हबल और चंद्रा ने गहरे अंतरिक्ष में एक क्लस्टर टक्कर का खुलासा किया

एक परिचित आकाशगंगा क्लस्टर अब बहुत अलग दिखता है

हबल स्पेस टेलीस्कोप का उपयोग करने वाले खगोलविदों ने, चंद्रा एक्स-रे ऑब्ज़र्वेटरी से मिली एक्स-रे प्रेक्षणों के साथ, पाया है कि CL0016+1609 वास्तव में एक ही आकाशगंगा क्लस्टर नहीं है। यह वस्तु, जिसे MACS J0018.5+1626 के नाम से भी जाना जाता है, हमारी दृष्टि रेखा के साथ विलय की प्रक्रिया में दो आकाशगंगा क्लस्टरों जैसी दिखाई देती है.

यह महत्वपूर्ण है क्योंकि आकाशगंगा क्लस्टर ब्रह्मांड की सबसे बड़ी संरचनाओं में से हैं, जिन्हें गुरुत्वाकर्षण एक साथ बांधे रखता है। जब इनमें से दो टकराकर एक साथ जुड़ते हैं, तो वे शोधकर्ताओं को यह अध्ययन करने का तरीका देते हैं कि पदार्थ, जिसमें डार्क मैटर भी शामिल है, बहुत बड़े पैमानों पर कैसे वितरित है। इस मामले में, हबल का ऑप्टिकल दृश्य और चंद्रा का एक्स-रे डेटा एक चमकीले, व्यापक रूप से अध्ययन किए गए लक्ष्य को संरचना-निर्माण की एक अधिक गतिशील कहानी में बदलने में मदद करते हैं.

हबल से जारी नई छवि आकाशगंगाओं के एक सघन समूह पर केंद्रित है। यह क्लस्टर लंबे समय से एक चमकीले एक्स-रे स्रोत के रूप में जाना जाता रहा है और पहले ही एक्स-रे तथा रेडियो तरंगदैर्घ्यों पर व्यापक रूप से अध्ययन किया जा चुका है। नई खोज को उल्लेखनीय बनाने वाली बात केवल छवि की गुणवत्ता नहीं, बल्कि उसकी व्याख्या है: यह चमकीला क्लस्टर वास्तव में एक विलय है, जिसे ऐसे कोण से देखा जा रहा है कि पृथ्वी की दृष्टि से दोनों प्रणालियाँ एक-दूसरे पर ओवरलैप करती प्रतीत होती हैं.

यह विलय क्यों महत्वपूर्ण है

आकाशगंगा-क्लस्टर विलय ब्रह्मांड विज्ञान के लिए महत्वपूर्ण प्रयोगशालाएँ हैं, क्योंकि इनमें अत्यधिक मात्रा में गर्म गैस, आकाशगंगाएँ और डार्क मैटर शामिल होते हैं। हबल प्रेक्षणों के पीछे के शोधकर्ताओं ने विशेष रूप से क्लस्टर में डार्क मैटर के वितरण को मापने के लिए टेलीस्कोप के Advanced Camera for Surveys पर समय मांगा था.

हबल डार्क मैटर की सीधे छवि नहीं ले सकता, लेकिन वह उसके प्रभावों का पता लगा सकता है। मुख्य उपकरण गुरुत्वीय लेंसिंग है, जिसमें क्लस्टर का गुरुत्व उसके पीछे मौजूद अधिक दूर की आकाशगंगाओं के प्रकाश को मोड़ता और बड़ा करता है। पृष्ठभूमि के प्रकाश में होने वाले विकृति पैटर्न को मैप करके, खगोलविद यह अनुमान लगा सकते हैं कि अदृश्य द्रव्यमान कहाँ सघन है.

यह तरीका विशेष रूप से विलय की स्थिति में उपयोगी है, जहाँ दृश्य पदार्थ और कुल द्रव्यमान हमेशा सरल तरीके से एक-समान नहीं होते। टकराती हुई प्रणाली शोधकर्ताओं को आकाशगंगाओं, एक्स-रे उत्सर्जित करने वाली गर्म गैस, और लेंसिंग से प्राप्त द्रव्यमान की स्थिति की तुलना करने में मदद कर सकती है। इसका परिणाम ब्रह्मांड की बड़े-पैमाने की संरचना की वृद्धि में विलय के योगदान की बेहतर तस्वीर के रूप में मिलता है.

यह वैज्ञानिक मूल्य केवल एक क्लस्टर तक सीमित नहीं है। क्योंकि ऐसी टक्करों के माध्यम से ही ब्रह्मांडीय संरचनाएँ समय के साथ बनती हैं, इसलिए हर अच्छी तरह देखे गए मामले से यह समझ बढ़ती है कि ब्रह्मांडीय इतिहास में पदार्थ किस तरह एकत्रित हुआ है.

डार्क मैटर का पता लगाने में हबल की भूमिका

नई छवि में हबल का डेटा एक से अधिक अवलोकन प्रयासों से आया है। Advanced Camera for Surveys के प्रेक्षणों के अलावा, छवि में Hubble’s Wide Field Camera 3 का डेटा भी शामिल है, जो Reionization Lensing Cluster Survey, या RELICS, के माध्यम से एकत्र किया गया था.

RELICS ने आकाशगंगा क्लस्टरों को प्राकृतिक गुरुत्वीय लेंस के रूप में उपयोग करके ब्रह्मांड में और गहराई तक देखने का काम किया। स्रोत सामग्री के अनुसार, इस लक्ष्य के लिए हबल की पहली अवरक्त छवियाँ उसी कार्यक्रम के हिस्से के रूप में ली गई थीं, जिसमें 46 आकाशगंगा क्लस्टर शामिल थे। उन्हीं गुरुत्वीय लेंसों ने खगोलविदों को लगभग 300 संभावित उच्च-रेडशिफ्ट आकाशगंगाओं की पहचान करने में भी मदद की.

यह व्यापक संदर्भ समझाता है कि CL0016+1609 जैसा लक्ष्य वर्षों के अध्ययन के बाद भी मूल्यवान क्यों बना रहता है। एक ही क्लस्टर एक साथ कई भूमिकाएँ निभा सकता है: वह अपने आप में अध्ययन का विषय हो सकता है, बहुत अधिक दूर की आकाशगंगाओं को खोजने का उपकरण हो सकता है, और लेंसिंग के जरिए डार्क मैटर को मैप करने का एक परीक्षण मामला भी हो सकता है.

जारी की गई छवि में, ये प्रभाव पृष्ठभूमि की आकाशगंगाओं से बने चापों के रूप में दिखाई देते हैं। केंद्र के पास स्थित बड़ी अंडाकार आकाशगंगाओं के बाईं ओर एक मंद ऊर्ध्वाधर चाप दिखाई देता है, जबकि उसी क्षेत्र के थोड़ा ऊपर और दाईं ओर एक अधिक चमकीला और छोटा चाप दिखता है। ये खिंचे हुए रूप लेंसिंग के संकेत हैं और यह भी याद दिलाते हैं कि क्लस्टर एक प्राकृतिक ब्रह्मांडीय दूरबीन की तरह काम कर रहा है.

एक प्रसिद्ध लक्ष्य पर गहराई से नज़र

CL0016+1609 पहले से ही एक्स-रे और रेडियो तरंगदैर्घ्यों में सबसे अधिक अध्ययन किए गए आकाशगंगा क्लस्टरों में से एक था। इसलिए इसका अद्यतन अर्थ विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। किसी नए और अस्पष्ट वस्तु को पेश करने के बजाय, ये निष्कर्ष प्रेक्षणीय उपकरणों के संयोजन से एक ज्ञात प्रणाली को नए ढंग से समझाते हैं.

आधुनिक खगोल विज्ञान में यह एक आम पैटर्न है। बड़े वेधशालाएँ केवल अलग-अलग स्नैपशॉट नहीं बनातीं। वे तब सबसे अच्छा काम करती हैं जब उनके डेटा सेट एक साथ मिलाए जाते हैं। हबल सटीक ऑप्टिकल और अवरक्त इमेजिंग प्रदान करता है, जबकि चंद्रा एक्स-रे में तेज़ी से चमकने वाली गर्म गैस के बारे में जानकारी जोड़ता है। साथ मिलकर, ये दृश्य ऐसे भौतिक संबंधों को उजागर कर सकते हैं जिन्हें केवल एक तरंगदैर्घ्य पर देखना कठिन होता है.

सामान्य दर्शकों के लिए, यह छवि इस बात की एक प्रभावशाली याद दिलाती है कि आकाश में दिखाई देने वाली स्थिर लगने वाली वस्तुएँ अक्सर धीमी लेकिन हिंसक प्रक्रियाओं के बीच पकड़ी जाती हैं। आकाशगंगा क्लस्टर अत्यंत लंबे समय पैमानों पर विकसित होते हैं, लेकिन उनके विलय ब्रह्मांड की संरचना को आकार देते हैं.

शोधकर्ताओं के लिए, यह क्लस्टर ब्रह्मांड की सबसे बड़ी गुरुत्वीय प्रणालियों में से एक में द्रव्यमान के वितरण के मॉडल को बेहतर करने का एक और अवसर देता है। यदि टीम के डार्क-मैटर माप और सटीक हो जाते हैं, तो वे यह स्पष्ट करने में मदद कर सकते हैं कि विलय कैसे हुआ और भविष्य के सर्वेक्षणों में समान प्रणालियों की व्याख्या कैसे की जानी चाहिए.

यह हमें बड़े ब्रह्मांड के बारे में क्या बताता है

इस परिणाम का महत्व किसी एक नाटकीय घटना से कम और सामूहिक समझ से अधिक जुड़ा है। ब्रह्मांड की सबसे बड़ी संरचनाएँ पूरी तरह बनी-बनाई अवस्था में प्रकट नहीं हुई थीं। वे बार-बार होने वाले विलयों और संचयन के माध्यम से बढ़ीं, जिसमें क्लस्टर समय के साथ और भी बड़े समूहों में जुड़ते गए.

CL0016+1609 को हमारी दृष्टि रेखा के साथ विलय करते हुए दो क्लस्टरों के रूप में पहचानकर, खगोलविद उस प्रक्रिया का एक अधिक सटीक अध्ययन हासिल करते हैं। इसकी ज्यामिति उपयोगी है, लेंसिंग संकेत स्पष्ट हैं, और इस वस्तु का कई तरंगदैर्घ्यों में अवलोकन का समृद्ध इतिहास पहले से मौजूद है.

यह संयोजन इसे आगे के अनुवर्ती कार्य के लिए एक मजबूत लक्ष्य बनाता है। यह भी दिखाता है कि दशकों से कक्षा में होने के बावजूद हबल वैज्ञानिक रूप से कितना उपयोगी बना हुआ है। यह दूरबीन अभी भी डार्क मैटर, बड़े पैमाने की संरचना के निर्माण, और ब्रह्मांडीय इतिहास के बहुत शुरुआती दौर की आकाशगंगाओं को देखने के लिए प्राकृतिक लेंसों के उपयोग जैसे अग्रिम प्रश्नों में योगदान दे रही है.

शायद पहली नज़र में छवि ही ध्यान खींचे, लेकिन अधिक महत्वपूर्ण विकास इसकी व्याख्या में है। एक चमकीला, परिचित क्लस्टर अब टक्कर के दृश्य में बदल गया है, और यह बदलाव खगोलविदों को दृश्य पदार्थ और उससे कहीं बड़े उस पदार्थ-भंडार के अध्ययन के लिए एक बेहतर ढाँचा देता है, जिसका अनुमान वे केवल गुरुत्वाकर्षण से लगा सकते हैं.

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