युक्लिडची नवीन निरीक्षणे विश्वाच्या पहिल्या अब्ज वर्षांच्या अधिक खोलवर पोहोचतात

आधुनिक खगोलभौतिकीतील सर्वात कठीण प्रश्नांपैकी एक म्हणजे प्रारंभीच्या विश्वात महाविशाल कृष्णविवरे इतकी वेगाने कशी वाढली हे समजावणे. युरोपियन स्पेस एजन्सीच्या युक्लिड अवकाश दुर्बिणीने केलेल्या क्वासार शोधांची एक नवी मालिका ही कोडी थेट सोडवत नाही, पण खगोलशास्त्रज्ञांना सर्वाधिक गरज असलेल्या ठिकाणी महत्त्वाचा डेटा देते: तो काळ, जेव्हा विश्व सुरू झाल्यानंतर एका अब्ज वर्षांपेक्षाही कमी वेळात पहिली प्रचंड कृष्णविवरे आधीच तेजस्वी होती.

दिलेल्या स्रोत मजकुरानुसार, Astronomy & Astrophysics मध्ये नुकताच प्रकाशित झालेला एक शोधनिबंध सांगतो की संशोधकांनी युक्लिडच्या विस्तृत-कोन सर्व्हेच्या पहिल्या दीड वर्षात ३१ नवीन क्वासार शोधले. त्यात आतापर्यंत निरीक्षणात आलेल्या सर्वात दूरस्थ क्वासारांपैकी दोनही आहेत. या शोधांचा उगम सुमारे ३,००० चौरस अंशांच्या आकाश व्यापातून झाला, आणि त्यानंतरचे स्पेक्ट्रोस्कोपी निरीक्षण केक, मॅजेलन आणि लार्ज बायनोक्युलर टेलिस्कोप वेधशाळांचा वापर करून करण्यात आले.

ही जोडणी महत्त्वाची आहे. युक्लिडची सर्व्हे क्षमता आकाशाच्या मोठ्या भागात संभाव्य वस्तू ओळखू शकते, पण त्या वस्तू नेमक्या काय आहेत आणि विश्वाच्या इतिहासात कुठे बसतात हे स्पेक्ट्रोस्कोपीमुळे निश्चित होते. या प्रकरणात, परिणाम म्हणजे अत्यंत दूरस्थ क्वासारांचा एक नवा संच, ज्याचा वापर करून विश्वाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यांत कृष्णविवरे आणि आकाशगंगा कशा विकसित झाल्या हे तपासता येईल.

क्वासार इतके उपयुक्त का असतात

क्वासार ही विश्वातील सर्वात तेजस्वी ज्ञात वस्तूंमध्ये मोडतात, कारण त्यांच्या केंद्रातील कृष्णविवरे थेट प्रकाश उत्सर्जित करतात म्हणून नाही, तर आत पडणारे पदार्थ आतल्या दिशेने वळत-वलत तापून प्रचंड ऊर्जा सोडतात म्हणून. दिलेल्या लेखात इम्पिरियल कॉलेज लंडनचे खगोलभौतिकशास्त्रज्ञ डॅनियल मॉर्टलॉक यांनी दिलेले मूलभूत चित्र उद्धृत केले आहे: मोठ्या आकाशगंगांच्या केंद्रात महाविशाल कृष्णविवरे असतात, आणि जेव्हा पदार्थ त्या कृष्णविवरांत पडून तापतो, तेव्हा तो आसपासच्या संपूर्ण आकाशगंगेतील सर्व तार्‍यांपेक्षाही अधिक उजळू शकतो. तेच तेजस्वी उत्सर्जन खगोलशास्त्रज्ञ क्वासार म्हणून पाहतात.

सर्वात दूरस्थ क्वासार विशेषतः मौल्यवान असतात, कारण ते अतिशय तरुण विश्वाचे दिशादर्शक फलकासारखे काम करतात. खगोलशास्त्रज्ञांना जर इतक्या सुरुवातीच्या युगातच आधीपासून प्रचंड आणि तेजस्वी क्वासार दिसत असेल, तर त्याला शक्ती देणारे कृष्णविवर फार वेगाने तयार झाले आणि वाढले असले पाहिजे. हाच अधिक खोल गूढाचा स्रोत आहे. पारंपरिक वाढ प्रक्रियांना काही कृष्णविवरे बिग बँगनंतर इतक्या लवकर इतकी प्रचंड कशी झाली हे समजावणे कठीण जाते.

म्हणजेच, प्रत्येक नवीन उच्च-रेडशिफ्ट क्वासार हा फक्त प्रकाशबिंदू नसतो. तो वेळ, वाढीचा दर, आणि विश्वाच्या पहिल्या काहीशे दशलक्ष वर्षांतील पर्यावरणीय परिस्थिती याबद्दलचा पुरावा असतो. त्यांपैकी अधिक वस्तू शोधल्याने संशोधकांना प्रारंभीच्या कृष्णविवर उत्क्रांतीचे अधिक कमी कथा-आधारित आणि अधिक सांख्यिकीय चित्र तयार करता येते.

पहिल्या क्वासारांपासून नंतरच्या आकाशगंगांपर्यंतचा पूल

नव्या युक्लिड शोधांचे महत्त्व काही अंशी नमुना तयार करण्यात आहे. उदाहरणे फारच कमी असतील, तर दुर्मिळ वस्तू समजणे कठीण होते. सर्व्हेच्या पहिल्या १८ महिन्यांत ३१ नवीन क्वासार ओळखल्यामुळे, खगोलशास्त्रज्ञांना तेज, अंतर आणि इतर गुणधर्मांची तुलना विस्तृत लोकसंख्येत करण्याच्या अधिक संधी मिळतात. विशेषतः दोन अतिदूर शोध लक्षवेधी आहेत, कारण ते आकाशगंगा निर्मितीच्या उषःकालाकडे निरीक्षणे पुढे नेतात.

दिलेला मजकूर या वस्तूंना सर्वात पहिल्या महाविशाल कृष्णविवरांना समजून घेण्यातला एक महत्त्वाचा दुवा म्हणून मांडतो, आणि उपलब्ध पुराव्यांच्या आधारे ते योग्य वाचन ठरते. प्रचंड सर्पिल आकाशगंगा विश्वभर सामान्य आहेत, आणि आज खगोलशास्त्रज्ञांना असे वाटते की मिल्की वेसह जवळजवळ सर्व मोठ्या आकाशगंगांच्या केंद्रात महाविशाल कृष्णविवरे असतात. प्रारंभीच्या विश्वातील सक्रिय क्वासार अवस्था शोधून काढल्याने भूतकाळातील तेजस्वी, इंधनसमृद्ध कृष्णविवरांना आज दिसणाऱ्या शांत आकाशगंगा केंद्रांशी जोडता येते.

म्हणूनच, क्वासार आता पूर्वीसारखे सांस्कृतिकदृष्ट्या तितके प्रसिद्ध नसले तरी, वैज्ञानिकदृष्ट्या अजूनही महत्त्वाचे आहेत. ते केवळ विचित्र अपवाद नाहीत. ते कृष्णविवरे आणि आकाशगंगांचा सह-विकास अभ्यासण्याचा एक मार्ग आहेत, ज्यात प्रारंभीच्या तीव्र पदार्थ-अभिग्रहणामुळे ताऱ्यांची निर्मिती, आकाशगंगा रचना, आणि आसपासच्या आंतरआकाशगंगीय वातावरणावर कसा परिणाम झाला असेल हेही समाविष्ट आहे.

शोधात युक्लिडची भूमिका

युक्लिड विस्तृत-क्षेत्रीय विश्वशास्त्रीय सर्व्हेसाठी डिझाइन केले गेले, आणि हा निकाल त्या धोरणाचे महत्त्व दाखवतो. दुर्मिळ उच्च-रेडशिफ्ट क्वासार आकाशात विरळपणे पसरलेले असतात, त्यामुळे त्यांना कार्यक्षमतेने शोधण्यासाठी आवाकाही लागतो आणि प्रमाणही. स्रोतामध्ये दिलेले सुमारे ३,००० चौरस अंशांचे सर्व्हे क्षेत्र हे स्पष्ट करते. ही अशी लक्ष्ये नाहीत जी छोट्या, संकुचित मोहिमांमध्ये सहज दिसून येतात.

अनुवर्ती प्रयत्नही दाखवतो की आधुनिक खगोलशास्त्र अधिकाधिक एक समन्वित प्रणाली म्हणून कार्य करते. एक अवकाश दुर्बीण आशादायक उमेदवार ओळखू शकते, पण पुष्टीकरण बहुतेक वेळा योग्य स्पेक्ट्रोस्कोपिक साधने असलेल्या मोठ्या भू-आधारित वेधशाळांवर अवलंबून असते. केक, मॅजेलन आणि लार्ज बायनोक्युलर टेलिस्कोप यांनी या शोधांची पडताळणी करण्यामध्ये भूमिका बजावली. सर्व्हेतील शोधापासून सविस्तर पुष्टीकरणापर्यंतचा हा हस्तांतरण आज सीमावर्ती खगोलभौतिकीचा मध्यवर्ती भाग आहे.

व्यापक अर्थाने, युक्लिडचा सर्व्हे विस्तारत गेल्यावर अशा आणखी अनेक शोधांची शक्यता आहे. पहिल्या दीड वर्षांतच या दुर्बिणीने डझनावरी नवीन क्वासार आणि ज्ञात सर्वात दूरस्थ वस्तूंपैकी दोन शोधून काढल्या आहेत. हा वेग कायम राहिला, तर प्रारंभीच्या कृष्णविवर निर्मिती आणि वाढीच्या मॉडेल्सची चाचणी घेण्यासाठी उपलब्ध डेटासेटला ही दुर्बीण लक्षणीय बळकटी देऊ शकते.

जुना प्रश्न, अधिक तीक्ष्ण नवे पुरावे

स्रोत मजकूर हा शोध क्वासार संशोधनाच्या दीर्घ इतिहासात ठेवतो, १९५०च्या दशकात रेडिओ स्पेक्ट्रममध्ये त्यांच्या पहिल्या ओळखीपासून ते नंतर ते महाविशाल कृष्णविवरांनी चालविलेले आहेत हे समजण्यापर्यंत. तो इतिहास महत्त्वाचा आहे, कारण तो क्षेत्र मूलभूत ओळखीतून मूळ-प्रश्नांकडे कसे वळले आहे हे दाखवतो. खगोलशास्त्रज्ञ आता क्वासार काय आहेत असा व्यापक अर्थाने प्रश्न विचारत नाहीत. ते विचारतात की सर्वात सुरुवातीची आणि सर्वात टोकाची उदाहरणे इतक्या लवकर कशी दिसली, आणि त्यावरून तरुण विश्वाबद्दल काय कळते.

नवीन युक्लिड शोध अजून अंतिम उत्तर देत नाहीत. मात्र ते पुराव्याचा पाया सुधारतात. अधिक पुष्टी झालेले दूरस्थ क्वासार म्हणजे असे वस्तू किती सामान्य होत्या, त्या किती तेजस्वी झाल्या, आणि मूलभूत कृष्णविवरे किती लवकर तयार झाली असतील यावर अधिक चांगल्या मर्यादा. सैद्धांतिक मॉडेल्ससाठी, हाच तो प्रकारचा निरीक्षणात्मक दबाव आहे जो प्रगतीला पुढे ढकलतो.

सध्या, मुख्य निष्कर्ष सरळ आहे. युक्लिडच्या प्रारंभिक सर्व्हे डेटाने आधीच क्वासारांचा एक अर्थपूर्ण नवा संच उघड केला आहे, ज्यात आतापर्यंत पाहिलेल्या सर्वात दूरस्थांपैकी दोनही आहेत. त्यामुळे खगोलशास्त्रज्ञांना विश्वशास्त्रातील सर्वात टिकाऊ समस्यांपैकी एकावर नवे बळ मिळते: विश्वाने महाविशाल कृष्णविवरे इतक्या वेगाने, इतक्या लवकर, आणि इतक्या प्रचंड प्रमाणावर कशी तयार केली.

हा लेख Universe Today च्या वार्तांकनावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.

Originally published on universetoday.com