हबल आणि चंद्राने खोल अवकाशातील क्लस्टर टक्कर उघड केली

एक ओळखीचा आकाशगंगा क्लस्टर आता खूप वेगळा दिसतो

हबल स्पेस टेलिस्कोपचा वापर करणाऱ्या खगोलशास्त्रज्ञांनी, चंद्रा एक्स-रे वेधशाळेतील एक्स-रे निरीक्षणांसह, CL0016+1609 हा प्रत्यक्षात एकच आकाशगंगा क्लस्टर नसल्याचे शोधले आहे. MACS J0018.5+1626 या नावानेही ओळखली जाणारी ही वस्तू, आपल्या दृष्टीरेषेवर विलय होत असलेल्या दोन आकाशगंगा क्लस्टरप्रमाणे दिसते.

हे महत्त्वाचे आहे, कारण आकाशगंगा क्लस्टर हे गुरुत्वाकर्षणाने एकत्र बांधले गेलेले विश्वातील सर्वात मोठे रचनात्मक घटकांपैकी एक आहेत. त्यापैकी दोन एकमेकांवर आदळून एकत्र आले, तर संशोधकांना डार्क मॅटरसह पदार्थ अतिशय मोठ्या प्रमाणांवर कसा वितरित आहे हे अभ्यासण्याचा मार्ग मिळतो. या प्रकरणात, हबलचे ऑप्टिकल दृश्य आणि चंद्राचे एक्स-रे डेटा यांनी एका तेजस्वी, वारंवार अभ्यासलेल्या लक्ष्याला रचनानिर्मितीबद्दलच्या अधिक गतिमान कथेत रूपांतरित करण्यात मदत केली.

हबलमधून प्रसिद्ध झालेली नवीन प्रतिमा आकाशगंगांच्या दाट समूहाच्या केंद्रावर आहे. हा क्लस्टर बराच काळ एक तेजस्वी एक्स-रे स्रोत म्हणून ओळखला जात आहे आणि एक्स-रे तसेच रेडिओ तरंगलांबींमध्ये त्याचा मोठ्या प्रमाणावर अभ्यास झाला आहे. नवीन कामाला महत्त्व देणारी गोष्ट केवळ प्रतिमेची गुणवत्ता नाही, तर तिची मांडणी आहे: तेजस्वी क्लस्टर प्रत्यक्षात एक विलय आहे, जो अशा कोनातून पाहिला जातो की पृथ्वीवरून दोन्ही प्रणाली एकमेकांवर चढल्यासारख्या दिसतात.

हे विलय का महत्त्वाचे आहे

आकाशगंगा-क्लस्टर विलय विश्वविद्येसाठी महत्त्वाच्या प्रयोगशाळा आहेत, कारण त्यात प्रचंड प्रमाणात गरम वायू, आकाशगंगा आणि डार्क मॅटर असते. हबल निरीक्षणांमागील संशोधकांनी विशेषतः CL0016+1609 मधील डार्क मॅटरचे वितरण मोजण्यासाठी टेलिस्कोपच्या Advanced Camera for Surveys वर वेळ मागितली होती.

हबल डार्क मॅटरची थेट प्रतिमा काढू शकत नाही, पण त्याचे परिणाम ओळखू शकतो. मुख्य साधन म्हणजे गुरुत्वीय लेन्सिंग, ज्यात क्लस्टरचे गुरुत्व त्याच्या मागील अधिक दूरच्या आकाशगंगांकडून येणारा प्रकाश वाकवते आणि वाढवते. पार्श्वभूमीतील प्रकाश कसा विकृत होतो याचे नकाशीकरण करून, खगोलशास्त्रज्ञ अदृश्य वस्तुमान कुठे केंद्रित आहे याचा अंदाज लावू शकतात.

ही पद्धत विशेषतः विलयामध्ये उपयुक्त आहे, कारण दिसणारा पदार्थ आणि एकूण वस्तुमान नेहमी साध्या रीतीने जुळत नाहीत. धडकणारी प्रणाली संशोधकांना आकाशगंगा, गरम एक्स-रे-उत्सर्जक वायू आणि लेन्सिंगमधून मिळालेल्या वस्तुमानाच्या स्थानांची तुलना करण्यास मदत करू शकते. परिणामी, विश्वाच्या मोठ्या प्रमाणातील संरचनेच्या वाढीत हे विलय कसे योगदान देते याचे अधिक चांगले चित्र मिळते.

येथील वैज्ञानिक मूल्य एका क्लस्टरपुरते मर्यादित नाही. या टक्कर कालांतराने ब्रह्मांडीय संरचना कशा एकत्र येतात याचा भाग असल्याने, प्रत्येक नीट पाहिलेल्या प्रकरणामुळे ब्रह्मांडीय इतिहासात पदार्थ कसा गोळा होत गेला हे समजून घेण्याच्या व्यापक प्रयत्नांना हातभार लागतो.

डार्क मॅटरचा मागोवा घेण्यात हबलची भूमिका

नवीन प्रतिमेतील हबल डेटा एकाच निरीक्षण प्रयत्नातून आलेला नाही. Advanced Camera for Surveys निरीक्षणांव्यतिरिक्त, प्रतिमेत हबलच्या Wide Field Camera 3 मधील डेटा देखील आहे, जो Reionization Lensing Cluster Survey, म्हणजे RELICS, च्या माध्यमातून गोळा करण्यात आला.

RELICS ने आकाशगंगा क्लस्टर नैसर्गिक गुरुत्वीय लेन्स म्हणून वापरून विश्वात अधिक खोलवर पाहिले. स्रोत सामग्रीनुसार, या लक्ष्यासाठी हबलची पहिली अवरक्त प्रतिमा त्या कार्यक्रमाचा भाग म्हणून घेतली गेली, ज्यात 46 आकाशगंगा क्लस्टर समाविष्ट होते. त्या गुरुत्वीय लेन्सनी सुमारे 300 संभाव्य उच्च-रेडशिफ्ट आकाशगंगा ओळखण्यातही खगोलशास्त्रज्ञांना मदत केली.

हा व्यापक संदर्भ स्पष्ट करतो की CL0016+1609 सारखे लक्ष्य वर्षानुवर्षांच्या अभ्यासानंतरही मौल्यवान का राहते. एकच क्लस्टर एकाच वेळी अनेक भूमिका बजावू शकतो: तो स्वतःच्या अधिकारात एक विषय असू शकतो, खूप दूरच्या आकाशगंगा शोधण्याचे साधन असू शकतो, आणि लेन्सिंगसह डार्क मॅटर मॅपिंगसाठी एक चाचणी प्रकरण असू शकतो.

प्रकाशित प्रतिमेत हे परिणाम पार्श्वभूमीतील आकाशगंगांकडून तयार झालेल्या कमानींच्या रूपात दिसतात. केंद्राजवळील मोठ्या दीर्घवर्तुळाकार आकाशगंगांच्या डावीकडे एक मंद उभा कमान दिसतो, तर त्याच भागाच्या थोडे वर आणि उजवीकडे एक अधिक तेजस्वी आणि लहान कमान दिसतो. ही ताणली गेलेली वैशिष्ट्ये लेन्सिंगची खूण आहेत आणि क्लस्टर एक नैसर्गिक ब्रह्मांडीय दुर्बीण म्हणून काम करत असल्याची आठवण करून देतात.

एका परिचित लक्ष्याचा अधिक खोल अभ्यास

CL0016+1609 आधीच एक्स-रे आणि रेडिओ तरंगलांबींमध्ये सर्वाधिक व्यापकपणे अभ्यासलेल्या आकाशगंगा क्लस्टरांपैकी एक होता. त्यामुळे अद्ययावत मांडणी लक्षणीय ठरते. एखादी अनोखी नवी वस्तू सादर करण्याऐवजी, निष्कर्षांनी निरीक्षणात्मक साधनांच्या संयोजनातून ओळखीच्या प्रणालीला नव्या चौकटीत मांडले.

हे आधुनिक खगोलशास्त्रातील एक सामान्य नमुना आहे. मोठ्या वेधशाळा फक्त वेगळे स्नॅपशॉट तयार करत नाहीत. त्यांचे डेटा संच एकत्र केल्यावरच त्या सर्वोत्तम काम करतात. हबल अचूक ऑप्टिकल आणि अवरक्त प्रतिमांकन देतो, तर चंद्रा एक्स-रेमध्ये तीव्रतेने चमकणाऱ्या गरम वायूबद्दल माहिती जोडतो. एकत्रितपणे, ही दृश्ये अशा भौतिक संबंधांचा उलगडा करू शकतात जे एका तरंगलांबीवर पाहणे कठीण असते.

सामान्य जनतेसाठी, ही प्रतिमा हे लक्षात आणून देते की आकाशातील स्थिर वाटणाऱ्या वस्तू अनेकदा मंद पण हिंसक प्रक्रियांच्या मध्यात पकडल्या जातात. आकाशगंगा क्लस्टर अतिशय दीर्घ कालमानावर विकसित होतात, पण त्यांची विलये विश्वाची रचना घडवतात.

संशोधकांसाठी, हा क्लस्टर विश्वातील सर्वात मोठ्या गुरुत्वीय प्रणालींपैकी एका मध्ये वस्तुमान कसे मांडलेले आहे हे स्पष्ट करणारी मॉडेल्स अधिक परिष्कृत करण्याची आणखी एक संधी देतो. जर संघाचे डार्क-मॅटर मोजमाप अधिक अचूक झाले, तर ते विलय कसा घडला आणि भविष्यातील सर्वेक्षणांमध्ये अशा प्रणालींचे अर्थ कसे लावावेत हे स्पष्ट करण्यात मदत करू शकतात.

हे आपल्याला मोठ्या विश्वाबद्दल काय सांगते

या निष्कर्षाचे महत्त्व एखाद्या एकाच नाट्यमय घटनेपेक्षा एकत्रित समजुतीत अधिक आहे. विश्वातील सर्वात मोठ्या संरचना पूर्णतः घडलेल्या अवस्थेत प्रकट झाल्या नव्हत्या. त्या वारंवार होणाऱ्या विलय आणि अभिवृद्धीमुळे वाढल्या, आणि क्लस्टर कालांतराने आणखी मोठ्या समूहांमध्ये एकत्र आले.

CL0016+1609 ला आपल्या दृष्टीरेषेवर एकत्र येत असलेले दोन क्लस्टर म्हणून ओळखल्याने खगोलशास्त्रज्ञांना त्या प्रक्रियेचे अधिक नेमके अध्ययन प्रकरण मिळते. भूमिती उपयुक्त आहे, लेन्सिंगची चिन्हे दिसतात, आणि या वस्तूचा अनेक तरंगलांबींमध्ये निरीक्षणांचा समृद्ध इतिहासही आहे.

ही सांगड त्याला पुढील निरीक्षणांसाठी एक मजबूत लक्ष्य बनवते. हे देखील दाखवते की दशकांपासून कक्षेत असतानाही हबल वैज्ञानिकदृष्ट्या अजूनही उत्पादक का आहे. डार्क मॅटर, मोठ्या प्रमाणातील संरचनेची रचना, आणि ब्रह्मांडीय इतिहासाच्या खूप आधीच्या काळातील आकाशगंगा पाहण्यासाठी नैसर्गिक लेन्सचा वापर यांसारख्या आघाडीच्या प्रश्नांमध्ये टेलिस्कोप अजूनही योगदान देत आहे.

सर्वप्रथम लक्ष वेधून घेणारी गोष्ट प्रतिमा असली तरी, अधिक महत्त्वाचा बदल हा अर्थ लावण्यात आहे. एक तेजस्वी, परिचित क्लस्टर आता टक्कर दृश्यात बदलला आहे, आणि हा बदल खगोलशास्त्रज्ञांना दृश्य पदार्थाबरोबरच केवळ गुरुत्वाकर्षणातूनच त्यांनी अनुमान काढू शकणाऱ्या खूप मोठ्या पदार्थसाठ्याचा अभ्यास करण्यासाठी अधिक चांगली चौकट देतो.

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