Multi-unit spectroscopic explorer
મલ્ટી-યુનિટ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપિક એક્સપ્લોરર (એમયુએસઇ) એ યુરોપિયન સધર્ન ઓબ્ઝર્વેટરી (ઇએસઓ) ના વેરી લાર્જ ટેલિસ્કોપ (વીએલટી) પર સ્થાપિત એક અભિન્ન ફિલ્ડ સ્પેક્ટ્રોગ્રાફ છે. તે દૃશ્યમાન તરંગલંબાઇની શ્રેણીમાં કામ કરે છે, અને ઉચ્ચ અવકાશી રીઝોલ્યુશન અને વિશાળ એક સાથે વર્ણપટ શ્રેણી (480-930 nm) સાથે દૃશ્યના વિશાળ ક્ષેત્રને જોડે છે. તે ખાસ કરીને અનુકૂલનશીલ ઓપ્ટિક્સ દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવેલા સુધારેલા અવકાશી રીઝોલ્યુશનનો લાભ લેવા માટે રચાયેલ છે, જે ચોક્કસ રૂપરેખાંકનોમાં વિવર્તન-મર્યાદિત પ્રદર્શન પ્રદાન કરે છે. મ્યુઝે 31 જાન્યુઆરી 2014ના રોજ વી. એલ. ટી. ના યુનિટ ટેલિસ્કોપ 4 (યુ. ટી. 4) પર પ્રથમ પ્રકાશ પાડ્યો હતો. પૃષ્ઠભૂમિ પરંપરાગત રીતે ઓપ્ટિકલ પ્રદેશમાં ખગોળીય અવલોકનોને ઇમેજિંગ અને સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીમાં અલગ કરવામાં આવ્યા છે. પહેલું દૃશ્યના વિશાળ ક્ષેત્રને આવરી શકે છે, પરંતુ તરંગલંબાઇની દિશામાં ખૂબ જ બરછટ રીઝોલ્યુશનની કિંમત પર. બાદમાં કાં તો અવકાશી રીઝોલ્યુશન ગુમાવવાનું વલણ ધરાવે છે-સંપૂર્ણપણે ફાઇબર સ્પેક્ટ્રોગ્રાફ્સના કિસ્સામાં, અને આંશિક રીતે લાંબા-સ્લિટ સ્પેક્ટ્રોગ્રાફ્સના કિસ્સામાં-અથવા તાજેતરના અભિન્ન ક્ષેત્ર સ્પેક્ટ્રોગ્રાફ્સના કિસ્સામાં માત્ર બરછટ અવકાશી રિઝોલ્યુશન શક્તિ ધરાવે છે. ઉચ્ચ અવકાશી રીઝોલ્યુશન તેમજ સારું સ્પેક્ટ્રલ કવરેજ પ્રદાન કરીને આ પરિસ્થિતિમાં સુધારો કરવા માટે એમયુએસઈની રચના કરવામાં આવી હતી. સાધનના મુખ્ય તપાસકર્તા લિયોન સેન્ટર ફોર એસ્ટ્રોફિઝિક્સ રિસર્ચ (સી. આર. એ. એલ.) ખાતે રોલેન્ડ બેકોન છે, જે છ મુખ્ય યુરોપિયન સંસ્થાઓના સંઘના પ્રભારી છેઃ લિયોન ઓબ્ઝર્વેટરી ખાતે સી. આર. એ. એલ. એ પી. આઈ. સંસ્થા છે અને મોટાભાગના સાધનના નિર્માણનું નેતૃત્વ કર્યું છે. અન્ય સંકળાયેલી સંસ્થાઓમાં જર્મન ઇન્સ્ટિટ્યુટ ફર એસ્ટ્રોફિઝીક ગોટિન્જેન (આઇએજી) અને લીબનીઝ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ફોર એસ્ટ્રોફિઝિક્સ પોટ્સડેમ (એઆઈપી), નેધરલેન્ડ રિસર્ચ સ્કૂલ ફોર એસ્ટ્રોનોમી (એનઓવીએ), ઇન્સ્ટિટ્યુટ ડી રિસર્ચ એન એસ્ટ્રોફિઝીક એટ પ્લેનેટોલોજી (આઈઆરએપી), ફ્રાન્સ, ઇટીએચ ઝુરિચ, સ્વિટ્ઝર્લેન્ડ તેમજ યુરોપિયન સધર્ન ઓબ્ઝર્વેટરી (ઇએસઓ) નો સમાવેશ થાય છે. આ પ્રોજેક્ટની શરૂઆત 18 જાન્યુઆરી, 2005ના રોજ થઈ હતી અને માર્ચ 2009માં ડિઝાઇનની અંતિમ સમીક્ષા કરવામાં આવી હતી. આ ઉપકરણે 10 સપ્ટેમ્બર, 2013 ના રોજ યુરોપમાં તેની અંતિમ સ્વીકૃતિ પસાર કરી હતી, એમયુએસઈને 19 જાન્યુઆરી, 2014 ના રોજ ચોથા વીએલટી યુનિટ ટેલિસ્કોપના નાસમિથ પ્લેટફોર્મ પર માઉન્ટ કરવામાં આવ્યું હતું અને 31 જાન્યુઆરી, 2014 ના રોજ પ્રથમ પ્રકાશ જોયો હતો. વૈજ્ઞાનિક લક્ષ્યાંકો તારાઓ અને ઉકેલાયેલી તારાઓની વસ્તી એમયુએસઈ પાસે દૃશ્યનું ક્ષેત્ર છે જે આકાશગંગામાં સંખ્યાબંધ પદાર્થો સાથે સારી રીતે મેળ ખાય છે, જેમ કે ગોળાકાર સમૂહો અને ગ્રહોની નિહારિકા. ઉચ્ચ અવકાશી રીઝોલ્યુશન અને સેમ્પલિંગ એમયુએસઈને ગોળાકાર સમૂહો જેવા ગાઢ પ્રદેશોમાં એક જ સમયે હજારો તારાઓના વર્ણપટનું નિરીક્ષણ કરવામાં સક્ષમ બનાવશે. તારા બનાવતા પ્રદેશોમાં, આયનીકૃત વાયુ અને તારાઓના મિશ્રણ સાથે, એમયુએસઈ આ પ્રદેશમાં તારાકીય અને નેબ્યુલર સામગ્રી બંને વિશે માહિતી પ્રદાન કરશે. લાઇમન-આલ્ફા ઉત્સર્જકો એમયુએસઈની રચનાનો મુખ્ય ધ્યેય નજીકના સામાન્ય તારાવિશ્વોના પૂર્વજોને રેડશિફ્ટ ઝેડ> 6 સુધી અભ્યાસ કરવામાં સક્ષમ બનવાનો હતો. આ સ્રોતો અત્યંત મંદ હોઈ શકે છે, આ કિસ્સામાં તેઓ માત્ર લાઇમેન-આલ્ફા ઉત્સર્જન રેખામાં ઉત્સર્જન દ્વારા શોધી શકાય છે, આવા તારાવિશ્વોને વારંવાર લાઇમેન-આલ્ફા ઉત્સર્જકો તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આવા સ્રોતોનો અભ્યાસ કરવાની એક સામાન્ય રીત એ છે કે સાંકડી-બેન્ડ ઇમેજિંગનો ઉપયોગ કરવો, પરંતુ આ તકનીક માત્ર એક સમયે ખૂબ જ સાંકડી રેડશિફ્ટ શ્રેણીનું સર્વેક્ષણ કરી શકે છે-ફિલ્ટરની પહોળાઈ દ્વારા સેટ. વધુમાં આ પદ્ધતિ સીધા સ્પેક્ટ્રોસ્કોપિક અભ્યાસો જેટલી સંવેદનશીલ નથી કારણ કે ફિલ્ટરની પહોળાઈ ઉત્સર્જન રેખાની લાક્ષણિક પહોળાઈ કરતાં વધુ પહોળી હોય છે. એમયુએસઈ એ 1 'x1' દૃશ્ય ક્ષેત્ર સાથેનો વર્ણપટ હોવાથી, તેનો ઉપયોગ એક જ સમયે રેડશિફ્ટ (ઝેડ = લાઇમેન-આલ્ફા માટે <આઇડી1>) માં વિશાળ શ્રેણીમાં ઉત્સર્જન રેખા સ્રોતો શોધવા માટે થઈ શકે છે. એવી અપેક્ષા રાખવામાં આવે છે કે સાધનનો ઉપયોગ 100 કલાક સુધીના એક્સપોઝર માટે કરવામાં આવશે, આ કિસ્સામાં તે 3x10−19 erg/s/cm2 ના મર્યાદિત પ્રવાહ સુધી પહોંચવું જોઈએ, જે વર્તમાન નેરો-બેન્ડ ઇમેજિંગ સર્વેક્ષણો કરતાં મંદ તીવ્રતાનો ક્રમ છે. આકાશગંગાની ઉત્ક્રાંતિ નજીકના બ્રહ્માંડમાંથી તારાવિશ્વોના ગતિશીલ ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરવા માટે ઓછામાં ઓછા 1.4 ની રેડશિફ્ટ સુધી એક શક્તિશાળી સાધન હશે, જેના પછી 372.7 nm પર [O II] પ્રતિબંધિત ઉત્સર્જન રેખા સ્પેક્ટ્રોગ્રાફના લાલ છેડેથી અદૃશ્ય થઈ જાય છે. નીચા રેડશિફ્ટ પર એમયુએસઈ તમામ પ્રકારની તારાવિશ્વોમાં ગતિશાસ્ત્ર અને તારાઓની વસ્તીના દ્વિ-પરિમાણીય નકશા પ્રદાન કરશે. તે વિલિયમ હર્શેલ ટેલિસ્કોપ પર સોરોન સાધન સાથે કરવામાં આવેલા વિજ્ઞાનનું નિર્માણ અને વિસ્તરણ કરશે, જે તેને મોટા ત્રિજ્યા અને વધુ દૂરના તારાવિશ્વો સુધી વિસ્તૃત કરશે. નેરો-ફિલ્ડ મોડ સાથે, એમયુએસઈ વિશાળ તારાવિશ્વોના કેન્દ્રમાં સુપર-મેસિવ બ્લેક હોલની આસપાસના વિસ્તારને ઝૂમ ઇન કરી શકશે. એવી આશા રાખવામાં આવે છે કે આનાથી ખગોળશાસ્ત્રીઓને તે પ્રક્રિયાને સમજવામાં મદદ મળશે જેના દ્વારા આ જાયન્ટ્સની રચના થઈ હતી-સંભવતઃ એક મર્જ પ્રક્રિયા દ્વારા જેમાં બે કાળા છિદ્રો વધુ વિશાળ અંતિમ ઉત્પાદન બનાવવા માટે ભેગા થાય છે અને તે જ સમયે આકાશગંગાના કેન્દ્રમાં તારાઓની ભ્રમણકક્ષાઓને ખલેલ પહોંચાડે છે. ઉચ્ચ રેડશિફ્ટ પર એમયુએસઈ તારાવિશ્વોમાં ધાતુઓના વિતરણના નકશા બનાવવાની શક્તિ પ્રદાન કરશે અને તે જ સમયે આ પદાર્થોની ગતિશીલ રચના પર અવરોધો પણ પ્રદાન કરશે. વિશાળ દૃશ્ય ક્ષેત્રને કારણે પર્યાવરણીય માહિતી સાથે આને જોડીને (1 આર્કમિનિટ 0.7 ની રેડશિફ્ટ પર 430 કિલો-પાર્સેકને અનુરૂપ છે) તારાવિશ્વોના ગુણધર્મો પર્યાવરણ દ્વારા કેવી રીતે પ્રભાવિત થાય છે તેનો અભ્યાસ કરવો શક્ય બનશે જે તેઓ પોતાને ખૂબ જ શક્તિશાળી અને મોટે ભાગે નવી રીતે જુએ છે. નેરો ફિલ્ડ મોડ એમયુએસઈ સાથે વિજ્ઞાનમાં 7.5x7.5 આર્કસેકના ફિલ્ડ ઓફ વ્યૂ અને 750 એનએમ પર 0.042 આર્કસેકના અવકાશી રિઝોલ્યુશન સાથે ઉચ્ચ અવકાશી રીઝોલ્યુશન મોડ પણ હશે. આ પદ્ધતિનો મુખ્ય વૈજ્ઞાનિક ઉપયોગ નજીકના તારાવિશ્વોમાં વિશાળ કાળા છિદ્રોની આસપાસના વાતાવરણ જેવી વધુ નજીકની પ્રણાલીઓનો વિગતવાર અભ્યાસ કરવા માટે છે. ખાસ કરીને મોટાભાગની વિશાળ તારાવિશ્વોમાં કુમારિકા સમૂહ સુધી અને તારાવિશ્વોના કોમા સમૂહમાં પણ સૌથી વિશાળ તારાવિશ્વો માટે કાળા છિદ્રોના પ્રભાવના ગોળાને ઉકેલવું શક્ય બનશે. ઘરની નજીક, એમયુએસઈ નજીકના તારા બનાવતા પ્રદેશોમાં અને સૌર મંડળની વસ્તુઓની શ્રેણીની સપાટીઓનો અભ્યાસ કરી શકશે. દાખલા તરીકે આનો ઉપયોગ આઇઓ પર જ્વાળામુખીની પ્રવૃત્તિના સ્પેક્ટ્રોસ્કોપિક મોનિટરિંગ અભ્યાસો અને ટાઇટનના વાતાવરણના સ્પેક્ટ્રોસ્કોપિક અભ્યાસો હાથ ધરવા માટે થઈ શકે છે. તકનીકી સાધનના વૈજ્ઞાનિક ઉદ્દેશોને પહોંચી વળવા માટે, એમયુએસઇએ સંખ્યાબંધ જરૂરિયાતો પૂરી કરવી પડી છેઃ સાધનમાં ઉચ્ચ થ્રુપુટ હોવું જોઈએ. ખૂબ લાંબા સંકલન હાથ ધરવાની ક્ષમતા, આમ સાધન ખૂબ જ સ્થિર હોવું જોઈએ. અનુકૂલનશીલ ઓપ્ટિક્સ સાથે સંયોજનમાં સાધનએ અવકાશી ગોળામાં દૃશ્યના ક્ષેત્રમાં મર્યાદિત અવલોકનો જોવાની સરખામણીમાં અવકાશી રીઝોલ્યુશનમાં વધારો કરવાની મંજૂરી આપવી જોઈએ. દૃશ્યનું વિશાળ ક્ષેત્ર, સર્વેક્ષણ કામગીરીને મંજૂરી આપે છે ખર્ચ ઘટાડવા માટે કાર્યક્ષમ ઉત્પાદન, અને વોલ્યુમ અને સામૂહિક મર્યાદાઓમાં ફિટ થવા માટે કાર્યક્ષમ ડિઝાઇન. પછીના બે મુદ્દાઓ હાંસલ કરવા માટે, સ્પેક્ટ્રોગ્રાફમાં 24 સમાન અભિન્ન ક્ષેત્ર એકમો (આઇએફયુ) નો સમાવેશ થાય છે, તેથી પ્રતિકૃતિ દ્વારા ખર્ચમાં ઘટાડો થાય છે. તેમાં દરેક ઉત્તમ છબી ગુણવત્તા હોય છે અને ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ પ્લાનમાં પ્રકાશને કાપીને ઇમેજ સ્લાઇસરનો ઉપયોગ કરીને વ્યક્તિગત આઇએફયુને મોકલવામાં આવે છે. સ્પેક્ટ્રોગ્રાફ ડિઝાઇનએ મ્યુઝની સ્પેક્ટ્રલ બેન્ડવિડ્થમાં છબીની ઉત્તમ ગુણવત્તા હાંસલ કરી છે, જેમાં ડિટેક્ટરનો ઝુકાવ અક્ષીય રંગસૂત્રને વળતર આપે છે. આવી ડિઝાઇન સાથે, CaF2 જેવી મોંઘી ઓપ્ટિકલ સામગ્રીની જરૂર નથી, આમ એકંદર ખર્ચમાં ઘટાડો થાય છે. ઉચ્ચ ક્વોન્ટમ કાર્યક્ષમતા CCD નો ઉપયોગ કરીને થ્રુપુટને ઉચ્ચ રાખવામાં આવે છે. ત્યાં માત્ર એક જ ગ્રેટિંગ છે, ઉચ્ચ ટ્રાન્સમિશન વોલ્યુમ ફેઝ હોલોગ્રાફિક ગ્રેટિંગ. આનાથી એક થ્રુપુટ મળ્યું છે જે 700-800 nm ની આસપાસ 50 ટકાથી ઉપર છે અને સાધનની લગભગ સમગ્ર તરંગલંબાઇ શ્રેણીમાં 40 ટકાથી વધુ છે. સંપૂર્ણ સાધનનું વજન આઠ મેટ્રિક ટનની નજીક છે અને આવશ્યકપણે નાસમિથ પ્લેટફોર્મના 50 ઘન મીટરના કદને ભરે છે. પરંતુ મોડ્યુલર ડિઝાઇનને કારણે, 24 આઇએફયુમાંથી દરેકને જાળવણી અથવા સમારકામ માટે દૂર કરી શકાય છે-આ કરવા માટે એક ખાસ પારણું સુરક્ષિત રીતે આઇએફયુને દૂર કરવા અને દાખલ કરવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું હતું. એડેપ્ટિવ ઓપ્ટિક્સ ઇન્ટરફેસ આકાશી ક્ષેત્રમાં અવકાશી રીઝોલ્યુશનમાં જરૂરી પ્રોત્સાહન હાંસલ કરવા માટે, એમયુએસઈ જીએએલએસીએસઆઈ ઇન્ટરફેસનો ઉપયોગ કરે છે જે વીએલટી ખાતે યુટી 4 પર એડેપ્ટિવ ઓપ્ટિક્સ સુવિધાનો એક ભાગ છે. તમામ અનુકૂલનશીલ ઓપ્ટિક્સ (એઓ) ઘટકો બધા નાસમિથ ડિરોટેટરમાં માઉન્ટ થયેલ છે અને એમયુએસઈ સાથે એઓ સિસ્ટમની ગોઠવણી સુનિશ્ચિત કરવા માટે મેટ્રોલોજી સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આ જરૂરી છે કારણ કે એમયુએસઈ નાસમિથ પ્લેટફોર્મ પર સ્થિત છે. એઓ સિસ્ટમ સાથે સશસ્ત્ર, એવી અપેક્ષા રાખવામાં આવે છે કે એમયુએસઈ વાઈડ-ફિલ્ડ મોડના 1 'x1' ફિલ્ડ-ઓફ-વ્યૂમાં 0.46 આર્કસેકન્ડ્સ અથવા ~ 3 કે. પી. સી. નું રેડશિફ્ટ> 3 પર સરેરાશ અવકાશી રીઝોલ્યુશન પ્રાપ્ત કરશે. સાંકડી-ક્ષેત્ર સ્થિતિમાં, અવકાશી રીઝોલ્યુશન 750 nm પર 0.042 આર્કસેકન્ડ્સ સુધી પહોંચવું જોઈએ, જે તારાવિશ્વોના કન્યા સમૂહના અંતરે ~ 3 pc રિઝોલ્યુશનને અનુરૂપ છે. ડેટા દર અને વ્યવસ્થાપન એમયુએસઈ સાથે દરેક એક્સપોઝર 24 આઇએફયુના ડેટા સાથે ડેટા ફાઇલને 35 એમબી પર પરત કરશે-આમ કાચા ડેટા ફાઇલનું કુલ કદ 0.84 જીબી છે. ડેટા ઘટાડ્યા પછી આ એક્સપોઝર દીઠ કુલ 3.2 જીબી સુધી વિસ્તૃત થશે કારણ કે ડેટા ફ્લોટિંગ પોઇન્ટ મૂલ્યોમાં અનુવાદિત થાય છે અને ભૂલ અંદાજ ક્યુબ ઉત્પન્ન થાય છે. આનો અર્થ એ છે કે નિરીક્ષણો કે જે ઘણા ટૂંકા એક્સપોઝર પર આધાર રાખે છે તે ખૂબ મોટા ડેટાસેટ્સ ઉત્પન્ન કરી શકે છે-સરળતાથી 100 જીબી પ્રતિ રાત એકદમ જટિલ ડેટાનું ઉત્પાદન કરે છે. ઓપરેશન અને પરિણામો ગેલેરી સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ ઇ. એસ. ઓ. ખાતે લ્યોનમાં એમ. યુ. એસ. ઇ. પાનું એમ. યુ. એસ. ઇ. કમિશનિંગ બ્લોગ સ્પેક્ટ્રોમીટર ટેલિસ્કોપ ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ્સ યુરોપિયન સધર્ન ઓબ્ઝર્વેટરી વીડિયો ક્લિપ્સ ધરાવતા લેખો