JWST ने अब तक देखी गई सबसे रासायनिक रूप से आदिम प्रारंभिक आकाशगंगा खोजी

युवा ब्रह्मांड की एक दुर्लभ खिड़की

James Webb Space Telescope का उपयोग करने वाले खगोलविदों ने उस आकाशगंगा की पहचान की है जिसे वे प्रारंभिक ब्रह्मांड में अब तक देखी गई सबसे रासायनिक रूप से आदिम आकाशगंगा बताते हैं। LAP1-B नाम की यह वस्तु लगभग 800 million years after the Big Bang मौजूद थी और इसमें hydrogen और helium से भारी तत्वों का असाधारण रूप से कम स्तर दिखाई देता है।

यह खोज इसलिए महत्वपूर्ण है क्योंकि ये भारी तत्व, जिन्हें खगोलविद metals कहते हैं, ब्रह्मांड के सबसे शुरुआती क्षणों में मौजूद नहीं थे। वे बाद में तारों के भीतर बने और stellar explosions के जरिये फैल गए। इसलिए अत्यंत कम metal content वाली आकाशगंगा, तारकीय निर्माण की कई पीढ़ियों के ब्रह्मांड को समृद्ध करने से पहले की cosmic परिस्थितियों की असामान्य रूप से प्रत्यक्ष झलक देती है।

व्यावहारिक रूप से, LAP1-B हमें Cosmic Dark Ages से बाहर निकलते समय प्रारंभिक आकाशगंगाएँ कैसी दिखती थीं, इसकी सबसे स्पष्ट उपलब्ध झलकियों में से एक दे सकती है।

धातु-गरीब आकाशगंगाएँ क्यों महत्वपूर्ण हैं

प्रारंभिक ब्रह्मांड संरचना में सरल और अवलोकन में कठिन था। Big Bang के बाद, matter मुख्यतः hydrogen और helium जैसे हल्के तत्वों से भरा था। पहले तारे, जिन्हें अक्सर Population III stars कहा जाता है, माना जाता है कि उन्होंने अपने cores में भारी तत्व बनाकर और फिर उन्हें अंतरिक्ष में फैलाकर इस रासायनिक सरलता को बदल दिया।

खगोलविद लंबे समय से ऐसे प्रणालियों को पकड़ना चाहते थे जो उस परिवर्तन बिंदु के जितना संभव हो उतना करीब हों। ऐसा करने से यह समझने में मदद मिल सकती है कि पहले तारे कैसे बने, आकाशगंगाएँ कितनी जल्दी विकसित होने लगीं, और ब्रह्मांड कैसे रासायनिक रूप से इतना जटिल बना कि बाद की पीढ़ियों के तारे, ग्रह और अंततः जीवन संभव हो सका।

LAP1-B इसलिए मूल्यवान है क्योंकि यह बहुत धुंधली और बहुत कम विकसित रासायनिक अवस्था वाली है। यदि Big Bang के 800 million years बाद भी किसी आकाशगंगा में metal content अत्यंत कम है, तो वह ऐसी परिस्थितियों को संरक्षित कर सकती है जो कभी व्यापक थीं लेकिन अब ढूँढ़ना कठिन है।

वेब और गुरुत्वाकर्षण ने अवलोकन संभव बनाया

Kanazawa University के Kimihiko Nakajima के नेतृत्व वाली अंतरराष्ट्रीय टीम ने high-redshift astronomy को बदल देने वाले दो आधुनिक उपकरणों का उपयोग किया। पहला Webb स्वयं है, जिसके infrared instruments ब्रह्मांड के विस्तार से visible spectrum से बाहर खिसकी प्राचीन रोशनी का पता लगा सकते हैं। दूसरा gravitational lensing है, जो किसी विशाल foreground object के गुरुत्व का उपयोग करके पीछे स्थित कहीं अधिक दूर के स्रोत को magnify करता है।

इस संयोजन ने शोधकर्ताओं को एक अति-धुंधली आकाशगंगा का अध्ययन करने दिया, जिसे अन्यथा देखना बेहद कठिन होता। Webb के spectrometers ने निर्णायक प्रमाण दिए, जिससे टीम आकाशगंगा की रासायनिक संरचना का विश्लेषण कर सकी, न कि केवल उसकी उपस्थिति का पता लगा सकी।

यही वह बिंदु है जहाँ यह परिणाम एक सामान्य दूरस्थ-आकाशगंगा घोषणा से आगे निकल जाता है। कई प्रारंभिक ब्रह्मांडीय वस्तुएँ केवल धुंधले प्रकाश-बिंदु की तरह दिखती हैं, लेकिन बहुत कम को इतनी निश्चितता से रासायनिक रूप से वर्णित किया जा सकता है कि उनकी evolutionary state के बारे में दावे किए जा सकें। यहाँ टीम का कहना है कि वे ठीक यही कर पाए हैं।

LAP1-B हमें पहले तारों के बारे में क्या बता सकती है

व्यापक वैज्ञानिक रुचि एक आकाशगंगा से कहीं आगे जाती है। खगोलविद दशकों से उन पहली stellar populations के प्रमाण खोजने की कोशिश कर रहे हैं जिन्होंने ब्रह्मांड को समृद्ध करना शुरू किया। माना जाता है कि वे तारे विशाल, अल्पजीवी और सीधे देखना कठिन थे। लेकिन उनके निशान उन आकाशगंगाओं में बच सकते हैं जो तब बनीं जब enrichment अभी भी न्यूनतम था।

यदि LAP1-B सचमुच अब तक ज्ञात सबसे धातु-गरीब प्रारंभिक आकाशगंगा है, तो यह पहले दौर की star formation से आकार पाए परिवेशों का proxy बन सकती है। इससे शोधकर्ताओं को यह जाँचने में मदद मिल सकती है कि primordial gas clouds कितनी जल्दी ढहीं, पहले supernovae ने आसपास के पदार्थ को कैसे बदला, और बाद की आकाशगंगाओं ने भारी तत्व कितनी तेज़ी से विरासत में पाए।

क्योंकि अध्ययन 13 May को Nature में प्रकाशित हुआ, यह एक तेज़ी से बदलते क्षेत्र में भी आता है। Webb पहले ही यह अपेक्षाएँ बदल चुका है कि प्रारंभिक आकाशगंगाएँ कितनी उज्ज्वल, विशाल और संरचित हो सकती हैं। LAP1-B जैसी रासायनिक रूप से आदिम प्रणाली अलग तरह के प्रमाण जोड़ती है, यह सुझाते हुए कि प्रारंभिक ब्रह्मांड की आश्चर्यजनक विविधता के नीचे अभी भी ऐसे objects हैं जो अधिक primordial अवस्था को संरक्षित रखते हैं।

बड़ा चित्र

Epoch of Reionization ब्रह्मांडीय इतिहास के सबसे महत्वपूर्ण लेकिन कठिन कालों में से एक बना हुआ है। इसी दौर में पहले luminous sources ने पूरे ब्रह्मांड में फैले neutral hydrogen के fog को बदलना शुरू किया। उस अवधि में रहने वाली आकाशगंगाओं को समझना, आधुनिक ब्रह्मांड कैसे दिखाई देने योग्य और संरचित बना, इसे समझने के लिए आवश्यक है।

LAP1-B अकेले यह कहानी नहीं सुलझाती। लेकिन यह एक दुर्लभ anchor point प्रदान करती है। यह एक अति-धुंधली प्रणाली है जिसे उस समय देखा गया जब ब्रह्मांड अभी बहुत युवा था, और इसकी अत्यंत कम metal poverty बताती है कि बाद की आकाशगंगाओं की तुलना में इसने बहुत कम chemical processing झेला है।

इससे यह खोज केवल एक record claim नहीं रह जाती। यह इस बात का प्रदर्शन है कि Webb किस तरह अनुशासन को detection से diagnosis की ओर बदल रहा है। खगोलविद अब केवल प्राचीन आकाशगंगाएँ खोज नहीं रहे। वे उनकी histories को विस्तार से पढ़ना शुरू कर रहे हैं, और LAP1-B के मामले में, वह इतिहास रासायनिक जटिलता की शुरुआत के बहुत करीब तक जाता दिखता है।

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