دو ہفتے بعد، ویب اسپیس ٹیلی سکوپ فلکیات کو نئی شکل دے رہی ہے۔

جیسے ہی صدر بائیڈن نے نقاب کشائی کی۔ پہلی تصویر جیمز ویب اسپیس ٹیلی سکوپ (JWST) سے 11 جولائی کو، ماسیمو پاسکل اور اس کی ٹیم حرکت میں آگئی۔

یونیورسٹی آف کیلیفورنیا، برکلے کے ماہر فلکیاتی ماہر، پاسکل، اور 14 ساتھیوں نے کاموں کو تقسیم کیا۔ اس تصویر میں آسمان کے پنک سائز والے حصے میں ہزاروں کہکشائیں دکھائی گئی ہیں، جن میں سے کچھ کہکشاؤں کے مرکزی جھرمٹ کے گرد جھکی ہوئی روشنی کے طور پر بڑھی ہوئی ہیں۔ ٹیم نے JWST سائنس کا پہلا مقالہ شائع کرنے کی امید کرتے ہوئے تصویر کی جانچ پڑتال کا کام شروع کیا۔ "ہم نے نان اسٹاپ کام کیا،" پاسکل نے کہا۔ "یہ فرار کے کمرے کی طرح تھا۔"

تین دن بعد، arxiv.org پر روزانہ کی آخری تاریخ سے چند منٹ پہلے، وہ سرور جہاں سائنسدان کاغذات کے ابتدائی ورژن اپ لوڈ کر سکتے ہیں، ٹیم اپنی تحقیق پیش کی۔. پاسکل نے کہا کہ وہ 13 سیکنڈ تک پہلے ہونے سے محروم رہے، "جو کافی مضحکہ خیز تھا۔"

۔ جیتنے والوں, گیلوم مہلر برطانیہ کی ڈرہم یونیورسٹی میں اور ساتھیوں نے اسی پہلی JWST امیج کا تجزیہ کیا۔ مہلر نے کہا، "یہ حیرت انگیز ڈیٹا لینے اور اسے شائع کرنے کے قابل ہونے میں صرف ایک سراسر خوشی تھی۔ "اگر ہم جلدی کر سکتے ہیں تو ہمیں انتظار کیوں کرنا چاہیے؟"

"صحت مند مقابلہ"، جیسا کہ مہلر اسے کہتے ہیں، سائنس کے اس بہت بڑے حجم کو نمایاں کرتا ہے جو پہلے ہی JWST سے آرہا ہے، سائنسدانوں نے طویل انتظار کے بعد، انفراریڈ سینسنگ میگا ٹیلی سکوپ سے ڈیٹا حاصل کرنا شروع کر دیا۔

وقت کا سحر

JWST کی سب سے زیادہ قابل توجہ صلاحیتوں میں سے ایک یہ ہے کہ وہ وقت کے ساتھ ابتدائی کائنات کی طرف دیکھنے اور پہلی کہکشاؤں اور ستاروں میں سے کچھ کو دیکھنے کی طاقت ہے۔ پہلے سے ہی، دوربین - جو 2021 کے کرسمس کے دن لانچ ہوئی تھی اور اب زمین سے 1.5 ملین کلومیٹر کے فاصلے پر ہے - نے سب سے دور، قدیم ترین کہکشاں کو دیکھا ہے۔

دو ٹیموں کو کہکشاں کا پتہ چلا جب انہوں نے GLASS سروے کے لیے JWST مشاہدات کا الگ الگ تجزیہ کیا، جو 200 سے زیادہ میں سے ایک ہے۔ سائنس کے پروگرام خلاء میں دوربین کے پہلے سال کے لیے شیڈول کیا گیا ہے۔ دونوں ٹیمیں، ایک کی قیادت کی by روہن نائیڈو میساچوسٹس میں ہارورڈ سمتھسونین سینٹر فار ایسٹرو فزکس میں اور دیگر by مارکو کاسٹیلاانو روم کی فلکیاتی آبزرویٹری میں، ڈیٹا میں دو خاص طور پر دور دراز کہکشاؤں کی نشاندہی کی: ایک اتنی دور کہ JWST اس روشنی کا پتہ لگاتا ہے جو اس نے بگ بینگ کے 400 ملین سال بعد خارج کی تھی (ہبل اسپیس ٹیلی سکوپ کے ذریعہ دیکھی جانے والی قدیم ترین کہکشاں کے ساتھ ایک ٹائی)، اور دوسرا، جسے GLASS-z13 کا نام دیا گیا ہے، جیسا کہ یہ بگ بینگ کے 300 ملین سال بعد نمودار ہوا۔ "یہ اب تک کی سب سے دور دراز کہکشاں ہو گی،" Castellano نے کہا۔

دونوں کہکشائیں انتہائی چھوٹی نظر آتی ہیں، شاید آکاشگنگا سے 100 گنا چھوٹی، پھر بھی وہ ستاروں کی تشکیل کی حیرت انگیز شرحیں دکھاتی ہیں اور پہلے ہی ہمارے سورج کی کمیت کا 1 بلین گنا زیادہ پر مشتمل ہوتی ہیں - جو کہ اس نوجوان کہکشاؤں کی توقع سے زیادہ ہے۔ نوجوان کہکشاؤں میں سے ایک ڈسک نما ساخت کا ثبوت بھی دکھاتی ہے۔ ان کی خصوصیات کو اکٹھا کرنے کے لیے ان کی روشنی کو الگ کرنے کے لیے مزید مطالعات کی جائیں گی۔

ایک اور ابتدائی کائنات کے پروگرام نے بھی "ناقابل یقین حد تک دور کہکشائیں" کی شکل اختیار کر لی ہے۔ ربیکا لارسن، یونیورسٹی آف ٹیکساس، آسٹن کے ماہر فلکیات اور کائناتی ارتقاء ابتدائی ریلیز سائنس (CEERS) سروے کے رکن۔ سروے کے چند ہفتوں بعد، ٹیم نے کائنات کے پہلے 500 ملین سالوں سے مٹھی بھر کہکشائیں حاصل کی ہیں، حالانکہ لارسن اور اس کے ساتھیوں نے ابھی تک ان کے درست نتائج جاری نہیں کیے ہیں۔ "یہ میرے تصور سے بہتر ہے اور یہ صرف شروعات ہے،" اس نے کہا۔

مزید ابتدائی کہکشائیں صدر بائیڈن کے پیش کردہ اور پاسکل اور مہلر کے زیر مطالعہ کہکشاں کلسٹر کی تصویر میں چھپتی ہیں۔ بلایا SMACS 0723، جھرمٹ اتنا بھاری ہے کہ یہ زیادہ دور کی چیزوں کی روشنی کو موڑتا ہے، انہیں نظر میں لاتا ہے۔ پاسکل اور مہلر کو 16 دور دراز کہکشائیں ملی ہیں جنہیں تصویر میں بڑا کیا گیا ہے۔ ان کی صحیح عمریں ابھی تک معلوم نہیں ہیں۔

دوربین نے تصویر میں ایک دور دراز کہکشاں کو قریب سے دیکھا، روشنی کا ایک دھواں جو بگ بینگ کے 700 ملین سال بعد کا ہے۔ اس کے سپیکٹروگراف کے ساتھ، JWST نے کہکشاں میں بھاری عناصر، خاص طور پر آکسیجن کا پتہ لگایا۔ اب سائنس دان امید کر رہے ہیں کہ دوربین اس سے بھی پہلے کی کہکشاؤں میں بھاری عناصر کی عدم موجودگی کو تلاش کرے گی - اس بات کا ثبوت کہ ان کہکشاؤں میں صرف آبادی III ستارے۔، کائنات میں قیاس آرائی والے پہلے ستارے، جن کے بارے میں خیال کیا جاتا ہے کہ وہ بہت بڑے ہیں اور مکمل طور پر ہائیڈروجن اور ہیلیم سے بنے ہیں۔ (صرف جب وہ ستارے پھٹ گئے تو انہوں نے آکسیجن جیسے بھاری عناصر بنائے اور انہیں کائنات میں پھینک دیا۔)

آکسفورڈ یونیورسٹی کے ماہر فلکیات کے ماہر اینڈی بنکر نے کہا کہ "ہم ایسی کہکشاؤں کی تلاش کر رہے ہیں جہاں ہمیں کوئی بھاری عناصر نظر نہیں آتے ہیں۔" "یہ ابتدائی ہائیڈروجن اور ہیلیم سے بننے والے ستاروں کی پہلی نسل کے لیے سگریٹ نوشی کی بندوق ہو سکتی ہے۔ نظریاتی طور پر ان کا وجود ہونا چاہیے۔ یہ اس بات پر منحصر ہے کہ آیا وہ کافی روشن ہیں۔"

کہکشاں کی ساخت

کہکشاؤں کی ساخت اور ان کے اندر ستارے کیسے بنتے ہیں اس کو سمجھنے کے خواہاں سائنسدانوں کے لیے، JWST پہلے ہی مؤثر ڈیٹا فراہم کر چکا ہے۔

ایک مشاہداتی پروگرام، جس کی قیادت کی گئی۔ جینس لی ایریزونا میں نیشنل سائنس فاؤنڈیشن کی NOIRLab میں، کہکشاؤں میں ستاروں کی تشکیل کے نوجوان مقامات کی تلاش ہے۔ لی کی ٹیم کی جانب سے، JWST نے NGC 24 نامی 7496 ملین نوری سال دور ایک کہکشاں کا مشاہدہ کیا، جس کے نوجوان ستارے بنانے والے علاقے اب تک تاریکی میں ڈوبے ہوئے ہیں۔ ہبل کے آلات موٹی دھول اور گیس کو گھسنے کے قابل نہیں تھے جو ان خطوں کو گھیرے ہوئے تھے۔ JWST، اگرچہ، اورکت روشنی کو دیکھ سکتا ہے جو دھول کو اچھالتی ہے، جس سے دوربین کو ان لمحات کے قریب جانچنے کی اجازت ملتی ہے جب ستارے آن ہوتے ہیں اور ان کے کور میں جوہری فیوژن جل جاتا ہے۔ لی نے کہا ، "دھول دراصل روشن ہو رہی ہے۔

اس نے کہا کہ سب سے زیادہ قابل ذکر بات یہ ہے کہ NGC 7496 ایک عام کہکشاں ہے، "پوسٹر چائلڈ کہکشاں نہیں۔" پھر بھی JWST کی چوکسی نظر کے تحت، یہ اچانک زندگی میں آجاتا ہے اور ان چینلز کو ظاہر کرتا ہے جہاں ستارے بن رہے ہیں۔ "یہ صرف غیر معمولی ہے،" اس نے کہا۔

ایریزونا میں ڈارک اسکائی کنزرویشن فرم ڈارک اسکائی کنسلٹنگ کے ماہر فلکیات جان بیرنٹائن نے اس دوران JWST کی پہلی تصویروں میں سے ایک میں ایک اور بھی دلکش دریافت کی۔ زمین سے 2,500 نوری سال کے فاصلے پر سدرن رِنگ نیبولا کی دوربین کی تصویر نے نمایاں وضاحت دکھائی۔ اس کی طرف، ایک دلچسپ کہکشاں کو کنارے پر دیکھا گیا (کہکشاں کے مرکزی بلج کا مطالعہ کرنے کے لیے ایک انوکھا مقام)، جو پہلے خود نیبولا کے حصے کے طور پر غلط شناخت کیا گیا تھا، منظر میں آ گیا۔

"ہمارے پاس یہ انتہائی حساس مشین ہے جو ان چیزوں کو ظاہر کرے گی جن کے بارے میں ہمیں معلوم بھی نہیں تھا کہ ہم تلاش کر رہے ہیں،" بیرنٹائن نے کہا۔ "ویب کی تقریباً ہر تصویر میں، یہ پس منظر میں گھومنے کے قابل ہے۔"

ستاروں اور سیاروں پر نظر

چھوٹے اہداف JWST کے کراس ہیئرز میں بھی ہیں، بشمول ہمارے اپنے نظام شمسی کے سیارے۔ مشتری نمودار ہوا۔ شاندار انداز میں تصاویر کے پہلے بیچ کے حصے کے طور پر، صرف 75 سیکنڈ تک جاری رہنے والی نمائش میں کیپچر۔

ماہرین فلکیات جانتے ہیں کہ مشتری کا اوپری ماحول نچلے ماحول سے سینکڑوں ڈگری زیادہ گرم ہے، لیکن وہ اس بات کا یقین نہیں کر سکتے کہ کیوں۔ اورکت روشنی کا پتہ لگا کر، JWST گرم اوپری ماحول کو چمکتا دیکھ سکتا ہے۔ یہ سیارے کے ارد گرد ایک سرخ انگوٹی کے طور پر ظاہر ہوتا ہے. "ہمارے پاس یہ تہہ بادلوں کے ڈیک سے چند سو کلومیٹر اوپر ہے، اور یہ چمک رہی ہے کیونکہ یہ گرم ہے،" ہینرک میلن، یونیورسٹی آف لیسٹر کے سیاروں کے سائنس دان نے کہا۔ "ہم نے عالمی سطح پر اس طرح پہلے کبھی نہیں دیکھا۔ یہ دیکھنے کے لئے ایک غیر معمولی چیز ہے."

میلن کا پروگرام اس ماحولیاتی حرارت کے پیچھے محرک قوت کا مطالعہ کرنے کے لیے آنے والے ہفتوں میں JWST استعمال کرنے کا ارادہ رکھتا ہے۔

مشتری کی JWST کی تصویر میں چھپا آتش فشاں چاند Io مشتری کی ارورہ کے ساتھ بات چیت کر رہا ہے - سیارے کے آسمان میں ارورہ کے نیچے ایک چھوٹا سا ٹکرانا۔ میلن نے کہا کہ تصویر سے پتہ چلتا ہے کہ "Io سے آنے والا مواد مقناطیسی فیلڈ لائنوں کو نیچے لے جا رہا ہے۔" اس کا اثر پہلے بھی دیکھا جا چکا ہے۔، لیکن اسے آسانی سے JWST نے سیارے پر بمشکل ایک نظر ڈال کر نکالا تھا۔

JWST دیگر ستاروں کے نظاموں میں بھی سیاروں کی تحقیقات کر رہا ہے۔ پہلے سے ہی، دوربین نے مشہور TRAPPIST-1 نظام کو جھانک لیا ہے، ایک سرخ بونا ستارہ جس میں زمین کے سائز کی سات دنیایں ہیں (کچھ ممکنہ طور پر رہائش کے قابل)، حالانکہ ڈیٹا کا تجزیہ کیا جا رہا ہے۔ ابتدائی مشاہدات ایک کم مہمان نواز سیارے کے بارے میں جاری کیے گئے ہیں، ایک "گرم مشتری" جسے WASP-96 b کہا جاتا ہے، اپنے ستارے کے گرد 3.4 دن کے سخت مدار میں۔

JWST نے سیارے کی فضا میں پانی کے بخارات پائے، جو پانی کے ثبوت کی تصدیق کرتے ہیں۔ دن پہلے اطلاع دی by چیما میک گرڈر ہارورڈ سمتھسونین سنٹر اور ان کے ساتھیوں کا، جنہوں نے زمینی دوربین کا استعمال کیا۔ لیکن JWST مزید جا سکتا ہے؛ WASP-96 b کے کاربن اور آکسیجن کے تناسب کو دیکھ کر، یہ گرم مشتری کے بارے میں ایک الجھا دینے والا معمہ حل کرنے کے قابل ہو سکتا ہے: وہ اپنے ستاروں کے گرد اتنے قریب مدار کیسے حاصل کرتے ہیں۔ زیادہ آکسیجن تجویز کرے گی کہ گیس دیو ابتدائی طور پر ستارے سے بہت دور بنتا ہے جہاں پانی گاڑھا ہو سکتا ہے، جبکہ کاربن کا زیادہ تناسب تجویز کرے گا کہ یہ ہمیشہ قریب ہی رہتا ہے۔

دریں اثنا، JWST نے آسمان میں ایک عارضی روشنی دیکھی ہو گی - ایک مختصر مدت کا واقعہ جسے عارضی کہا جاتا ہے - جسے ابتدائی طور پر ایسا کرنے کے لیے ڈیزائن نہیں کیا گیا تھا۔ ماہر فلکیات مائیک اینجیسر اور بالٹی مور، میری لینڈ میں اسپیس ٹیلی سکوپ سائنس انسٹی ٹیوٹ (جے ڈبلیو ایس ٹی کے آپریشنز سینٹر) کے ساتھیوں نے ایک روشن چیز کو دیکھا جو اسی خطے کی ہبل کی تصاویر میں ظاہر نہیں ہوتی تھی۔ ان کے خیال میں یہ ایک سپرنووا، یا پھٹنے والا ستارہ ہے، جو تقریباً 3 بلین نوری سال دور ہے - اس بات کا ثبوت کہ دوربین ان واقعات کو تلاش کر سکتی ہے۔

JWST کو کہیں زیادہ دور دراز کے سپرنووا بھی تلاش کرنے کے قابل ہونا چاہئے، جو اسے ابتدائی کائنات کی تحقیقات کے طور پر کام کرنے کا ایک اور طریقہ فراہم کرے گا۔ یہ کہکشاؤں کے مراکز میں رہنے والے بڑے بڑے بلیک ہولز کے ذریعے ستاروں کو پھٹتے ہوئے بھی دیکھ سکتا ہے، ایسی چیز جو پہلے کسی دوربین نے نہیں دیکھی تھی۔ "پہلی بار ہم ان بہت گہرے، تاریک علاقوں میں جھانکنے کے قابل ہو جائیں گے،" نے کہا اوری فاکس, خلائی دوربین سائنس انسٹی ٹیوٹ میں ایک ماہر فلکیات جو عارضیوں کا مطالعہ کرنے والی ٹیم کی قیادت کرتا ہے۔

عارضی، دوسرے فلکیاتی مظاہر کی طرح، نئے سرے سے متعین ہونے کے لیے مقرر ہیں۔ کئی دہائیوں کی منصوبہ بندی اور تعمیر کے بعد، JWST نے آسمان کو چھو لیا ہے۔ یہ مسئلہ اب سائنس کے مسلسل بیراج کے ساتھ چل رہا ہے جو ایک مشین سے اتنی پیچیدہ لیکن بے عیب ہے کہ یہ اس یقین کی تردید کرتا ہے کہ اسے انسانی دماغ نے بنایا تھا۔ "یہ کام کر رہا ہے، اور یہ پاگل ہے،" لارسن نے کہا۔