridge ના વૈજ્ઞાનિકો આ દાયકાના અંત સુધીમાં આ મિશન લોંચ કરવાની તૈયારી કરી રહ્યા છે.
  • આ મિશનનો મુખ્ય હેતુ બ્રહ્માંડના પ્રારંભિક સમયના 21-cm રેડિયો સિગ્નલ શોધી કાઢવાનો છે.
  • ભારત પણ પોતાના સ્વદેશી PRATUSH મિશન દ્વારા આ જ સિગ્નલ શોધવાની દિશામાં કામ કરી રહ્યું છે.

કોસ્મોક્યુબ મિશન શું છે?

  • CosmoCube એ ચંદ્રની ભ્રમણકક્ષામાં 2 વર્ષ સુધી કામ કરવા માટે બનાવાયેલો એક નાનો ઉપગ્રહ છે.
  • આ ઉપગ્રહ દર 2 કલાક માં ચંદ્રનો એક ચક્કર લગાવશે અને દરેક ચક્કરમાં 40 મિનિટ ચંદ્રની પાછળના ભાગમાં વિતાવશે.
  • તેનો મુખ્ય ઉદ્દેશ્ય Cosmic Dark Ages દરમિયાન ન્યુટ્રલ હાઇડ્રોજન દ્વારા છોડવામાં આવેલા અતિ-નબળા રેડિયો સિગ્નલ પકડવાનો છે.
  • આ ઉપગ્રહમાં 10-100 MHz ની ઓછી આવૃત્તિ પર કામ કરતું ખાસ રેડિયોમીટર સાધન મુકવામાં આવ્યું છે.
  • આ સાધન આવતા રેડિયો તરંગોને અલગ-અલગ ચેનલોમાં વહેંચીને પ્રારંભિક હાઇડ્રોજનની હાજરી તપાસશે.
  • ડેટા લેતી વખતે કોઈ વિક્ષેપ ન પડે તે માટે ચંદ્રની પાછળ હોવા દરમિયાન CosmoCube પોતાના બધા રેડિયો સિગ્નલ બંધ રાખશે.
  • ચંદ્રની પાછળ ભેગો થયેલો ડેટા જ્યારે ઉપગ્રહ પૃથ્વી તરફ મોઢું કરશે ત્યારે જ પૃથ્વી પર મોકલશે.
  • ચંદ્રનો પાછળનો ભાગ પૃથ્વીના ટીવી-રેડિયો તરંગો અને વાતાવરણના અવાજથી સંપૂર્ણ સુરક્ષિત અને શાંત વાતાવરણ આપે છે.
  • આ 21-cm સિગ્નલ ની મદદથી વૈજ્ઞાનિકો એ જાણી શકશે કે બ્રહ્માંડમાં પ્રથમ તારા અને ગેલેક્સી ક્યારે બન્યા હતા.
  • હાઇડ્રોજન સિગ્નલના કદ અને આકાર પરથી રહસ્યમય Dark Matter વિશે પણ નવી વિગતો જાણી શકાશે.
  • આ મિશન બ્રહ્માંડના વિસ્તરણના દર અંગેના વિવાદ એટલે કે Hubble Tension ને ઉકેલવામાં પણ મદદ કરી શકે છે.

કોસ્મિક ડાર્ક એજ અને 21-સેમી સિગ્નલ શું છે?

  • Big Bang પછી 3,80,000 થી 20 કરોડ વર્ષ સુધીનો સમયગાળો Cosmic Dark Ages તરીકે ઓળખાય છે.
  • આ સમય દરમિયાન બ્રહ્માંડમાં કોઈ તારા કે આકાશગંગા નહોતા, માત્ર ન્યુટ્રલ હાઇડ્રોજન ગેસ જ ફેલાયેલો હતો.
  • આ સંપૂર્ણ અંધારાવાળો યુગ Cosmic Dawn અને તે પછીના Epoch of Reionisation પહેલા આવ્યો હતો.
  • હાઇડ્રોજનના પરમાણુઓમાં થતા ખાસ ફેરફાર spin-flip transition ને કારણે 21-cm તરંગલંબાઇ ધરાવતા રેડિયો તરંગો બહાર ફેંકાય છે.
  • અબજો વર્ષોમાં બ્રહ્માંડનો ફેલાવો થવાને કારણે આ સિગ્નલ ખેંચાઈને આજે ઓછા મેગાહર્ટ્ઝ વાળા રેડિયો રેન્જમાં બદલાઈ ગયા છે.
  • અમારી પોતાની Milky Way આકાશગંગાના સિગ્નલ આના કરતાં હજારો ગણા મજબૂત હોવાથી આ અતિ-નબળા સિગ્નલ શોધવા ખૂબ મુશ્કેલ છે.

ભારતનું પ્રત્યુષ (PRATUSH) મિશન

  • PRATUSH નું પૂરું નામ Probing ReionizATion of the Universe using Signal from Hydrogen છે.
  • બેંગલુરુની Raman Research Institute દ્વારા ISRO ના સહયોગથી આ ખાસ રેડિયો એસ્ટ્રોનોમી પ્રોજેક્ટ તૈયાર કરાઈ રહ્યો છે.
  • CosmoCube ની જેમ PRATUSH પણ ચંદ્રની ઓર્બિટમાં રહીને બ્રહ્માંડના પ્રારંભિક કાળના 21-cm સિગ્નલ માપશે.
  • ઓછા વજન અને નાની જગ્યામાં કામ કરવા માટે ટીમ દ્વારા એટીએમ કાર્ડ જેવડું Single-Board Computer બનાવવામાં આવ્યું છે.
  • આ નાનું કમ્પ્યુટર મુખ્ય કંટ્રોલર તરીકે કામ કરી એન્ટેના અને FPGA chip વચ્ચે ડેટાનું ઝડપી સંચાલન કરે છે.
  • ચંદ્રના શાંત વાતાવરણનો ઉપયોગ કરીને ભારત પણ આ મિશન દ્વારા સ્પેસ રિસર્ચમાં વિશ્વસ્તરે પોતાની ઓળખ મજબૂત કરી રહ્યું છે.