खगोलविदों के अनुसार शुरुआती आकाशगंगाओं का शांत हो जाना शक्तिशाली गैस प्रवाहों की वजह से हो सकता है

शांत शुरुआती आकाशगंगाएँ शायद अपनी ही हवाओं से बंद हो गईं

प्रारंभिक ब्रह्मांड का अध्ययन करने वाले खगोलविद एक उलझी हुई श्रेणी को समझाने की कोशिश कर रहे हैं: ऐसी विशाल आकाशगंगाएँ जो बहुत जल्दी बनीं, तीव्र तारा-निर्माण के दौर से गुज़रीं, और फिर अप्रत्याशित रूप से शांत हो गईं। Universe Today द्वारा रेखांकित एक रिपोर्ट एक अधिक स्पष्ट उत्तर की ओर इशारा करती है। CRISTAL-02 नामक एक दूरस्थ आकाशगंगा के अवलोकन बताते हैं कि शक्तिशाली गैस बहिर्वाह, संभवतः आकाशगंगा टक्करों के दौरान उत्पन्न, नए तारों के लिए आवश्यक कच्चे पदार्थ को उड़ा सकते हैं और प्रभावी रूप से किसी आकाशगंगा को बंद कर सकते हैं।

यह निष्कर्ष James Webb Space Telescope के युग के सबसे चौंकाने वाले परिणामों में से एक को संबोधित करता है। Webb ने तब विशाल निष्क्रिय आकाशगंगाएँ देखीं जब ब्रह्मांड केवल लगभग 1 अरब से 2 अरब वर्ष पुराना था, यानी वह दौर जब आकाशगंगा निर्माण अभी पूरी गति पर था। ये आकाशगंगाएँ सचमुच मृत नहीं हैं, लेकिन इनके आसपास की चमकीली, अधिक सक्रिय प्रणालियों की तुलना में इनमें चल रहा तारा-निर्माण बहुत कम है। मुख्य सवाल यह था कि इतनी युवा आकाशगंगाएँ इतनी जल्दी तारे बनाना क्यों बंद कर गईं।

यहाँ प्रस्तावित उत्तर भौतिक भी है और नाटकीय भी: आकाशगंगाओं ने शायद अपना ही भविष्य बाहर निकाल दिया। जब आकाशगंगाएँ आपस में टकराती हैं और विलय करती हैं, तो वह मुठभेड़ तारों के निर्माण के विशाल विस्फोटों को जन्म दे सकती है। लेकिन वही हिंसक चरण गैस को विशाल हवाओं के रूप में बाहर भी धकेल सकता है। पर्याप्त ठंडी गैस बाहर निकल जाने पर, आकाशगंगा के पास तारों का निर्माण जारी रखने के लिए जरूरी ईंधन नहीं बचता, और एक विशाल लेकिन तुलनात्मक रूप से शांत प्रणाली पीछे रह जाती है।

CRISTAL-02 एक सीधा संकेत देती है

मामला CRISTAL-02 पर केंद्रित है, जिसे James Webb Space Telescope और Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, या ALMA, दोनों से देखा गया। साथ मिलकर, ये उपकरण उपयोगी संयोजन देते हैं। Webb इन्फ्रारेड प्रकाश में दूर ब्रह्मांड का अध्ययन कर सकता है, जहाँ शुरुआती आकाशगंगाओं से आने वाला खिंचा हुआ प्रकाश सबसे आसानी से पकड़ा जाता है, जबकि ALMA ठंडी गैस और उससे जुड़ी संरचनाओं का पता लगा सकता है, जो तारा-निर्माण के केंद्र में होती हैं।

रिपोर्ट के अनुसार, CRISTAL-02 में आकाशगंगा से दूर फैला हुआ ठंडी गैस का एक विशाल plume दिखाई देता है। वह संरचना लगभग आकाशगंगा की अपनी लंबाई जितनी है, जो इस बात का स्पष्ट संकेत है कि पदार्थ वहीं रहकर अगली पीढ़ी के तारे बनाने के बजाय बाहर की ओर धकेला जा रहा है। शुरुआती आकाशगंगाएँ क्यों निष्क्रिय हो गईं, यह समझने की कोशिश कर रहे खगोलविदों के लिए ऐसा प्रत्यक्ष प्रमाण विशेष रूप से मूल्यवान है। यह shutdown को सिर्फ सिद्धांत या simulation से नहीं, बल्कि एक देखी गई भौतिक प्रक्रिया से जोड़ता है।

यह व्याख्या प्रारंभिक ब्रह्मांड के व्यापक परिवेश से भी मेल खाती है। उस दौर में आकाशगंगाएँ छोटी, घनी, और आपसी अंतःक्रियाओं के प्रति अधिक संवेदनशील थीं। टक्करों और विलय ब्रह्मांडीय विकास का सामान्य हिस्सा थे। इन घटनाओं ने समय के साथ बड़ी आकाशगंगाएँ बनाने में मदद की, लेकिन उन्होंने अराजक आंतरिक परिस्थितियाँ भी पैदा कीं। यदि कोई विलय-प्रेरित starburst इतनी ऊर्जा और feedback पैदा कर सके कि ठंडी गैस बाहर निकल जाए, तो आकाशगंगा का विकास और उसका shutdown एक ही प्रक्रिया के हिस्से बन जाते हैं, विरोधी परिणाम नहीं।

JWST ने इस पहेली को और तीखा क्यों किया

James Webb Space Telescope ने निष्क्रिय आकाशगंगाओं का विचार नहीं बनाया, लेकिन इस समस्या को नज़रअंदाज़ करना कठिन बना दिया। हाल के वर्षों में Webb ने अप्रत्याशित रूप से शुरुआती ब्रह्मांडीय समय में विशाल, देखने में शांत आकाशगंगाएँ खोजीं। उनकी मौजूदगी इसलिए चौंकाने वाली थी क्योंकि सामान्य अपेक्षाएँ कहती थीं कि यह दौर तेज़ वृद्धि, सक्रिय तारा-निर्माण, और विलयों के जरिए बार-बार निर्माण से भरा होना चाहिए।

इस असंगति के लिए कुछ खगोलविदों ने अधिक असामान्य व्याख्याएँ भी देखीं। रिपोर्ट में कहा गया है कि शुरुआती dark energy गतिविधि जैसी संभावनाएँ प्रस्तावित की गईं, जो कुछ आकाशगंगाओं को तेज़ी से बढ़ने और फिर कम उम्र में ही खत्म हो जाने दे सकती थीं। साथ ही, अन्य कार्यों ने सुझाव दिया कि कुछ शुरुआती आकाशगंगाएँ वास्तव में जितनी भारी थीं, उससे अधिक भारी दिख सकती थीं, क्योंकि black holes ने उन्हें अधिक चमकीला और बड़ा दिखाया।

यह संदर्भ महत्वपूर्ण है, क्योंकि इससे पता चलता है कि यह क्षेत्र कितना अस्थिर रहा है। चुनौती सिर्फ एक अजीब अवलोकन की व्याख्या करना नहीं, बल्कि ब्रह्मांडीय इतिहास के पहले कुछ अरब वर्षों में आकाशगंगा द्रव्यमान, चमक, और तारा-निर्माण गतिविधि के बारे में अलग-अलग प्रकार के प्रमाणों को एक साथ लाना है। CRISTAL-02 का परिणाम शायद इस समस्या के हर रूप को हल न करे, लेकिन यह इन शांत आकाशगंगाओं में से कुछ के लिए एक ठोस, परखने योग्य तंत्र जरूर देता है।

उस अर्थ में यह खोज बहस को सीमित करती है। शुरुआती निष्क्रिय आकाशगंगाएँ मौजूद हैं या नहीं, और क्या उनके द्रव्यमान का अधिक आकलन किया गया था, इन सवालों तक सीमित रहने के बजाय अब खगोलविद यह भी पूछ सकते हैं कि शक्तिशाली गैस प्रवाह कितनी बार होते हैं, किस प्रकार के विलय उन्हें पैदा करते हैं, और वे हवाएँ तारा-निर्माण के लिए उपलब्ध गैस भंडार को कितनी कुशलता से हटा देती हैं।

Starbursts और shutdown एक ही घटना के दो चरण हो सकते हैं

CRISTAL-02 से उभरती तस्वीर क्रमिक क्षय की नहीं है। यह अधिक अचानक है। एक विलय पहले गैस को संपीड़ित कर तारा-निर्माण का विस्फोट जगा सकता है, जिससे आकाशगंगा थोड़े समय के लिए अधिक सक्रिय हो जाती है। लेकिन वही चरण गैस को दूर धकेलने के लिए पर्याप्त feedback भी पैदा कर सकता है। परिणामस्वरूप आकाशगंगा तीव्रता से तारे बनाती है, और फिर उसे जारी रखने के साधन जल्दी खो देती है।

यह क्रम बताता है कि शुरुआती निष्क्रिय आकाशगंगाओं में अतीत के तारा-निर्माण के प्रमाण अब भी क्यों दिखते हैं। वे ऐसी प्रणालियाँ नहीं हैं जो कभी बढ़ीं ही नहीं। वे तेज़ी से बढ़ीं। उनकी शांत अवस्था पहले के, अधिक हिंसक चरण के बाद आई। व्यावहारिक रूप से, यह अंतर महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह सवाल को “ये आकाशगंगाएँ कभी सक्रिय क्यों नहीं हुईं?” से बदलकर “इनकी गतिविधि इतनी जल्दी किसने खत्म की?” कर देता है।

देखा गया ठंडी गैस का plume एक संभावित उत्तर देता है। तारा-निर्माण घने, ठंडे गैस बादलों के गुरुत्वाकर्षण से ढहने पर निर्भर करता है। उस गैस का पर्याप्त हिस्सा हटा दें, और आकाशगंगा संरचनात्मक रूप से बनी रह सकती है, लेकिन बहुत कम उत्पादक हो जाती है। समय के साथ वह बाद की अंतःक्रियाओं से आगे विकसित हो सकती है, लेकिन तारकीय वृद्धि का विस्फोटक पहला चरण समाप्त हो जाता है।

यह तंत्र आकाशगंगा विकास में feedback को लेकर खगोलविदों की व्यापक सोच से भी मेल खाता है। चाहे वह तीव्र तारा-निर्माण हो, ब्लैक होल की गतिविधि हो, या दोनों, feedback प्रक्रियाएँ नियंत्रित कर सकती हैं कि आकाशगंगाएँ गैस को तारों में कितनी जल्दी बदलती हैं। शुरुआती ब्रह्मांड में, जहाँ परिस्थितियाँ और भी चरम थीं, यह नियंत्रण विशेष रूप से प्रबल रहा होगा।

एक अधिक गतिशील प्रारंभिक ब्रह्मांड

बड़ा संकेत यह है कि प्रारंभिक ब्रह्मांड अपेक्षा से भी अधिक गतिशील रहा होगा। वही टक्करें जिन्होंने आकाशगंगाएँ बनाई, उन्हें शांत करने में भी मदद कर सकती थीं। वृद्धि और दमन अलग-अलग जगहों पर चल रही अलग कहानियाँ नहीं थीं। वे एक ही वस्तुओं के जीवनचक्र के कसकर जुड़े चरण हो सकते हैं।

प्रेक्षकों के लिए, CRISTAL-02 जैसी प्रणालियाँ मूल्यवान मानक हैं। ये दूरस्थ आकाशगंगाओं में वास्तविक गैस संरचनाओं के साथ सैद्धांतिक मॉडलों की तुलना करने का मौका देती हैं। भविष्य के अवलोकन यह तय करने में मदद करेंगे कि शुरुआती निष्क्रिय आकाशगंगाओं में विशाल ठंडी गैस की plumes आम हैं या CRISTAL-02 shutdown का एक अधिक चयनित मार्ग है।

किसी भी तरह, यह परिणाम इस विचार को मज़बूत करता है कि ब्रह्मांड की कुछ सबसे पहली शांत दानव आकाशगंगाएँ धीरे-धीरे मुरझाने के बजाय हिंसक आंतरिक और बाहरी शक्तियों से बनी थीं। तारों के लिए कच्चा माल बस खत्म नहीं हुआ। कम से कम कुछ मामलों में, ऐसा लगता है कि उसे बाहर धकेला गया।

यह व्याख्या में एक महत्वपूर्ण बदलाव है। अगर यह अधिक वस्तुओं में पुष्टि हो जाती है, तो विलय-प्रेरित हवाएँ इस कहानी का केंद्रीय हिस्सा बन जाएँगी कि पहली विशाल आकाशगंगाएँ कैसे बनीं, चमकीं, और फिर तब शांत हो गईं जब ब्रह्मांड अभी युवा था।

यह लेख Universe Today की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें.