JWST ने आतापर्यंतची सर्वात रासायनिकदृष्ट्या आदिम प्रारंभिक आकाशगंगा शोधली

तरुण विश्वाकडे उघडणारी एक दुर्मीळ खिडकी

James Webb Space Telescope वापरणाऱ्या खगोलशास्त्रज्ञांनी अशी आकाशगंगा ओळखली आहे, जिला ते प्रारंभिक विश्वात आतापर्यंत पाहिलेली सर्वात रासायनिकदृष्ट्या आदिम आकाशगंगा म्हणतात. LAP1-B नावाची ही वस्तू Big Bang नंतर सुमारे 800 million years ला अस्तित्वात होती आणि hydrogen व helium पेक्षा जड मूलद्रव्यांचे प्रमाण अत्यंत कमी असल्याचे दिसते.

ही शोध महत्त्वाची आहे, कारण खगोलशास्त्रज्ञ ज्या heavy elements ना metals म्हणतात, ती विश्वाच्या अगदी सुरुवातीच्या क्षणी अस्तित्वात नव्हती. ती नंतर तार्‍यांच्या आत तयार झाली आणि stellar explosions मुळे पसरली. त्यामुळे अत्यंत कमी metal content असलेली आकाशगंगा, तारानिर्मितीच्या अनेक पिढ्यांनी विश्व समृद्ध करण्यापूर्वीच्या cosmic परिस्थितीचे एक असाधारण थेट दर्शन देते.

व्यवहार्य पातळीवर, Cosmic Dark Ages मधून विश्व बाहेर पडत असताना प्रारंभिक आकाशगंगा कशा दिसत होत्या याची सर्वात स्पष्ट उपलब्ध झलक LAP1-B देऊ शकते.

धातू-गरीब आकाशगंगा का महत्त्वाच्या आहेत

प्रारंभिक विश्व रचनेत साधे आणि निरीक्षणात कठीण होते. Big Bang नंतर matter प्रामुख्याने hydrogen आणि helium सारख्या हलक्या मूलद्रव्यांनी व्यापलेले होते. पहिले तारे, ज्यांना अनेकदा Population III stars म्हणतात, त्यांनी आपल्या core मध्ये जड मूलद्रव्ये तयार करून आणि ती नंतर अवकाशात पसरवून त्या रासायनिक साधेपणात बदल केला असे मानले जाते.

खगोलशास्त्रज्ञांना त्या बदलाच्या बिंदूच्या शक्य तितक्या जवळ असलेल्या प्रणाली शोधायच्या होत्या. असे केल्याने पहिले तारे कसे तयार झाले, आकाशगंगा किती लवकर विकसित होऊ लागल्या, आणि विश्व रासायनिकदृष्ट्या इतके गुंतागुंतीचे कसे बनले की पुढील पिढ्यांचे तारे, ग्रह आणि अखेरीस जीवन शक्य झाले, हे समजण्यास मदत होऊ शकते.

LAP1-B मोलाची आहे कारण ती अतिशय फिकी आणि रासायनिकदृष्ट्या अत्यल्प विकसित आहे. Big Bang नंतर 800 million years झाले तरी एखाद्या आकाशगंगेत metal content अत्यंत कमी असेल, तर ती कधीकाळी व्यापक असलेल्या पण आता शोधणे कठीण असलेल्या परिस्थिती जपून ठेवू शकते.

Webb आणि gravity ने निरीक्षण शक्य केले

Kanazawa University मधील Kimihiko Nakajima यांच्या नेतृत्वाखालील आंतरराष्ट्रीय पथकाने high-redshift astronomy बदलून टाकणारी दोन आधुनिक साधने वापरली. पहिले म्हणजे Webb itself, ज्याच्या infrared instruments विश्वाच्या विस्तारामुळे visible spectrum मधून बाहेर सरकलेला प्राचीन प्रकाश शोधू शकतात. दुसरे म्हणजे gravitational lensing, जे एका मोठ्या foreground object च्या gravity चा वापर करून मागील खूप दूरच्या स्रोताला magnify करते.

या संयोजनामुळे संशोधकांना एक अति-फिक्की आकाशगंगा अभ्यासता आली, जी अन्यथा अत्यंत कठीण ठरली असती. Webb च्या spectrometers ने निर्णायक पुरावा दिला, ज्यामुळे पथकाला केवळ आकाशगंगेचे अस्तित्व नव्हे तर तिची chemical makeup विश्लेषित करता आली.

इथेच हा निष्कर्ष सामान्य दूरस्थ आकाशगंगा घोषणेपेक्षा अधिक मजबूत ठरतो. अनेक प्रारंभिक विश्वातील वस्तू फक्त मंद प्रकाशबिंदू म्हणून दिसतात, पण फारच थोड्यांना त्यांच्या evolutionary state बद्दल दावा करण्याइतकी खात्रीने रासायनिकरीत्या वर्णन करता येते. इथे पथक म्हणते की त्यांनी ते अचूक केले आहे.

LAP1-B पहिल्या तार्‍यांविषयी काय सांगू शकते

विस्तृत वैज्ञानिक रस एका आकाशगंगेपुरता मर्यादित नाही. खगोलशास्त्रज्ञ अनेक दशकांपासून विश्व समृद्ध करण्यास सुरुवात करणाऱ्या पहिल्या stellar populations चे पुरावे शोधत आहेत. ते तारे प्रचंड, अल्पायुषी आणि थेट पाहणे कठीण असावेत, असे मानले जाते. पण त्यांच्या खुणा अशा आकाशगंगांमध्ये टिकून राहू शकतात ज्या enrichment अजून फारच कमी असताना तयार झाल्या होत्या.

LAP1-B खरोखरच आतापर्यंत ज्ञात सर्वात धातू-गरीब प्रारंभिक आकाशगंगा असल्यास, ती first rounds of star formation मुळे घडलेल्या वातावरणांची proxy म्हणून काम करू शकते. primordial gas clouds किती वेगाने कोसळल्या, पहिल्या supernovae ने आसपासच्या पदार्थात कसा बदल घडवला, आणि नंतरच्या आकाशगंगांनी जड मूलद्रव्ये किती जलद वारशाने मिळवली, हे संशोधक याच्या मदतीने तपासू शकतात.

हा अभ्यास May 13 रोजी Nature मध्ये प्रसिद्ध झाल्यामुळे तो वेगाने बदलणाऱ्या क्षेत्रात येतो. Webb ने आधीच प्रारंभिक आकाशगंगा किती तेजस्वी, मोठ्या आणि संरचित असू शकतात याबद्दलच्या अपेक्षा बदलल्या आहेत. LAP1-B सारखी रासायनिकदृष्ट्या आदिम प्रणाली वेगळ्या प्रकारचा पुरावा देते, आणि प्रारंभिक विश्वातील आश्चर्यकारक विविधतेखाली अजूनही काही वस्तू अधिक primordial अवस्था जपून ठेवतात, हे सूचित करते.

मोठे चित्र

Epoch of Reionization हा विश्वाच्या इतिहासातील सर्वात महत्त्वाच्या, पण कठीण काळांपैकी एक आहे. या काळात पहिले luminous sources विश्वभर पसरलेल्या neutral hydrogen fog ला बदलू लागले. त्या काळात जगलेल्या आकाशगंगांना समजून घेणे हे आधुनिक विश्व कसे दिसू लागले आणि रचले गेले हे समजण्यासाठी आवश्यक आहे.

LAP1-B ही कथा एकटीने सोडवत नाही. पण ती एक दुर्मीळ anchor point देते. ती अतिशय फिकी प्रणाली आहे जी विश्व अजून तरुण असताना दिसली, आणि तिची तीव्र metal poverty सूचित करते की तिने नंतरच्या आकाशगंगांपेक्षा फारच कमी chemical processing अनुभवले आहे.

यामुळे ही शोध मोहीम केवळ record claim राहात नाही. ती Webb शास्त्राला detection पासून diagnosis कडे कसे नेत आहे याचे उदाहरण आहे. खगोलशास्त्रज्ञ आता फक्त प्राचीन आकाशगंगा शोधत नाहीत. ते त्यांच्या histories तपशीलाने वाचू लागले आहेत, आणि LAP1-B च्या बाबतीत, ती history chemical complexity च्या अगदी सुरुवातीपर्यंत पोहोचते असे दिसते.

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