Multi-unit spectroscopic explorer
ملٹی یونٹ سپیکٹروسکوپک ایکسپلورر (ایم یو ایس ای) ایک لازمی فیلڈ سپیکٹرو گراف ہے جو یورپی سدرن آبزرویٹری (ای ایس او) کے بہت بڑے دوربین (وی ایل ٹی) پر نصب ہے۔ یہ مرئی طول موج کی حد میں کام کرتا ہے، اور دیکھنے کے ایک وسیع میدان کو ایک اعلی مقامی ریزولوشن اور ایک بڑی بیک وقت سپیکٹرم رینج (480-930 nm) کے ساتھ جوڑتا ہے۔ یہ خاص طور پر انکولی آپٹکس کے ذریعہ فراہم کردہ بہتر مقامی ریزولوشن سے فائدہ اٹھانے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے، جو مخصوص ترتیبات میں تفریق-محدود کارکردگی پیش کرتا ہے۔ میوز نے 31 جنوری 2014 کو وی ایل ٹی کے یونٹ ٹیلی اسکوپ 4 (یو ٹی 4) پر پہلی روشنی ڈالی تھی۔ پس منظر روایتی طور پر نظری خطے میں فلکیاتی مشاہدات کو امیجنگ اور سپیکٹروسکوپی میں الگ کیا گیا ہے۔ سابقہ نقطہ نظر کے وسیع میدان کا احاطہ کر سکتا ہے، لیکن طول موج کی سمت میں بہت موٹے ریزولوشن کی قیمت پر۔ مؤخر الذکر نے یا تو مقامی ریزولوشن کھو دیا ہے-مکمل طور پر فائبر سپیکٹرو گراف کے معاملے میں، اور جزوی طور پر لانگ سلٹ سپیکٹرو گراف کے معاملے میں-یا حالیہ انٹیگرل فیلڈ سپیکٹرو گراف کے معاملے میں صرف موٹے مقامی حل کرنے کی طاقت ہے۔ میوز کو اعلی مقامی ریزولوشن کے ساتھ ساتھ ایک اچھی سپیکٹرم کوریج فراہم کرکے اس صورتحال کو بہتر بنانے کے لیے وضع کیا گیا تھا۔ آلے کا پرنسپل تفتیش کار لیون سینٹر فار ایسٹرو فزکس ریسرچ (سی آر اے ایل) میں رولینڈ بیکن ہے جو چھ بڑے یورپی اداروں پر مشتمل کنسورشیم کا انچارج ہے: لیون آبزرویٹری میں سی آر اے ایل پی آئی انسٹی ٹیوٹ ہے اور اس آلے کی اکثریت کی تعمیر کی قیادت کرتا ہے۔ دیگر شامل اداروں میں جرمن انسٹی ٹیوٹ فر ایسٹرو فزکس گوٹنگن (آئی اے جی) اور لیبنیز انسٹی ٹیوٹ فار ایسٹرو فزکس پوٹسڈیم (اے آئی پی)، نیدرلینڈز ریسرچ اسکول فار ایسٹرونومی (این او وی اے)، انسٹی ٹیوٹ ڈی ریچرچ این ایسٹرو فزکس ایٹ پلینٹولوجی (آئی آر اے پی)، فرانس، ای ٹی ایچ زیورخ، سوئٹزرلینڈ کے ساتھ ساتھ یورپی سدرن آبزرویٹری (ای ایس او) شامل ہیں۔ اس منصوبے کا آغاز 18 جنوری 2005 کو ہوا اور مارچ 2009 میں حتمی ڈیزائن کا جائزہ لیا گیا۔ اس آلے نے 10 ستمبر 2013 کو یورپ میں اپنی حتمی قبولیت حاصل کی۔ میوز کو 19 جنوری 2014 کو چوتھی وی ایل ٹی یونٹ دوربین کے نیسمتھ پلیٹ فارم پر نصب کیا گیا اور 31 جنوری 2014 کو پہلی روشنی دیکھی گئی۔ سائنسی اہداف ستارے اور حل شدہ تارکیی آبادی کا ایک ایسا نظریہ ہے جو کہ آکاشگنگا میں موجود متعدد اشیاء، جیسے کہ گلوبولر کلسٹرز اور سیاروں کے نیبولی سے اچھی طرح مماثل ہے۔ اعلی مقامی ریزولوشن اور نمونے لینے سے ایم یو ایس ای گلوبولر کلسٹرز جیسے گھنے علاقوں میں ایک ہی شاٹ میں ہزاروں ستاروں کے سپیکٹرے کا بیک وقت مشاہدہ کرنے کے قابل بنائے گا۔ ستارے بنانے والے علاقوں میں، آئنائزڈ گیس اور ستاروں کے مرکب کے ساتھ، ایم یو ایس ای اس خطے میں تارکی اور نیبلر مواد دونوں کے بارے میں معلومات فراہم کرے گا۔ لیمن-الفا اخراج کرنے والے ایم یو ایس ای کے ڈیزائن کا ایک کلیدی مقصد یہ تھا کہ وہ آس پاس کی عام کہکشاؤں کے پروجینیٹرز کا مطالعہ کرنے کے قابل ہو کر ریڈ شفٹ زیڈ> 6 تک پہنچ جائے۔ یہ ذرائع انتہائی بے ہوش ہو سکتے ہیں، ایسی صورت میں ان کا پتہ صرف لیمن-الفا اخراج لائن میں اخراج کے ذریعے لگایا جا سکتا ہے، ایسی کہکشاؤں کو اکثر لیمن-الفا اخراج کنندگان کہا جاتا ہے۔ اس طرح کے ذرائع کا مطالعہ کرنے کا ایک عام طریقہ تنگ بینڈ امیجنگ کا استعمال کرنا ہے، لیکن یہ تکنیک ایک وقت میں صرف ایک بہت ہی تنگ ریڈ شفٹ رینج کا سروے کر سکتی ہے-جو فلٹر کی چوڑائی سے مقرر ہوتی ہے۔ اس کے علاوہ یہ طریقہ براہ راست سپیکٹروسکوپک مطالعات کی طرح حساس نہیں ہے کیونکہ فلٹر کی چوڑائی اخراج لائن کی عام چوڑائی سے زیادہ وسیع ہوتی ہے۔ چونکہ ایم یو ایس ای ایک سپیکٹرو گراف ہے جس میں 1 'x1' فیلڈ آف ویو ہے، اس لیے اسے ایک ہی وقت میں ریڈ شفٹ (زیڈ = لیمن الفا کے لیے 2.9-6.65) میں وسیع رینج پر اخراج لائن کے ذرائع تلاش کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ یہ توقع کی جاتی ہے کہ اس آلے کو 100 گھنٹے تک کی نمائش کے لیے استعمال کیا جائے گا، ایسی صورت میں اسے 3x10−19 ایرگ/سیکنڈ/سینٹی میٹر 2 کے محدود بہاؤ تک پہنچنا چاہیے جو کہ موجودہ تنگ بینڈ امیجنگ سروے کے مقابلے میں شدت کی ایک ترتیب ہے۔ کہکشاں کا ارتقاء قریبی کائنات سے کہکشاؤں کی متحرک خصوصیات کا مطالعہ کرنے کے لیے کم از کم 1.4 کی ریڈ شفٹ تک ایک طاقتور آلہ ہوگا، جس کے بعد 372.7 nm پر [O II] ممنوعہ اخراج لائن سپیکٹرگراف کے سرخ سرے سے غائب ہو جاتی ہے۔ کم ریڈ شفٹ پر میوز ہر قسم کی کہکشاؤں میں حرکیات اور تارکیی آبادی کے دو جہتی نقشے فراہم کرے گا۔ یہ ولیم ہرشل دوربین پر سارون آلے کے ساتھ کی گئی سائنس کو آگے بڑھائے گا اور اسے وسعت دے گا، جس سے اسے بڑے ریڈیائی اور زیادہ دور دراز کہکشاؤں تک بڑھایا جائے گا۔ تنگ فیلڈ موڈ کے ساتھ، ایم یو ایس ای بڑے پیمانے پر کہکشاؤں کے مرکز میں انتہائی بڑے بلیک ہول کے آس پاس کے علاقے کو زوم کرنے کے قابل ہو جائے گا۔ یہ امید کی جاتی ہے کہ اس سے ماہرین فلکیات کو اس عمل کو سمجھنے میں مدد ملے گی جس کے ذریعے یہ دیو بنتے ہیں-ممکنہ طور پر ایک انضمام کے عمل کے ذریعے جس کے ذریعے دو بلیک ہولز مل کر ایک زیادہ بڑے اختتامی پروڈکٹ کی تشکیل کرتے ہیں اور ایک ہی وقت میں کہکشاں کے مرکز میں تارکیی مداروں کو پریشان کرتے ہیں۔ اعلی ریڈ شفٹ پر ایم یو ایس ای کہکشاؤں میں دھاتوں کی تقسیم کے نقشے بنانے کی طاقت فراہم کرے گا اور ساتھ ہی ان اشیاء کی متحرک ساخت پر رکاوٹیں بھی فراہم کرے گا۔ وسیع فیلڈ آف ویو کی وجہ سے ماحولیاتی معلومات کے ساتھ اس کا امتزاج (1 آرک منٹ 0.7 کی ریڈ شفٹ پر 430 کلو پارسیک سے مطابقت رکھتا ہے) یہ مطالعہ کرنا ممکن ہوگا کہ کہکشاؤں کی خصوصیات اس ماحول سے کس طرح متاثر ہوتی ہیں جو وہ خود کو بہت طاقتور، اور زیادہ تر نئے انداز میں پاتے ہیں۔ تنگ فیلڈ موڈ کے ساتھ سائنس میں ایک اعلی مقامی ریزولوشن موڈ بھی ہوگا جس میں 7.5x7.5 آرکسیک کا فیلڈ آف ویو اور 750 این ایم پر 0.042 آرکسیک کا مقامی ریزولوشن ہوگا۔ اس طریقہ کا بنیادی سائنسی استعمال قریبی نظاموں جیسے کہ قریبی کہکشاؤں میں بڑے پیمانے پر بلیک ہولز کے ارد گرد کے ماحول کا تفصیل سے مطالعہ کرنا ہے۔ خاص طور پر زیادہ تر بڑی کہکشاؤں میں بلیک ہولز کے اثر کے دائرے کو ورگو کلسٹر تک اور کہکشاؤں کے کوما کلسٹر میں بھی سب سے بڑی کہکشاؤں کے لیے حل کرنا ممکن ہوگا۔ گھر کے قریب، ایم یو ایس ای قریبی ستارے بنانے والے علاقوں اور نظام شمسی کی متعدد اشیاء کی سطحوں پر جیٹ طیاروں کا مطالعہ کر سکے گا۔ مثال کے طور پر اس کا استعمال آئی او پر آتش فشاں کی سرگرمی کے سپیکٹروسکوپک نگرانی کے مطالعے اور ٹائٹن کے ماحول کے سپیکٹروسکوپک مطالعات کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ تکنیکی آلے کے سائنسی مقاصد کو پورا کرنے کے لیے، میوز کو کئی ضروریات کو پورا کرنا پڑا ہے: آلے میں اعلی تھرو پٹ ہونا چاہیے۔ بہت طویل انضمام انجام دینے کی صلاحیت، اس طرح آلہ کو بہت مستحکم ہونا پڑتا ہے۔ انکولی آپٹکس کے ساتھ مل کر آلہ کو حاصل کرنا چاہیے جو آسمانی دائرے میں دیکھنے کے میدان میں محدود مشاہدات کو دیکھنے کے مقابلے میں مقامی ریزولوشن میں اضافے کی اجازت دیتا ہے۔ نظریہ کا ایک وسیع میدان، جس سے سروے آپریشن کو لاگت کو کم کرنے کے لیے موثر پیداوار، اور حجم اور بڑے پیمانے پر رکاوٹوں کے اندر فٹ ہونے کے لیے موثر ڈیزائن کی اجازت ملتی ہے۔ مؤخر الذکر دو نکات کو حاصل کرنے کے لیے، سپیکٹرو گراف 24 یکساں انٹیگرل فیلڈ یونٹس (آئی ایف یو) پر مشتمل ہوتا ہے، اس لیے نقل کے ذریعے لاگت کو کم کرتا ہے۔ ان میں ہر ایک بہترین تصویری معیار ہوتا ہے اور انسٹرومنٹ پلان میں روشنی کو ٹکڑے ٹکڑے کیا جاتا ہے اور امیج سلائیسر کا استعمال کرتے ہوئے انفرادی آئی ایف یو کو بھیجا جاتا ہے۔ سپیکٹرو گراف ڈیزائن نے محوری کرومیٹزم کی تلافی کرنے والے ڈٹیکٹر کے جھکاؤ کے ساتھ ایم یو ایس ای کے سپیکٹرم بینڈوڈتھ میں ایک بہترین تصویری معیار حاصل کیا ہے۔ اس طرح کے ڈیزائن کے ساتھ، مہنگے نظری مواد جیسے CaF2 کی ضرورت نہیں ہے، اس طرح مجموعی لاگت کو کم کیا جاتا ہے۔ اعلی کوانٹم کارکردگی والی سی سی ڈیز کا استعمال کرکے تھرو پٹ کو اعلی رکھا جاتا ہے۔ صرف ایک گریٹنگ بھی ہے، ایک ہائی ٹرانسمیشن والیوم فیز ہولوگرافک گریٹنگ۔ اس نے ایک تھرو پٹ دیا ہے جو 700-800 nm کے ارد گرد 50 ٪ سے اوپر کی چوٹی پر ہے اور آلہ کی تقریبا پوری طول موج کی حد میں 40 ٪ سے تجاوز کرتا ہے۔ مکمل آلے کا وزن آٹھ میٹرک ٹن کے قریب ہے اور بنیادی طور پر نیسمتھ پلیٹ فارم کے 50 ایم 3 کے حجم کو بھرتا ہے۔ لیکن ماڈیولر ڈیزائن کی وجہ سے، 24 آئی ایف یو میں سے ہر ایک کو دیکھ بھال یا مرمت کے لیے ہٹایا جا سکتا ہے-ایسا کرنے کے لیے ایک خصوصی گہوارہ محفوظ طریقے سے آئی ایف یو کو ہٹانے اور داخل کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا تھا۔ اڈیپٹو آپٹکس انٹرفیس آسمانی دائرے میں مقامی ریزولوشن میں مطلوبہ فروغ حاصل کرنے کے لیے، میوز GALACSI انٹرفیس کا استعمال کرتا ہے جو VLT پر UT4 پر اڈیپٹو آپٹکس سہولت کا حصہ ہے۔ تمام انکولی آپٹکس (اے او) اجزاء نیسمتھ ڈیروٹیٹر میں نصب ہوتے ہیں اور ایم یو ایس ای کے ساتھ اے او سسٹم کی صف بندی کو یقینی بنانے کے لیے ایک میٹرولوجی سسٹم استعمال کیا جاتا ہے۔ اس کی ضرورت ہے کیونکہ ایم یو ایس ای نیسمتھ پلیٹ فارم پر واقع ہے۔ اے او سسٹم سے لیس، یہ توقع کی جاتی ہے کہ ایم یو ایس ای وسیع فیلڈ موڈ کے 1 'x1' فیلڈ آف ویو میں 0.46 آرک سیکنڈ، یا ریڈ شفٹ> 3 پر ~ 3 کے پی سی کا میڈین مقامی ریزولوشن حاصل کرے گا۔ تنگ فیلڈ موڈ میں، مقامی ریزولوشن 750 این ایم پر 0.042 آرک سیکنڈ تک پہنچنا چاہیے، جو کہکشاؤں کے ورگو کلسٹر کے فاصلے پر ~ 3 پی سی ریزولوشن کے مطابق ہے۔ اعداد و شمار کی شرح اور انتظام ایم یو ایس ای کے ساتھ ہر نمائش 24 آئی ایف یوز کے اعداد و شمار کے ساتھ ایک ڈیٹا فائل کو 35 ایم بی پر واپس کرے گی-اس طرح خام ڈیٹا فائل کا کل سائز 0.84 جی بی ہے۔ ڈیٹا میں کمی کے بعد یہ کل 3.3 جی بی فی ایکسپوزر تک پھیل جائے گا کیونکہ ڈیٹا کو فلوٹنگ پوائنٹ ویلیوز میں ترجمہ کیا جاتا ہے اور ایک ایرر ایسٹیمیٹ کیوب تیار ہوتا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ مشاہدے جو بہت سے مختصر نمائشوں پر انحصار کرتے ہیں وہ بہت بڑے ڈیٹا سیٹ تیار کر سکتے ہیں-آسانی سے 100 جی بی فی رات کافی پیچیدہ ڈیٹا تیار کر سکتے ہیں۔ آپریشن اور نتائج گیلری حوالہ جات بیرونی لنکس ای ایس او میں لیون میں ایم یو ایس ای صفحہ ایم یو ایس ای کمیشننگ بلاگ سپیکٹرومیٹرز ٹیلی اسکوپ آلات یورپی سدرن آبزرویٹری آرٹیکلز ویڈیو کلپس پر مشتمل