विचित्र सुरुवातीच्या विश्वातील आकाशगंगा विचित्र, प्रचंड ताऱ्यांनी घडवल्या

सुरुवातीचे विश्व इतके विचित्र का दिसले

जेव्हा खगोलशास्त्रज्ञ अब्जावधी प्रकाशवर्षांपलीकडे पाहतात, तेव्हा ते भूतकाळात पाहत असतात, आणि त्यांना जे दिसते ते आपल्या विश्व-शेजारात असलेल्या नीटनेटक्या सर्पिल आणि लंबवर्तुळाकार आकाशगंगांशी जुळत नाही. सुरुवातीच्या विश्वातील आकाशगंगा, आणि त्यांच्यात जळणारे तारे, लक्षणीयरीत्या विचित्र दिसतात, आणि संशोधकांना बर्याच काळापासून त्याचे कारण जाणून घ्यायचे आहे. युटा विद्यापीठातील एक संघ या प्रश्नाकडे असामान्य दृष्टिकोनातून हल्ला करत आहे: हबलला आढळणाऱ्या सर्वात मंद, सर्वात दूरच्या वस्तूंवरच लक्ष केंद्रित करण्याऐवजी, ते जवळपासच्या ताऱ्यांचा अभ्यास करत आहेत जे प्राचीन ताऱ्यांचे प्रतिनिधी म्हणून काम करतात.

विश्वातील सर्वात पहिले तारे महास्फोटानंतर सुमारे 100 दशलक्ष वर्षांनी तयार होऊ लागले. ते वेगाने जगले, लहान वयात मरण पावले, आणि त्यांनी तयार केलेली मूलद्रव्ये पुन्हा अवकाशात पसरवली, जिथे ती सामग्री नंतरच्या ताऱ्यांच्या पिढ्यांमध्ये पुनर्वापरली गेली. या प्रक्रियेत त्यांनी आपल्या यजमान आकाशगंगांना पुन्हा घडवले, ही अशी प्रतिक्रिया प्रक्रिया आहे जिचे खगोलशास्त्रज्ञ अजूनही तपशीलवार प्रतिरूपण करण्याचा प्रयत्न करत आहेत.

दूरच्या भूतकाळासाठी जवळचा शॉर्टकट

युटा विद्यापीठातील भौतिकशास्त्राच्या सहाय्यक प्राध्यापक आणि खगोलशास्त्रज्ञ ग्रेस टेलफोर्ड यांच्या नेतृत्वाखाली, संघाने ट्रेझरी ऑफ एक्स्ट्रीमली मेटल-पुअर O स्टार्स, किंवा TEMPOS नावाचे सर्वेक्षण केले. 13 अब्ज वर्षांपूर्वीपेक्षा जास्त काळ प्रज्वलित झालेल्या ताऱ्यांचा क्षीण प्रकाश टिपण्याचा प्रयत्न करण्याऐवजी, या सर्वेक्षणाने तुलनेने जवळच्या आकाशगंगांमधील ताऱ्यांची तपासणी केली ज्यांची त्यांच्या प्राचीन समकक्षांशी महत्त्वाची भौतिक वैशिष्ट्ये समान आहेत.

निरीक्षणे त्या ताऱ्यांमधून येणाऱ्या अतिनील प्रकाशावर अवलंबून होती, जो हबल अवकाश दुर्बिणीवरील कॉस्मिक ओरिजिन्स स्पेक्ट्रोग्राफने शोधला. अतिनील किरणोत्सर्ग सर्वात गरम आणि सर्वात प्रचंड ताऱ्यांमध्ये पाहण्याची एक महत्त्वाची खिडकी देते, आणि त्यातील बहुतांश पृथ्वीच्या वातावरणाने अडवले जाते, म्हणूनच या प्रकारच्या कामासाठी हबलचे वातावरणाच्या वरचे स्थान इतके महत्त्वाचे आहे.

प्राचीन ताऱ्यांचे ठसे वाचणे

खगोलशास्त्रात, ताऱ्याला धातू-कमी म्हणणे म्हणजे दैनंदिन अर्थाने त्यात लोखंड किंवा निकेल नाही असे नव्हे. याचा अर्थ ताऱ्यात हेलियमपेक्षा जड असलेल्या कोणत्याही मूलद्रव्याचे केवळ अल्प प्रमाण असते. नवजात विश्व जवळजवळ पूर्णपणे हायड्रोजन आणि हेलियमने बनलेले होते, त्यामुळे पहिल्या ताऱ्यांकडे काम करण्यासाठी जड मूलद्रव्ये जवळपास नव्हतीच. त्याचप्रमाणे कमी धातू सामग्री असलेले स्थानिक तारे शोधून, टेलफोर्डचा संघ एक असा डेटासेट एकत्र करत आहे ज्यामुळे त्या परिस्थितीच्या भौतिकशास्त्राचा जवळून अभ्यास करता येतो, जे निरीक्षणयोग्य विश्वाच्या काठावर असलेल्या वस्तूंसाठी थेट करणे अशक्य आहे.

प्रचंड ताऱ्यांचा अतिरिक्त प्रभाव

TEMPOS ने लक्ष्य केलेले तारे प्रचंड आहेत, आणि हे वैशिष्ट्य आकाशगंगा कशा विकसित होतात यासाठी अत्यंत महत्त्वाचे आहे. टेलफोर्ड स्पष्ट करतात की असे तारे अत्यंत गरम आणि तेजस्वी जळतात, आपले इंधन वेगाने संपवतात आणि त्यांचे अल्प आयुष्य सुपरनोव्हा स्फोटांनी संपवतात जे त्यांच्या आसपासच्या वायूमध्ये मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा आणि सामग्री सोडतात. या प्रक्रियेद्वारे, ते आसपासचा वायू गरम करतात आणि त्यातील किती भाग पुरेसा थंड राहून कोसळून नवीन तारे तयार करू शकतो हे नियंत्रित करतात, परिणामी त्यांच्या यजमान आकाशगंगांचा विकासमार्ग प्रभावीपणे नियंत्रित करतात.

हे नियामक स्थान हे एक कारण आहे की सुरुवातीचे विश्व आपण राहत असलेल्या विश्वापेक्षा इतके वेगळे दिसले. जेव्हा प्रचंड तारे सामान्य असतात, तेव्हा ते तारा निर्मितीला दाबू शकतात किंवा सलग लाटांमध्ये सुरू करू शकतात, ज्यामुळे आकाशगंगांना असामान्य आकार, रंग आणि तारा समूह मिळतात. म्हणून पहिल्या ताऱ्यांच्या पिढ्यांनी कसे वागले हे समजून घेणे थेट पहिल्या आकाशगंगा कशा एकत्र आल्या हे समजून घेण्यात रूपांतरित होते.

O-प्रकारच्या महाकाय ताऱ्यांपासून वुल्फ-रेयेट वाऱ्यांपर्यंत

O-प्रकारचे तारे विश्वातील सर्वात मोठ्या आणि सर्वात तेजस्वी ताऱ्यांमध्ये गणले जातात, आणि तारकीय मानकांनुसार ते अल्प आयुष्य जगतात. त्यापैकी काही, आपल्या अस्तित्वाच्या शेवटाजवळ येत असताना, वुल्फ-रेयेट तारे बनतात, जे शक्तिशाली तारकीय वाऱ्यांद्वारे अवकाशात प्रचंड प्रमाणात वस्तुमान टाकतात. ते वारे ताऱ्यांचे बाह्य स्तर काढून टाकतात आणि त्यांचे गरम आंतरिक भाग उघड करतात. वुल्फ-रेयेट प्रणालींचे निरीक्षण, ज्यात द्वैती जोडपी समाविष्ट आहेत, खगोलशास्त्रज्ञांना प्रचंड ताऱ्यांच्या अंतिम अध्यायांना आकार देणारे तीव्र वस्तुमान-हानी आणि ते मागे सोडत असलेले रासायनिक समृद्धीकरण समजून घेण्यास मदत करतात.

हबलचे काळात मागे दीर्घ पाहणे

विश्वाच्या काळात शक्य तितके मागे पाहणे हे 1995 मधील पहिल्या डीप फील्ड सर्वेक्षणापासून हबल अवकाश दुर्बिणीचे केंद्रीय कार्य राहिले आहे. त्या सुरुवातीच्या प्रतिमांमध्येही, लहान, दूरच्या आकाशगंगा विचित्र दिसत होत्या, घराजवळ दिसणाऱ्या आकाशगंगांशी तंतोतंत जुळत नव्हत्या. या विसंगतीने एक कोंबडी-की-अंडे प्रश्न उपस्थित केला जो अजूनही संशोधनाला चालना देतो: तारे प्रथम तयार झाले, की आकाशगंगा?

पुरावे तारे प्रथम आले असल्याकडे निर्देश करतात. पहिले तारे बहुधा राक्षस होते, जे नवजात विश्वात उपलब्ध असलेल्या हायड्रोजनच्या विशाल साठ्यांपासून घडले होते, आणि ते सूर्यापेक्षा दहापट अधिक प्रचंड होते. त्यांच्या प्रचंड आकारामुळे आणि तेजस्वीपणामुळे ते तीव्रतेने जगले आणि लवकर मरण पावले, विश्वात जड मूलद्रव्ये पेरली आणि नंतर आलेल्या आकाशगंगांसाठी मंच तयार केला. या पहिल्या पिढीला ओळखले जाणारे Population III तारे, महास्फोटानंतर काहीशे दशलक्ष वर्षांनी तयार झाले आणि ते आज प्रभावीपणे अदृश्य आहेत कारण ते इतके पूर्वी नाहीसे झाले.

आकाशगंगा उत्क्रांतीसाठी हे का महत्त्वाचे आहे

स्थानिक धातू-कमी O तारे ओळखून आणि त्यांच्या अतिनील स्पेक्ट्राचा अभ्यास करून, TEMPOS संघ एखाद्या संदर्भ ग्रंथालयासारखे काहीतरी एकत्र करत आहे, जवळपासच्या वस्तूंचा एक संच ज्यांचे मोजलेले वर्तन सर्वात पहिल्या तारा पिढीच्या प्रतिरूपांना माहिती देऊ शकते. सदृश ताऱ्यांवरून तयार केलेली प्रतिरूपे खगोलशास्त्रज्ञांना अशा ताऱ्यांबद्दल विचार करण्याचा मार्ग देतात ज्यांचे ते कधीही थेट निरीक्षण करू शकत नाहीत.

• Population III ताऱ्यांची उत्तम प्रतिरूपे: जवळपासचे धातू-कमी O तारे वस्तुमान, तापमान आणि वस्तुमान-हानी दरांसाठी मोजता येण्याजोगे मानदंड पुरवतात जे पहिल्या तारा पिढीपर्यंत विस्तारित करता येतात.
• आकाशगंगा एकत्र येण्याचे स्पष्ट चित्र: प्रचंड तारे तारा निर्मितीसाठी उपलब्ध वायू नियंत्रित करत असल्याने, त्यांचे वर्तन आकाशगंगा कधी आणि कुठे नवीन तारे तयार करतात हे घडवते.
• दूरच्या निरीक्षणांचे सुधारित अर्थ लावणे: जेव्हा हबल आणि त्याचे उत्तराधिकारी दूरच्या आकाशगंगांचा प्रकाश टिपतात, तेव्हा TEMPOS ने माहिती दिलेली प्रतिरूपे काय दिसत आहे हे स्पष्ट करण्यास मदत करतात.
• विश्वाच्या काळावर सेतू: हे सर्वेक्षण आज सूक्ष्म तपशीलात अभ्यासता येणाऱ्या ताऱ्यांना विश्वाच्या पहिल्या आकाशगंगा घडवणाऱ्या पोहोचू न शकणाऱ्या ताऱ्यांशी जोडते.

पुढील वाट

TEMPOS डेटासेटचा वापर अधिक सखोल खगोलभौतिक अभ्यासासाठी पात्र तारे वेगळे करण्यासाठी केला जात आहे, आणि प्रत्येक नवीन लक्ष्य प्रचंड, धातू-कमी तारे कसे वागतात याच्या वाढत्या सूक्ष्म चित्रात तपशील जोडते. हे काम केवळ दूरच्या भूतकाळाबद्दलची उत्सुकता तृप्त करत नाही; तर हबलच्या संग्रहांपासून भविष्यातील वेधशाळांपर्यंत, प्रत्येक नवीन डीप-फील्ड प्रतिमेचा अर्थ लावण्यासाठी खगोलशास्त्रज्ञ वापरत असलेली सैद्धांतिक साधनेही ते तीक्ष्ण करते.

सुरुवातीचे विश्व आपल्या कल्पनेत एक विचित्र ठिकाण राहते, प्रचंड, अल्पायुषी ताऱ्यांचे विश्व ज्यांच्या स्फोटांनी तरुण आकाशगंगा उजळल्या आणि त्यांच्या आसपासचा वायू समृद्ध केला. टेलफोर्ड आणि तिचे सहकारी त्या विचित्रतेला वाचनीय बनवण्यासाठी काम करत आहेत, तारा-तारा करून, आकाशगंगा आकार घेण्याच्या खूप आधी संपलेल्या विश्व-इतिहासाच्या एका प्रकरणाची पुनर्रचना करण्यासाठी सर्वात जवळचे उपलब्ध सदृश वापरून.

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