Wajumbe Sita Kutoka Anga la Nje

NA MLETA-HABARI WA AMKENI! KUTOKA JAPANI

WAJUMBE kutoka anga la nje wanaendelea kufika daima. Wanabeba habari zenye kushangaza kuhusu ulimwengu wote mkubwa unaotuzunguka. Wajumbe hawa, wote wakiwa sita, husafiri kwa mwendo wa nuru, kilometa 300,000 kwa sekunde moja. Mmoja wao aweza kuonekana, lakini wale wengine hawawezi kuonekana kwa macho ya kibinadamu. Wajumbe hao ni nini?

Spektra ya Sumakuumeme

Kwa muda wa zaidi ya miaka 300 imejulikana kwamba nuru inapopita ndani ya mche, inatokea upande ule mwingine ikiwa zile rangi saba kuu za upinde wa mvua. Hili huonyesha kwamba nuru ya kawaida ina zile rangi zote za upinde wa mvua katika mfuatano wa nyekundu, rangi ya machungwa, manjano, kijani-kibichi, samawati, rangi ya nili, na urujuani.

Nuru huonwa kuwa mtiririko wa chembe zisizo na uzito ziitwazo fotoni, ambazo pia zina tabia za mawimbi. Urefu wa kutoka kilele cha wimbi moja hadi kilele cha wimbi jingine unaitwa lukoka nayo hupimwa kwa kipimo kiitwacho angstrom, kwa ufupi Å. Kipimo kimoja chatoshana na sehemu moja ya bilioni kumi za meta. Nuru inayoweza kuonekana ina kipimo cha angstroms kati ya 4,000 na 7,000, nazo nuru zenye lukoka tofauti huonekana kuwa rangi tofauti.—Ona picha, katika ukurasa wa 15.

Hata hivyo, fotoni, huenda ikawa na lukoka nyingine vile vile. Ile mitiririko ya fotoni, inayoitwa mnururisho wa sumakuumeme, inapewa majina tofauti tofauti kwa kutegemea lukoka zayo. Chini ya angstroms 4,000, kwa kadiri lukoka zinavyozidi kuwa fupi kuliko zile za nuru inayoweza kuonekana, mawimbi ya sumakuumeme yanatokea yakiwa mnururisho-kiukaurujuani (KU), miali-X, na miali gama kwa utaratibu huo. Zinapokuwa ndefu kuliko angstroms 7,000, mawimbi hayo hayawezi tena kuonekana bali yako kati ya ile sehemu ya mialekundu isiyoonekana na redio ya spektra ya sumakuumeme. Hawa ndio “wajumbe sita” kutoka anga la nje. Wanabeba habari nyingi sana juu ya vitu vya angani. Acheni sasa tuone jinsi wanavyochunguzwa ili kupata habari zenye thamani.

Nuru Inayoonekana—Mjumbe wa Kwanza

Tangu wakati ambapo Galileo alielekeza darubini-najimu kuelekea angani katika 1610 hadi 1950, waastronomia wametumia darubini-upeo ya nuru ili kujifunza juu ya ulimwengu wote mzima. Walifahamu tu sehemu inayoonekana ya spektra ya sumakuumeme. Vitu vingine vya angani vingeweza kuonekana kidogo kidogo tu kupitia darubini-upeo ya nuru, nao waastronomia walirekodi picha kwenye filamu ya picha za nuru ili kuzichunguza. Sasa, vichunguza elektroni vinavyoitwa vyombo vyenye chaji, ambavyo vina unyetivu ulio mara 10 hadi 70 zaidi ya ule wa filamu ya picha za nuru, vyaanza kutumiwa zaidi. Mjumbe huyu anayeonekana anatoa habari juu ya uzito wa nyota, halijoto, na elementi za kikemikali na umbali.

Ili kunasa nuru, darubini-upeo zilizo kubwa hata zaidi zinaendelea kutengenezwa. Kuanzia 1976 darubini-upeo ya kurudisha nuru iliyo kubwa kupita zote katika ulimwengu kumekuwa ile darubini-upeo yenye ukubwa wa meta 5.9 katika Zelenchukskaya Astrophysical Observatory, Urusi. Hata hivyo, katika Aprili 1992, darubini-upeo mpya ya kurudisha nuru ya Kecka ilimalizika kutengenezwa kwenye Mauna Kea katika Hawaii. Badala ya kuwa na kioo kimoja, darubini-upeo ya Keck ina vioo 36 mbali mbali kila kimoja kikiwa na vipande sita. Vipande hivyo vyote pamoja vina kipenyo cha meta 10.

Kuna darubini-upeo ya pili ya Keck inayotengenezwa kando ya ile ya kwanza, ambayo kwa sasa inaitwa Keck I, nazo darubini-upeo zote mbili zaweza kufanya kazi kama chombo cha kupima mwingiliano wa mawimbi ya nuru. Hili linatia ndani kuunganisha darubini-upeo zote mbili zenye ukubwa wa meta 10 kwenye kompyuta, ikitokeza nguvu fumbuzi ambayo ingetoshana na kioo kimoja chenye kipenyo cha meta 85. “Nguvu fumbuzi,” au “ufumbuzi,” hurejezea ule uwezo wa kubainisha mambo madogo madogo.

Tokyo National Astronomical Observatory inatengeneza darubini-upeo ya nuru/mialekundu isiyoonekana yenye kipimo cha meta 8.3, inayoitwa Subaru (jina la Kijapani la thurea ya nyota inayoitwa Pleiades), katika Mauna Kea. Itakuwa na kioo chembamba kikishikiliwa na vichocheo 261 ambavyo vitarekebisha umbo la kioo mara moja kila sekunde ili kuondoa uharibifu wowote kwenye uso wa kioo. Utengenezaji wa darubini-upeo nyingine unaendelea, kwa hivyo twaweza kuwa na uhakika wa kujifunza mengi zaidi kutokana na mjumbe wa kwanza—nuru inayoonekana.

Mawimbi ya Redio—Mjumbe wa Pili

Mawimbi ya redio yanayotoka kwenye Njia ya Maziwa yalivumbuliwa kwa mara ya kwanza 1931, lakini ilikuwa katika miaka ya 1950 ndipo waastronomia-redio walipoanza kufanya kazi pamoja na waastronomia wa nuru. Kufuatia uvumbuzi wa mtokezo wa mawimbi ya redio kutoka angani, chochote ambacho hakingeweza kuonekana kupitia darubini-upeo kikawa chaweza kuchunguzwa. Kuchunguza mawimbi ya redio kulifanya iwezekane kuona kitovu cha galaksi yetu.

Lukoka ya mawimbi ya redio ni kubwa kuliko ile ya nuru inayoonekana, na kwa hivyo hiyo huhitaji erieli kubwa ili kupokea ishara zayo. Kwa ajili ya matumizi katika astronomia ya redio, erieli zenye kipenyo cha meta 90 au zaidi zimetengenezwa. Kwa kuwa ufumbuzi si mzuri hata katika vyombo vyenye ukubwa huo, waastronomia wanaunganisha darubini-upeo ya redio kwenye safu ya kompyuta kwa kutumia mbinu inayoitwa intaferometri. Kwa kadiri umbali kati ya darubini-upeo unavyokuwa mkubwa, ndivyo na picha zinavyokuwa dhahiri zaidi.

Muungano mmoja wa aina hiyo unatia ndani erieli ya Nobeyama Radio Observatory ya meta 45 iliyoko Japani; erieli ya meta 100 iliyoko Bonn, Ujerumani; na darubini-upeo moja ya meta 37 katika Marekani. Muungano wa aina hii unaitwa intaferometri ya masafa marefu (VLBI), nayo hutokeza ufumbuzi wa sehemu moja ya elfu moja ya duara ya sekunde, au ina uwezo wa kutofautisha kitu chenye muundo-mraba katika mwezi cha meta 1.8.b VLBI ya aina hiyo inazuiliwa na kipenyo cha dunia.

Nobeyama Radio Observatory inachukua hatua moja mbele katika kupokea mjumbe huyu kwa kuweka erieli ya redio ya meta 10 angani. Itaanzishwa Japani katika 1996 nayo itaunganishwa pamoja na darubini-upeo za redio katika Japani, Ulaya, Marekani, na Australia, ikifanyiza muungano wa kilometa 30,000. Kwa maneno mengine, muungano huo utakuwa kama darubini-upeo moja kubwa sana inayoshinda dunia yenyewe mara tatu! Itakuwa na uwezo wa ufumbuzi wa 0.0004 wa duara ya sekunde, inayomaanisha kwamba itaweza kutofautisha kitu cha sentimeta 70 katika mwezi. VLBI Space Observatory Programme, au VSOP kwa ufupi itatumika kuonyesha wazi na kuchunguza viini vya magalaksi pamoja na kwasari zilizoko, ambapo mashimo makubwa meusi yadhaniwa kuwa. Akiwa mjumbe wa pili kutoka angani, mawimbi ya redio yanatenda kwa njia ya kutazamisha nayo yataendelea kutoa habari ya vyanzo vyayo.

Miali-X—Mjumbe wa Tatu

Uchunguzi wa miali-X wa kwanza ulifanywa 1949. Kwa kuwa miali-X haiwezi kupenya angahewa la dunia, waastronomia walilazimika kungoja kutokea kwa roketi na sateliti za kutengenezwa ili kupata ujumbe kutoka kwa mjumbe huyu. Miali-X huanzishwa katika joto jingi sana na hivyo hutoa habari juu ya angahewa za nyota zenye joto, mabaki ya milipuko ya nyota, vikundi vya magalaksi, kwasari, na mashimo meusi yanayodhaniwa kuwapo.—Ona Amkeni!, Machi 22, 1992, kurasa 5-9 (Kiingereza).

Katika Juni 1990 sateliti Roentgen ilianzishwa na ikafaulu kuuonyesha wazi ulimwengu wote mzima wa miali-X. Habari iliyorekodiwa inaonyesha vyanzo milioni nne vya miali-X vinavyosambaa angani kote. Hata hivyo, kuna mandhari-nyuma isiyojulikana inayotoa mwanga mwekundu kati ya vyanzo hivi. Inaweza kuwa inatoka kwa makundi ya kwasari, zinazoaminika kuwa vitovu vyenye nguvu vya magalaksi yaliyo karibu na ule wanaouita waastronomia “ukingo wa ulimwengu wote mzima unaoonekana.” Kwa wakati ujao, twaweza kutazamia kupata habari zaidi kutoka kwa mjumbe huyu miali-X.

Mnururisho wa Mialekundu Isiyoonekana —Mjumbe wa Nne

Uvumbuzi wa kwanza wa mialekundu isiyoonekana ulifanywa katika miaka ya 1920. Kwa kuwa mvuke wa maji hufyonza mnururisho mialekundu isiyoonekana, ili kuwa na matokeo bora sateliti zenye kuzunguka dunia zinatumiwa ili kumchunguza mjumbe huyu. Katika 1983 Ifrared Astronomical Satellite (IRAS) ilitumiwa kuonyesha wazi anga lote la mialekundu isiyoonekana nayo ikagundua vyanzo 245,389 vya mialekundu isiyoonekana. Asilimia 9 hivi (22,000) ya vitu hivyo yaelekea ni magalaksi yaliyo mbali.

Darubini-upeo zinazotumia nuru haziwezi kuona kupitia maeneo yote ya gesi na vumbi angani. Licha ya hayo, mjumbe huyu wa nne anafanya iwezekane “kuona” mbali zaidi kupitia kwenye vumbi naye ana thamani ya kipekee katika kuchunguza kitovu cha galaksi yetu. Wanasayansi wanapanga kuzungusha darubini-upeo ya mialekundu isiyoonekana inayoitwa Space Infrared Telescope Facility, iliyo na kiwango cha juu cha unyetivu mara 1,000 kuliko ile IRAS.

Mnururisho wa Kiukaurujuani—Mjumbe wa Tano

Uvumbuzi wa kwanza wa kiastronomia wa mnururisho wa kiukaurujuani (KU) ulifanywa 1968. Tabaka ya ozoni huzuia sehemu kubwa ya mnururisho wa kiukaurujuani huo isifike kwenye uso wa dunia. Darubini-Upeo ya Angani ya Hubble, iliyotokezwa Aprili 1990, imetayarishwa ichunguze minururisho inayoonekana pamoja na ile ya kiukaurujuani nayo italenga kwasari 30 kufikia umbali wa miaka-nuru bilioni kumi.c Kwa maneno mengine, kumchunguza mjumbe wa kiukaurujuani kwafanya iwezekane kuona jinsi ulimwengu wote mzima ulivyokuwa miaka kama bilioni kumi iliyopita. Inatumainiwa kwamba mjumbe huyu atafunua mafumbo mengi ya ulimwengu wote mzima.

Miali ya Gama—Mjumbe wa Sita

Miali gama ni mnururisho wenye nishati nyingi na lukoka fupi sana. Kwa kufaa, angahewa huzuia mingi ya miali hiyo yenye kudhuru isifike kwenye uso wa dunia. Mjumbe huyu anahusianishwa na matukio hatari angani. Katika Aprili 5, 1991, National Aeronautics and Space Administration ilianzisha Gamma Ray Observatory angani. Itachunguza matukio yanayohusu kwasari, milipuko ya nyota kubwa, pulsa, mashimo meusi yanayodhaniwa kuwapo, na vitu vingine vilivyo mbali.

Kufuatia kufika kwa enzi ya kisasa ya mambo ya anga, waastronomia sasa wanaweza kuchunguza spektra ya sumakuumeme yote, kuanzia na mawimbi ya redio kufikia miali ya gama. Kweli kweli ni pindi bora kwa waastronomia. Wakati sisi ‘tunapoinua macho yetu juu,’ tunaweza sasa “kuona”—kwa msaada wa wale wajumbe sita wenye vyanzo vya kimbingu—hekima iliyo kuu ya Muumba wa vyote hivyo. (Isaya 40:26; Zaburi 8:3, 4) Waastronomia wanapoendelea kuelewesha habari inayobebwa na wajumbe hawa, sisi tutaendelea kuhisi kama vile Ayubu alivyohisi zaidi ya miaka 3,000 iliyopita: “Tazama, hivi ni viunga tu vya njia zake; na jinsi yalivyo madogo manong’ono tusikiayo katika habari zake!”—Ayubu 26:14.

[Maelezo ya Chini]

[Chati katika ukurasa wa 15]

(Ona mpangilio kamili katika nakala iliyochapishwa)

0.1Å Miali ya gama

1Å Miali-X

10Å

100Å KU

1,000Å

4000-7000Å Nuru inayoonekana

10,000Å Mialekundu isiyoonekana

10μ

100μ Redio

mm1

sm1

sm10

m1

[Picha katika ukurasa wa 15]

Kukiwa na darubini-upeo ya redio ya angani VSOP, itawezekana kuona kitu cha sentimeta 70 katika mwezi

[Hisani]

VSOP: Kwa hisani ya Nobeyama Radio Observatory, Japani

[Picha katika ukurasa wa 15]

Mchoro wa darubini-upeo ya nuru/mialekundu isiyoonekana iitwayo Subaru, inayoendelea kujengwa

[Hisani]

Subaru: Kwa hisani ya National Astronomical Observatory, Japani