प्रारंभिक ब्रह्मांड को एक बार एक शांत जगह माना जाता था जहां युवा आकाशगंगाएं धीरे-धीरे बढ़ती थीं, धीरे-धीरे धूल इकट्ठा करती थीं और तारे बनने में लंबा समय लेती थीं। हालाँकि, नए अवलोकन बहुत अधिक सक्रिय तस्वीर दिखाते हैं। हाल ही में पहचानी गई एक आकाशगंगा, जो बिग बैंग के लगभग 600 मिलियन वर्ष बाद स्थित है, गर्मी, चमक और तारा-निर्माण ऊर्जा के स्तर को प्रदर्शित करती है जो इतने शुरुआती समय के लिए असामान्य रूप से उच्च प्रतीत होती है। गर्म धूल से बनी इसकी अवरक्त चमक ने उन खगोलविदों को आश्चर्यचकित कर दिया है जो अध्ययन कर रहे हैं कि पहली आकाशगंगाएँ एक साथ कैसे आईं। इस वस्तु की विस्तार से जांच करके, शोधकर्ता इस बात की नई जानकारी प्राप्त कर रहे हैं कि जब ब्रह्मांड अभी भी अपने सबसे प्रारंभिक चरण में था तब धूल, तारे और आकाशगंगा संरचना कैसे विकसित हुई।
यह प्रारंभिक आकाशगंगा अविश्वसनीय गति से तारे क्यों बना रही है?
MACS0416_Y1 के नाम से जानी जाने वाली इस प्रारंभिक आकाशगंगा की सबसे खास विशेषताओं में से एक इसकी तीव्र गति है जिस पर यह तारे बनाती हुई प्रतीत होती है। भले ही यह उस अवधि से संबंधित है जब ब्रह्मांड अभी भी युवा था और काफी हद तक अविकसित था, आकाशगंगा गतिविधि के स्तर को दर्शाती है जो इसे अल्ट्राल्यूमिनस इन्फ्रारेड आकाशगंगाओं के समूह में रखती है, जिन्हें अक्सर यूएलआईआरजी कहा जाता है। ये आकाशगंगाएँ इन्फ्रारेड में तीव्रता से चमकती हैं क्योंकि बड़ी मात्रा में धूल नवगठित तारों से प्रकाश को अवशोषित करती है और इसे लंबी तरंग दैर्ध्य पर फिर से उत्सर्जित करती है। यह प्रक्रिया आधुनिक ब्रह्मांड में पहले से ही अच्छी तरह से ज्ञात है, लेकिन इतनी जल्दी समान व्यवहार का पता लगाना लंबे समय से चली आ रही उम्मीदों को चुनौती देता है कि उस समय कितनी धूल और तारा बनाने वाला ईंधन मौजूद होना चाहिए था। चूँकि दूर की आकाशगंगाओं से प्रकाश फैलता हुआ ब्रह्मांड के माध्यम से फैलता है, MACS0416_Y1 के अवलोकन से खगोलविदों को समय में बहुत पीछे देखने और प्रभावशाली दर से तारे पैदा करने वाली एक युवा प्रणाली को देखने की अनुमति मिलती है। इस खोज से पता चलता है कि कुछ आकाशगंगाएँ तेजी से बढ़ीं, तारकीय आबादी का निर्माण जितना सोचा गया था उससे कहीं पहले हुआ।
कैसे गरम धूल एक युवा आकाशगंगा को एक अवरक्त विशाल में बदल दिया
रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसायटी के मासिक नोटिस में प्रकाशित अध्ययन रिपोर्ट है कि MACS0416_Y1 के भीतर की धूल लगभग 90 केल्विन के तापमान तक पहुंच जाती है, जो इस युग की आकाशगंगा के लिए असामान्य रूप से गर्म है। अपनी तीव्र अवरक्त चमक के साथ मिलकर, आकाशगंगा सूर्य की तुलना में लगभग एक ट्रिलियन गुना अधिक चमक पैदा करती है। शोधकर्ताओं का कहना है कि आकाशगंगा में केवल मामूली मात्रा में धूल होती है, फिर भी यह छोटी मात्रा इतनी प्रभावी ढंग से गर्म होती है कि यह अधिक परिपक्व आकाशगंगाओं में पाए जाने वाले ठंडे धूल के पूरे क्षेत्रों को मात दे सकती है। अध्ययन से प्राप्त प्रमुख अंतर्दृष्टियों में से एक यह है कि इस गर्मी के लिए जिम्मेदार धूल पराबैंगनी प्रकाश उत्पन्न करने वाले सितारों के समान स्थान पर नहीं बैठ सकती है। इसके बजाय, आकाशगंगा के भीतर धूल और युवा सितारों को छोटी लेकिन सार्थक दूरी से अलग किया जा सकता है। यह असमान संरचना यह समझाने में मदद करती है कि गर्म धूल इतने मजबूत अवरक्त विकिरण का उत्सर्जन क्यों करती है, भले ही इसका कुल द्रव्यमान अपेक्षाकृत कम हो। ये निष्कर्ष पहले की धारणाओं को चुनौती देते हैं कि आकाशगंगाओं को यूएलआईआरजी व्यवहार उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त धातु और धूल इकट्ठा करने के लिए लंबे समय की आवश्यकता होती है। इसके बजाय, वे दिखाते हैं कि युवा आकाशगंगाएँ बहुत कम सामग्री के साथ चमक के चरम स्तर तक पहुँच सकती हैं, जब तक कि परिस्थितियाँ कुशल तापन के अनुकूल हों।
यह आकाशगंगा ब्रह्मांड की सबसे प्रारंभिक धूल के बारे में क्या बताती है
MACS0416_Y1 का अस्तित्व इस बारे में महत्वपूर्ण प्रश्न उठाता है कि ब्रह्मांडीय इतिहास के प्रारंभिक चरणों में धूल कैसे बनी, जमा हुई और आकार कैसे दिया। धूल आमतौर पर मरते हुए तारों द्वारा उत्पन्न तत्वों से बनती है, जिसका अर्थ है कि किसी आकाशगंगा के धूल-युक्त होने से पहले तारे के निर्माण की कई पीढ़ियों की आवश्यकता होती है। फिर भी इस युवा प्रणाली में गर्म धूल एक अलग तस्वीर सुझाती है। बड़े ठंडे धूल भंडारों के निर्माण के बजाय, प्रारंभिक आकाशगंगाएँ कम मात्रा में गर्म धूल पर निर्भर रही होंगी जो बहुत मजबूत अवरक्त सिग्नल उत्पन्न करती थीं। इससे यह स्पष्ट करने में मदद मिलती है कि क्यों कुछ प्रारंभिक आकाशगंगाएँ मानक मॉडलों की भविष्यवाणी की तुलना में अधिक चमकीली और अधिक धूल-सक्रिय दिखाई देती हैं। यह इस संभावना पर भी प्रकाश डालता है कि प्रारंभिक तारा निर्माण पहले की तुलना में अधिक छिपा हुआ हो सकता है। धूल युवा सितारों से पराबैंगनी प्रकाश को अवरुद्ध कर सकती है, जिसका अर्थ है कि MACS0416_Y1 जैसी आकाशगंगाएं पराबैंगनी सर्वेक्षणों में फीकी या यहां तक कि अगोचर दिखाई दे सकती हैं। परिणामस्वरूप, पराबैंगनी-आधारित अध्ययन प्रारंभिक ब्रह्मांड में तारा निर्माण की वास्तविक दर को कम आंक सकते हैं। इसलिए गर्म धूल की भूमिका पर विचार करने से एक महत्वपूर्ण सुधार मिलता है कि खगोलविद प्रारंभिक आकाशगंगाओं के विकास को कैसे ट्रैक करते हैं और उस गति का अनुमान लगाते हैं जिस गति से ब्रह्मांड ने अपने पहले सितारों का निर्माण किया।
ब्रह्मांड की पहली आकाशगंगाओं को खोजने के लिए इस खोज का क्या मतलब है
ऐसी ऊर्जावान प्रणाली की खोज अगली पीढ़ी के ब्रह्मांडीय सर्वेक्षणों के लिए व्यावहारिक महत्व रखती है। उपकरण जो लंबी-तरंग दैर्ध्य प्रकाश का निरीक्षण करते हैं, विशेष रूप से मिलीमीटर और सबमिलीमीटर रेंज पर काम करने वाले उपकरण, दूर की आकाशगंगाओं में गर्म धूल की पहचान करने के लिए आवश्यक साबित हुए हैं। अटाकामा लार्ज मिलीमीटर या सबमिलिमीटर एरे जैसी सुविधाओं ने MACS0416_Y1 की विशिष्ट विशेषताओं को प्रकट करने में अग्रणी भूमिका निभाई है, जिसमें इसका धूल तापमान और अवरक्त आउटपुट शामिल है। परिणामस्वरूप, भविष्य के सर्वेक्षणों की योजना बनाने वाले खगोलविदों को ब्रह्मांड के शुरुआती चरणों की आकाशगंगाओं की खोज करते समय इन तरंग दैर्ध्य को प्राथमिकता देने की आवश्यकता हो सकती है। MACS0416_Y1 जैसी संरचनाओं वाली युवा आकाशगंगाएँ पराबैंगनी छवियों में लगभग अदृश्य रह सकती हैं, फिर भी धूल उत्सर्जन के प्रति संवेदनशील उपकरणों के माध्यम से देखने पर चमकदार दिखाई देती हैं। इसका मतलब यह है कि लंबी-तरंग दैर्ध्य अवलोकन तारा निर्माण के छिपे हुए हिस्सों की पहचान करने और यह समझने के लिए महत्वपूर्ण होंगे कि इस तरह की प्रणालियाँ प्रारंभिक ब्रह्मांड में कितनी व्यापक रूप से वितरित थीं। विस्तृत इन्फ्रारेड और सबमिलीमीटर डेटा के साथ गहरी पराबैंगनी इमेजिंग को जोड़कर, शोधकर्ता इस बात की अधिक संपूर्ण तस्वीर बना सकते हैं कि पहले अरब वर्षों के दौरान आकाशगंगाएँ कैसे इकट्ठी हुईं, जिनमें MACS0416_Y1 के समान गर्म, धूल-युक्त वातावरण में तारे बने।यह भी पढ़ें | कैसे प्लूटो ने लगभग अपने आकार के चंद्रमा पर कब्जा कर लिया