NuSTAR
نیوسٹار (نیوکلیئر سپیکٹروسکوپ ایرے، جسے ایکسپلورر 93 اور ایس ایم ای ایکس-11 بھی کہا جاتا ہے) ناسا کی خلائی بنیاد پر ایک ایکس رے دوربین ہے جو فلکیاتی ذرائع سے اعلی توانائی کے ایکس رے کو فوکس کرنے کے لیے والٹر دوربین کے مخروطی تخمینے کا استعمال کرتی ہے، خاص طور پر نیوکلیئر سپیکٹروسکوپی کے لیے، اور 3 سے 79 کے وی کی حد میں کام کرتی ہے۔ نیوسٹار ناسا کے سمال ایکسپلورر (ایس ایم ای ایکس-11) سیٹلائٹ پروگرام کا گیارہواں مشن ہے اور چندرا ایکس رے آبزرویٹری اور ایکس ایم ایم نیوٹن سے باہر کی توانائیوں پر خلا پر مبنی پہلی براہ راست امیجنگ ایکس رے دوربین ہے۔ اسے 13 جون 2012 کو کامیابی کے ساتھ لانچ کیا گیا تھا، اس سے قبل لانچ وہیکل کے ساتھ سافٹ ویئر کے مسائل کی وجہ سے 21 مارچ 2012 سے تاخیر ہوئی تھی۔ مشن کے بنیادی سائنسی اہداف سورج سے ایک ارب گنا زیادہ بڑے بلیک ہولز کے لیے ایک گہرا سروے کرنا، اس بات کی تحقیقات کرنا کہ فعال کہکشاؤں میں ذرات کو کس طرح بہت زیادہ توانائی تک تیز کیا جاتا ہے، اور یہ سمجھنا کہ بڑے ستاروں کے دھماکوں میں عناصر کیسے پیدا ہوتے ہیں۔ سپرنووا کی باقیات کی امیجنگ۔ دو سالہ بنیادی مشن مکمل کرنے کے بعد، نوسٹار اپنے کام کے سال میں ہے۔ نیوسٹار کا پیشرو، ہائی انرجی فوکسنگ ٹیلی اسکوپ (ایچ ای ایف ٹی)، ایک غبارے سے پیدا ہونے والا ورژن تھا جس میں اسی طرح کی ٹیکنالوجیز کا استعمال کرتے ہوئے تعمیر کردہ دوربین اور ڈٹیکٹر تھے۔ فروری 2003 میں ناسا نے ایکسپلورر پروگرام اینانسمنٹ آف آپرچونیٹی (اے او او) جاری کیا۔ اس کے جواب میں، نوسٹار کو مئی 2003 میں ناسا کے پاس پیش کیا گیا تھا، جو دسویں اور گیارہویں چھوٹے ایکسپلورر مشن کے لیے 36 مشن تجاویز میں سے ایک تھی۔ نومبر 2003 میں، ناسا نے پانچ ماہ کے نفاذ کی فزیبلٹی اسٹڈی کے لیے نیوسٹار اور چار دیگر تجاویز کا انتخاب کیا۔ جنوری 2005 میں، ناسا نے ایک سالہ فزیبلٹی اسٹڈی زیر التواء پرواز کے لیے نیوسٹار کا انتخاب کیا۔ ناسا کے 2007 کے بجٹ میں سائنس میں کٹوتی کے نتیجے میں یہ پروگرام فروری 2006 میں منسوخ کر دیا گیا تھا۔ 21 ستمبر 2007 کو، یہ اعلان کیا گیا کہ پروگرام کو دوبارہ شروع کر دیا گیا ہے، اگست 2011 میں متوقع لانچ کے ساتھ، حالانکہ بعد میں اسے جون 2012 تک ملتوی کر دیا گیا۔ پرنسپل تفتیش کار کیلیفورنیا انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی (کیلٹیک) کی فیونا اے ہیریسن ہیں۔ دیگر بڑے شراکت داروں میں جیٹ پروپلشن لیبارٹری (جے پی ایل)، یونیورسٹی آف کیلیفورنیا، برکلے، ٹیکنیکل یونیورسٹی آف ڈنمارک (ڈی ٹی یو)، کولمبیا یونیورسٹی، گوڈرڈ اسپیس فلائٹ سینٹر (جی ایس ایف سی)، اسٹینفورڈ یونیورسٹی، یونیورسٹی آف کیلیفورنیا، سانتا کروز، سونوما اسٹیٹ یونیورسٹی، لارنس لیورمور نیشنل لیبارٹری، اور اطالوی خلائی ایجنسی (اے ایس آئی) شامل ہیں۔ نیوسٹار کے بڑے صنعتی شراکت داروں میں آربیٹل سائنسز کارپوریشن اور اے ٹی کے اسپیس اجزاء شامل ہیں۔ ناسا نے 21 مارچ 2012 کو پیگاسس ایکس ایل لانچ گاڑی پر نیوسٹار (ماس) لانچ کرنے کے لیے آربیٹل سائنسز کارپوریشن کے ساتھ معاہدہ کیا۔ اس سے قبل 15 اگست 2011، 3 فروری 2012، 16 مارچ 2012 اور 14 مارچ 2012 کے لیے منصوبہ بنایا گیا تھا۔ 15 مارچ 2012 کو ایک لانچ میٹنگ کے بعد، لانچ گاڑی کے فلائٹ کمپیوٹر کے ذریعے استعمال ہونے والے فلائٹ سافٹ ویئر کا جائزہ لینے کے لیے وقت دینے کے لیے لانچ کو مزید پیچھے دھکیل دیا گیا۔ یہ لانچ 13 جون 2012 کو کواجلین اٹول کے جنوب میں 16:00:37 UTC پر کامیابی کے ساتھ انجام دیا گیا۔ پیگاسس لانچ گاڑی کو ایل-1011 'اسٹار گیزر' طیارے سے گرایا گیا تھا۔ 22 جون 2012 کو، اس بات کی تصدیق ہوئی کہ مستول مکمل طور پر تعینات تھا۔ نظر آنے والی ہلکی دوربینوں کے برعکس-جو عام واقعات کے ساتھ کام کرنے والے آئینے یا لینس استعمال کرتے ہیں-نیوسٹار کو ایکس رے کو فوکس کرنے کے قابل ہونے کے لیے چرانے کے واقعات کے آپٹکس کا استعمال کرنا پڑتا ہے۔ اس کے لیے دو مخروطی تخمینہ وولٹر ٹیلی اسکوپ ڈیزائن آپٹکس فوکل لمبائی کے ساتھ ایک طویل تعینات مستول کے آخر میں رکھے جاتے ہیں۔ لیزر میٹرولوجی کا نظام ہر وقت آپٹکس اور فوکل طیارہ کی عین مطابق متعلقہ پوزیشنوں کا تعین کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، تاکہ ہر پائے جانے والے فوٹون کو آسمان پر صحیح نقطہ پر واپس نقشہ بنایا جا سکے چاہے آپٹکس اور فوکل طیارہ ایک دوسرے کے مقابلے میں حرکت کریں۔ ہر فوکسنگ آپٹک 133 متمرکز خولوں پر مشتمل ہوتا ہے۔ نیوسٹار کو فعال کرنے والی ایک خاص اختراع یہ ہے کہ یہ خول گہرائی کی درجہ بندی والے کثیر تہوں (اعلی کثافت اور کم کثافت والے مواد کی جوہری طور پر پتلی تہوں کو تبدیل کرتے ہوئے) کے ساتھ لیپت ہوتے ہیں۔ نیوسٹار کے پی ٹی/ایس آئی سی اور ڈبلیو/ایس آئی کثیر تہوں کے انتخاب کے ساتھ، یہ 79 کے وی (پلاٹینم کے کنارے کی توانائی) تک عکاسی کو قابل بناتا ہے۔ آپٹکس، گوڈرڈ اسپیس فلائٹ سینٹر میں، ایک تندور میں لچکدار شیش کی پتلی () چادروں کو گرم کرکے تیار کیے گئے تھے تاکہ وہ مناسب رداس کے صحت سے متعلق پالش شدہ سلنڈریکل کوارٹج مینڈرلز پر گر جائیں۔ کوٹنگز کا اطلاق ڈینش ٹیکنیکل یونیورسٹی کے ایک گروپ نے کیا تھا۔ اس کے بعد کولمبیا یونیورسٹی کی نیوس لیبارٹریز میں شیشے کو مخروطی شکل میں محدود کرنے کے لیے بنائے گئے گریفائٹ سپیسرز کا استعمال کرتے ہوئے خولوں کو جمع کیا گیا، اور ایپوکسی کے ذریعے ایک ساتھ رکھا گیا۔ آئینے کے کل 4680 حصے ہیں (65 اندرونی خول ہر ایک چھ حصوں پر مشتمل ہے اور 65 بیرونی خول بارہ پر مشتمل ہیں ؛ ہر خول کے اوپری اور نچلے حصے ہیں، اور دو دوربین ہیں) ؛ ہر حصے میں پانچ سپیسر ہیں۔ چونکہ ایپوکسی کو ٹھیک ہونے میں 24 گھنٹے لگتے ہیں، اس لیے روزانہ ایک خول جمع کیا جاتا ہے-ایک آپٹک بنانے میں چار ماہ لگے۔ فلائٹ آئینوں کے لیے متوقع پوائنٹ اسپریڈ فنکشن 43 آرک سیکنڈ ہے، جو فوکل پلین پر تقریبا دو ملی میٹر کا اسپاٹ سائز دیتا ہے۔ یہ ہارڈ ایکس رے آپٹکس کو فوکس کرنے کے لیے بے مثال طور پر اچھا ریزولوشن ہے، حالانکہ یہ چندر ایکس رے آبزرویٹری کے ذریعے طویل طول موج پر حاصل کردہ بہترین ریزولوشن سے تقریبا ایک سو گنا بدتر ہے۔ ڈیٹیکٹرز ہر فوکسنگ آپٹک کا اپنا فوکل پلین ماڈیول ہوتا ہے، جو ایک سالڈ اسٹیٹ کیڈیمیم زنک ٹیلورائڈ (سی ڈی زیڈ این ٹی ای) پکسل ڈیٹیکٹر پر مشتمل ہوتا ہے جس کے گرد سیزیم آیوڈائڈ (سی ایس آئی) اینٹی کوینسیڈنس شیلڈ ہوتا ہے۔ ایک ڈٹیکٹر یونٹ-یا فوکل طیارہ-چار (دو بائی دو) ڈٹیکٹر پر مشتمل ہوتا ہے، جو ای وی پروڈکٹس کے ذریعہ تیار کیا جاتا ہے۔ ہر ڈٹیکٹر طول و عرض اور موٹائی کا ایک آئتاکار کرسٹل ہے جسے پکسلز میں گرڈ کیا گیا ہے (ہر پکسل 12.3 آرک سیکنڈ کو کم کرتا ہے) اور ہر فوکل طیارہ ماڈیول کے لیے کل 12 آرک منٹ فیلڈ آف ویو (ایف او وی) فراہم کرتا ہے۔ کیڈیمیم زنک ٹیلورائڈ (سی ڈی زیڈ این ٹی ای) ڈٹیکٹر جدید ترین کمرے کے درجہ حرارت کے سیمی کنڈکٹر ہیں جو اعلی توانائی والے فوٹون کو الیکٹرانوں میں تبدیل کرنے میں بہت موثر ہیں۔ نیوسٹار کیلیفورنیا انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی (کیلٹیک) فوکل پلین ٹیم کے ذریعہ ڈیزائن کردہ کسٹم ایپلیکیشن مخصوص انٹیگریٹڈ سرکٹس (اے ایس آئی سی) کا استعمال کرتے ہوئے الیکٹرانوں کو ڈیجیٹل طور پر ریکارڈ کیا جاتا ہے۔ ہر پکسل میں ایک آزاد ڈسکریمینیٹر ہوتا ہے اور انفرادی ایکس رے تعاملات ریڈ آؤٹ کے عمل کو متحرک کرتے ہیں۔ آن بورڈ پروسیسرز، ہر دوربین کے لیے ایک، سب سے بڑی نبض کی اونچائی کے ساتھ قطار اور کالم کی شناخت کرتے ہیں اور اس پکسل کے ساتھ ساتھ اس کے آٹھ پڑوسیوں سے نبض کی اونچائی کی معلومات پڑھتے ہیں۔ ایونٹ کا وقت آن بورڈ گھڑی کے مقابلے میں 2 μs کی درستگی کے ساتھ ریکارڈ کیا جاتا ہے۔ واقعہ کا مقام، توانائی، اور ڈٹیکٹر میں تعامل کی گہرائی کا حساب نو پکسل سگنلز سے لگایا جاتا ہے۔ فوکل طیاروں کو سیزیم آیوڈائڈ (سی ایس آئی) کرسٹل سے محفوظ کیا جاتا ہے جو ڈٹیکٹر ہاؤسنگ کے گرد ہوتے ہیں۔ کرسٹل شیلڈز، جو سینٹ گوبین کے ذریعہ اگائے جاتے ہیں، اعلی توانائی والے فوٹون اور کائناتی شعاعوں کو رجسٹر کرتے ہیں جو نیوسٹار نظری محور کے علاوہ دوسری سمتوں سے فوکل پلین کو عبور کرتے ہیں۔ اس طرح کے واقعات نیوسٹار کے لیے بنیادی پس منظر ہیں اور کائناتی ذرائع سے اعلی توانائی والے فوٹونوں کی شناخت کے لیے ان کی مناسب شناخت اور تخفیف کی جانی چاہیے۔ نیوسٹار ایکٹیو شیلڈنگ اس بات کو یقینی بناتی ہے کہ کوئی بھی سی زیڈ ٹی ڈٹیکٹر ایونٹ جو ایک ایکٹیو شیلڈ ایونٹ کے ساتھ موافق ہو اسے نظر انداز کر دیا جائے۔ اہم سائنسی نتائج نیوسٹار نے اپنی استعداد کا مظاہرہ کیا ہے، جس سے اس کے آغاز کے بعد سے فلکی طبیعیات کی تحقیق کے مختلف شعبوں میں بہت سی نئی دریافتوں کی راہ کھل گئی ہے۔ فروری 2013 میں ناسا نے انکشاف کیا کہ نیوسٹار نے ایکس ایم ایم-نیوٹن خلائی رصد گاہ کے ساتھ مل کر کہکشاں این جی سی 1365 کے مرکز میں سپر ماسیو بلیک ہول کی گردش کی شرح کی پیمائش کی ہے۔ بلیک ہول کورونا سے خارج ہونے والی ایکس رے روشنی کی تعدد میں تبدیلی کی پیمائش کرکے، نیوسٹار کورونا سے مواد کو ایونٹ کے افق کے قریب کھینچنے میں کامیاب رہا۔ اس کی وجہ سے بلیک ہول کی ایکریشن ڈسک کے اندرونی حصوں کو ایکس رے سے روشن کیا گیا، جس کی وجہ سے یہ مبہم خطہ ہے جس کا مطالعہ ماہرین فلکیات کے ذریعے گردش کی شرح کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ سپرنووا کے باقیات میں تابکاری کا سراغ لگانا نیوسٹار کے اہم مقاصد میں سے ایک سپرنووا کے باقیات میں تابکار مواد کی نقشہ سازی کرکے ستاروں کے دھماکوں کی خصوصیت ہے۔ کیسیوپیا اے کا نیوسٹار نقشہ ٹائٹینیم-44 آاسوٹوپ کو بقیہ کے مرکز میں جھنڈوں میں مرتکز دکھاتا ہے اور اس اسرار کے ممکنہ حل کی طرف اشارہ کرتا ہے کہ ستارہ کیسے پھٹا۔ جب محققین کمپیوٹر کے ساتھ سپرنووا دھماکوں کی تقلید کرتے ہیں، جب ایک بہت بڑا ستارہ مر جاتا ہے اور گر جاتا ہے، تو مرکزی شاک لہر اکثر رک جاتی ہے اور ستارہ بکھر جانے میں ناکام ہو جاتا ہے۔ تازہ ترین نتائج سے مضبوطی سے پتہ چلتا ہے کہ پھٹنے والا ستارہ لفظی طور پر چاروں طرف ڈھل گیا، جس سے رکے ہوئے صدمے کی لہر کو دوبارہ توانائی ملی اور ستارے کو آخر کار اپنی بیرونی تہوں کو دھماکے سے اڑانے کا موقع ملا۔ جنوری 2017 میں، ڈرہم یونیورسٹی اور ساؤتھمپٹن یونیورسٹی کے محققین نے نیوسٹار ڈیٹا کا استعمال کرتے ہوئے ایجنسیوں کے اتحاد کی قیادت کرتے ہوئے، قریبی کہکشاؤں این جی سی 1448 اور آئی سی 3639 کے مرکز میں بڑے پیمانے پر بلیک ہولز کی دریافت کا اعلان کیا۔ اے جی این ہوا کے درجہ حرارت میں تغیرات کی پیمائش 2 مارچ 2017 کو نیوسٹار نے نیچر کے نام ایک مضمون شائع کیا جس میں اے جی این آئی آر اے ایس 13224−3809 کے ارد گرد ہوا کے درجہ حرارت میں تغیرات کے مشاہدات کی تفصیل دی گئی تھی۔ ایکریشن ڈسک ہواؤں سے ایکس رے سپیکٹرم میں جذب لائنوں کی وقتا فوقتا عدم موجودگی کا پتہ لگا کر، نیوسٹار اور ایکس ایم ایم-نیوٹن نے ایکریشن ڈسک کو چھوڑنے والی رشتہ دار ہواؤں کے حرارتی اور ٹھنڈک کے چکروں کا مشاہدہ کیا۔ بلیک ہول کے پیچھے عکاسی کرنے والی روشنی کا پتہ لگانے سے نیوسٹار اور ایکس ایم ایم-نیوٹن نے ایکس رے تابکاری کا پتہ لگایا جو سیفرٹ 1 کہکشاں I زوکی 1 کے اندر بڑے پیمانے پر بلیک ہول کے پیچھے خارج ہوا تھا۔ بلیک ہول کے کورونا سے خارج ہونے والی روشنی کی چمک کا مطالعہ کرنے کے بعد، محققین نے محسوس کیا کہ کچھ دریافت شدہ روشنی ڈٹیکٹر پر باقی کے مقابلے میں دیر سے پہنچی، جس کی تعدد میں اسی طرح کی تبدیلی تھی۔ اس مطالعے کی قیادت کرنے والی اسٹینفورڈ یونیورسٹی کے سائنسدانوں کی ٹیم نے یہ نتیجہ اخذ کیا کہ یہ تبدیلی براہ راست بلیک ہول کے مخالف جانب ایکریشن ڈسک کی عکاسی کرنے والی فلیش سے ہونے والی تابکاری سے منسوب تھی۔ اس عکاسی شدہ روشنی کا راستہ اعلی خلائی وقت کے منحنی خطوط سے جھکا ہوا تھا، جو ابتدائی فلیش کے بعد ڈٹیکٹر کی طرف جاتا تھا۔ 6 اپریل 2023 کو نیوسٹار کی ٹیم نے تصدیق کی کہ نیوٹرون اسٹار M82 X-2 اس سے زیادہ تابکاری کا اخراج کر رہا ہے جو جسمانی طور پر ایڈنگٹن کی حد کی وجہ سے ممکن سمجھا جاتا تھا، اسے باضابطہ طور پر الٹرا ایلومینیم ایکس رے سورس (یو ایل ایکس) کے طور پر لیبل کیا گیا۔ یہ بھی دیکھیں ایکسپلورر پروگرام کشش ثقل اور انتہائی مقناطیسیت، پولرائزیشن کی پیمائش کرنے والی ہارڈ ایکس رے دوربین (منسوخ 2012) جیمز ویب اسپیس ٹیلی اسکوپ، 25 دسمبر 2021 کو لانچ کی گئی اورکت دوربین، ایکس رے خلائی دوربینوں کی فہرست ایکس آر آئی ایس ایم، مشترکہ جاپانی اور امریکی ایکس رے دوربین ترقی کے حوالہ جات کے تحت بیرونی لنکس نوسٹار ویب سائٹ پر nasa.gov نوسٹار ویب سائٹ پر caltech.edu بلڈنگ، لانچنگ، اور نیوسٹار ایکس رے آبزرویٹری کا استعمال، ایم آئی ٹی کاولی انسٹی ٹیوٹ برائے ایسٹرو فزکس اینڈ اسپیس ریسرچ کی میلانیا نینکا کی گفتگو مزید پڑھنے کے لیے ایکس رے دوربین پروگرام ایکسپلورر خلائی دوربین خلائی جہاز 2012 میں راکٹ پیگاسس کے ذریعے لانچ کیا گیا۔