ஜேம்ஸ் வெப் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க அளவில் பழமையான தொடக்கக் கால விண்மீன் கூட்டத்தை கண்டறிந்தது

பிரபஞ்சத்தின் உருவாக்கக் காலத்தைச் சேர்ந்த ஒரு விண்மீன் கூட்டத்தின் அரிய பார்வை

ஜேம்ஸ் வெப் விண்வெளி தொலைநோக்கியைப் பயன்படுத்திய வானியலாளர்கள், ஆரம்பப் பிரபஞ்சத்தில் இதுவரை காணப்பட்ட மிகப் பழமையான இரசாயன அமைப்புடைய விண்மீன் கூட்டம் என அவர்கள் விவரிக்கும் ஒன்றை அடையாளம் கண்டுள்ளனர். LAP1-B என அறியப்படும் இந்தப் பொருள், பெரும் வெடிப்புக்குப் பிறகு சுமார் 800 மில்லியன் ஆண்டுகள் கழித்து, வானியலாளர்கள் ரீஅயனிகரண காலம் (Epoch of Reionization) என்று அழைக்கும் யுகத்தில் இருந்தது. அந்த காலம், பிரபஞ்சத்தின் நீண்ட “இருண்ட யுகங்கள்” முதல் முதல் தலைமுறை நட்சத்திரங்களும் விண்மீன் கூட்டங்களும் ஒளியூட்டத் தொடங்கிய ஒரு பிரபஞ்சத்துக்கான மாற்றத்தைக் குறிக்கிறது.

இந்தக் கண்டுபிடிப்பு முக்கியமானது, ஏனெனில் இரசாயனம் என்பது பிரபஞ்ச வரலாற்றின் ஒரு பதிவாகும். பெரும் வெடிப்புக்குப் பிறகான உடனடி காலத்தில், பிரபஞ்சத்தில் பெரும்பாலும் ஹைட்ரஜனும் ஹீலியமும் இருந்தன. கார்பன், ஆக்சிஜன் போன்ற கனமான தனிமங்கள் பின்னர் நட்சத்திரங்களின் உள்ளே உருவாகி, சூப்பர்நோவா வெடிப்புகள் மூலம் பரவ வேண்டியிருந்தது. ஆகவே, மிகக் குறைந்த உலோக உள்ளடக்கம் கொண்ட ஒரு விண்மீன் கூட்டம், நட்சத்திரத் தலைமுறைகள் தங்களின் சுற்றுப்புறத்தை செழுமைப்படுத்த அதிக நேரம் பெறுவதற்கு முன்பான, தொடக்கத்துக்கு நெருக்கமான வளர்ச்சி நிலையைக் கண்டறிய ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு ஒரு சாளரத்தை வழங்குகிறது.

வழங்கப்பட்ட மூலப் பொருளின்படி, கனசாவா பல்கலைக்கழகத்தின் இணைப் பேராசிரியர் கிமிஹிகோ நகாஜிமா தலைமையிலான ஒரு சர்வதேச ஆராய்ச்சி குழு, LAP1-B-ஐ விவரிக்க வெப்பின் ஸ்பெக்ட்ரோமீட்டர்களையும் ஈர்ப்பு லென்சிங்கின் இயற்கை பெருக்கத்தையும் பயன்படுத்தியது. அவர்களின் ஆய்வு மே 13 அன்று Nature இதழில் வெளியானது. இதுவரை காணப்பட்ட ஆரம்பப் பிரபஞ்சத்தின் மிகக் குறைந்த உலோக உள்ளடக்கம் கொண்ட விண்மீன் கூட்டம் LAP1-B என அந்தக் குழு முடிவுசெய்தது.

“உலோகக் குறைவு” ஏன் இத்தனை முக்கியமான குறிப்பு

வானியலில், “உலோகங்கள்” என்பது ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஹீலியத்தை விட கனமான கிட்டத்தட்ட அனைத்து தனிமங்களையும் குறிக்கும். இத்தனிமங்கள் கோள்கள் மற்றும் உயிருடன் தொடர்புடைய இரசாயனச் செயல்முறைகள் உட்பட, பின்னைய பிரபஞ்சச் சிக்கல்களுக்கு அத்தியாவசியமானவை. ஆனால் பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்ப காலங்களில், அவை மிக அரிதாக இருந்தன அல்லது இல்லவே இல்லை. அதனால் உலோகக் குறைவான விண்மீன் கூட்டங்கள் குறிப்பாக மதிப்புமிக்கவை: அவை முதல் நட்சத்திரங்கள், பொதுவாக Population III நட்சத்திரங்கள் என்று அழைக்கப்படுபவை, உருவான சூழலை ஒத்த நிலைமைகளைப் பாதுகாத்திருக்கலாம்.

மூலப் பிரபஞ்சத்திலிருந்து நட்சத்திர நியூக்ளியோசிண்தசிஸால் வடிவமைக்கப்பட்ட பிரபஞ்சத்துக்கான மாற்றத்தை நேரடியாகக் காண ஆராய்ச்சியாளர்கள் நீண்ட காலமாக விரும்பி வந்துள்ளனர். LAP1-B மட்டும் Population III நட்சத்திரங்கள் கண்டறியப்பட்டதை உறுதிப்படுத்துவதில்லை. ஆனால் அந்த எல்லைக்குச் சமீபமான ஒரு வலுவான அவதானிப்பு ஆதாரத்தை அது வழங்குகிறது. ஒரு விண்மீன் கூட்டத்தில் இரசாயனச் செழுமை எவ்வளவு குறைவாக இருக்கிறதோ, அவ்வளவு அருகில் வானியலாளர்கள் முதல் நட்சத்திரங்களின் வாரிசுகளை கொண்டிருக்கக் கூடிய அல்லது அவற்றின் தடங்களை இன்னும் மங்கலாகச் சுமந்து நிற்கும் அமைப்புகளைப் பிடிக்க முடியும்.

வெளிப்படுத்தப்பட்ட மூல உரை, வெப்பின் அகச்சிவப்பு கருவிகளே இந்தப் பணியை சாத்தியமாக்குகின்றன என்பதை வலியுறுத்துகிறது. மிகத் தொலைவில் உள்ள விண்மீன் கூட்டங்களில் இருந்து வரும் ஒளி, பிரபஞ்சம் விரிவடைவதால் நீள்கிறது, அல்லது சிவப்பு இடப்பெயர்வு பெறுகிறது. அந்த ஒளி பூமியை அடையும் போது, முன்பு காட்சியளித்த அலைநீளங்கள் பழைய கண்காணிப்பு நிலையங்களின் திறன்களைக் கடந்து இருக்கலாம். வெப் அந்தச் சிக்கலுக்காகவே வடிவமைக்கப்பட்டது, மேலும் அதன் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபிக் திறன்கள் ஆராய்ச்சியாளர்களை கண்டறிதலைத் தாண்டி இயற்பியல் பண்புகளை விவரிக்கும் நிலைக்கு கொண்டு செல்கின்றன.

வெப்பும் ஈர்ப்பு லென்சிங்கும் எவ்வாறு இணைந்து செயல்பட்டன

LAP1-B ஒரு அதிவீனமான விண்மீன் கூட்டமாக விவரிக்கப்படுகிறது; அதாவது வெப் போன்ற சக்திவாய்ந்த தொலைநோக்கி இருந்தாலும் அதைப் படிப்பது கடினமாக இருக்கும். எனவே ஆராய்ச்சி குழு ஈர்ப்பு லென்சிங்கை நம்பியது; அதில் முன்னணியில் உள்ள ஒரு விண்மீன் கூட்டக் குழுமத்தின் நிறை, மேலும் தொலைவில் உள்ள இலக்கிலிருந்து வரும் ஒளியைப் பெருக்க பயன்படுத்தப்பட்டது. பிரபஞ்சக் காலத்தின் இன்னும் ஆழத்துக்குள் அவதானிப்புகளை தள்ளிச் செல்ல இந்த நுட்பம் மிகவும் பயனுள்ள வழிகளில் ஒன்றாக மாறியுள்ளது.

லென்சிங் மற்றும் அகச்சிவப்பு ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபியின் இந்த இணைவு, வெப்பை ஒரு கூர்மையான கேமராவை விட அதிகமானதாக மாற்றுகிறது. அது ஆரம்ப கால விண்மீன் கூட்டங்களின் இரசாயன மற்றும் கட்டமைப்பு வளர்ச்சியை மீண்டும் அமைக்கும் ஒரு கருவியாக மாறுகிறது. LAP1-B குறித்து, இதன் பொருள் “சுவாரசியமான மங்கிய மூலம்” என்பதிலிருந்து அமைப்பு மற்றும் வளர்ச்சி நிலை குறித்து இன்னும் உறுதியான கூற்றை வழங்கும் அளவிற்கு தகவலைப் பெறுவதாக இருந்தது.

பரந்த விளைவு என்னவெனில், இப்போது வானியலாளர்கள் ஆரம்பப் பிரபஞ்ச ஆய்வுகளை வயது அல்லது பிரகாசத்தால் மட்டுமன்றி, இரசாயனத்தின் அடிப்படையிலும் வகைப்படுத்தக்கூடிய ஒரு கட்டத்துக்குள் நுழையக்கூடும். இது ஒரு பெரிய மாற்றம். இது ஓரளவு முன்னேறிய அண்டைவட்டங்களுடன் பழமையான விண்மீன் கூட்டங்களை ஒப்பிட்டு, காலப்போக்கில் முதல் விண்மீன் சூழலங்கள் எப்படி மாறின என்பதை இன்னும் விரிவாகப் புரிந்துகொள்ளும் வாய்ப்பை திறக்கிறது.

ஆரம்பப் பிரபஞ்ச ஆராய்ச்சிக்கான இதன் பொருள்

LAP1-B-ன் முக்கியத்துவம் அது பழமையானது என்பதிலேயே மட்டுமல்ல. வெப் ஏற்கனவே பிரபஞ்ச வரலாற்றின் முதல் ஒரு பில்லியன் ஆண்டுகளுக்குள் இருந்த பல விண்மீன் கூட்டங்களை அவதானித்துள்ளது. இங்குள்ள வேறுபட்ட முடிவு என்னவெனில், அந்த காலத்திற்குள்ளும் இந்த விண்மீன் கூட்டம் கனமான தனிமங்களில் குறிப்பிடத்தக்க அளவு குறைவாகத் தெரிகிறது. இதனால், பின்னர் வந்த தலைமுறைகளின் நட்சத்திரங்கள், கோள்கள் மற்றும் இறுதியில் உயிரியல் ஆகியவற்றுக்குத் தேவையான பொருட்களால் பிரபஞ்சத்தை முதல் நட்சத்திரங்கள் எப்படி விதைத்தன என்பதை விளக்கும் கோட்பாடுகளுக்கான முக்கிய இலக்காக இது அமைகிறது.

முதல் நட்சத்திரங்களைத் தேடவோ அல்லது குறைந்தபட்சம் அவை பிரபஞ்சத்தைச் செழுமைப்படுத்தத் தொடங்கிய தருணத்தைப் பார்க்கவோ வானியலாளர்கள் பல தசாப்தங்களாக நம்பி வந்ததாக மூல உரை குறிப்பிடுகிறது. LAP1-B போன்ற கண்டுபிடிப்புகள் அந்தத் தேடலை முடிக்கவில்லை, ஆனால் இடைவெளியைக் குறைக்கின்றன. ஒவ்வொரு இரசாயன ரீதியாக பழமையான அமைப்பும் நட்சத்திர உருவாக்கம், பின்னூட்டம் மற்றும் கிட்டத்தட்ட மூலநிலைச் சூழல்களில் விண்மீன் கூட்டக் கட்டுமானம் ஆகியவற்றுக்கான மாதிரிகளைச் சோதிக்கும் இன்னொரு எடுத்துக்காட்டை வழங்குகிறது.

வெப் காணக்கூடிய வானியலின் அளவையே எவ்வளவு வேகமாக மாற்றுகிறது என்பதையும் இது வலியுறுத்துகிறது. அதன் ஏவுதலுக்கு முன்பு, ரீஅயனிகரண காலம் பெரும்பாலும் ஏமாற்றமளிக்கும் தொலைவில், மாதிரிகளும் பகுதி அவதானிப்புகளும் கொண்டு ஊகிக்கப்பட்ட ஒன்றாகவே பேசப்பட்டது. வெப் அந்தக் காலத்தை மேலும் அனுபவபூர்வமான துறையாக மாற்றுகிறது; அங்கு விண்மீன் கூட்டங்களின் இரசாயனம், அமைப்பு மற்றும் சூழலை அதிக துல்லியத்துடன் அளக்க முடிகிறது.

எதிர்கால அவதானிப்புகளில் LAP1-B போன்ற இன்னும் பல அமைப்புகள் கண்டறியப்பட்டால், ஆரம்ப விண்மீன் கூட்டங்கள் எங்கே இருந்தன என்பதைக் காட்டிலும், அவற்றின் வளர்ச்சிப் பாதைகள் எவ்வளவு வேறுபட்டிருந்தன என்பதையும் வானியலாளர்கள் வரைபடமாக்க முடியும். இப்போதைக்கு, LAP1-B என்பது பின்னர் வந்த அனைத்திற்குமான மூலக் கூறுகளை உருவாக்கத் தொடங்கிய ஒரு இளைய பிரபஞ்சத்திலிருந்து வந்த ஒரு அசாதாரணமாகத் தெளிவான குறிகாட்டியாக நிற்கிறது.

இந்தக் கண்டுபிடிப்பு ஏன் தனித்துப் போகிறது

• LAP1-B பெரும் வெடிப்புக்குப் பிறகு சுமார் 800 மில்லியன் ஆண்டுகள் கழித்து இருந்தது.
• இதுவரை காணப்பட்ட ஆரம்பப் பிரபஞ்சத்தின் மிகக் குறைந்த உலோகச் சத்துள்ள விண்மீன் கூட்டமாக இந்தக் கூட்டம் விவரிக்கப்படுகிறது.
• இந்த முடிவு ஜேம்ஸ் வெப் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபியும் ஈர்ப்பு லென்சிங்கும் இரண்டையும் சார்ந்திருந்தது.
• இந்தக் கண்டுபிடிப்பு நட்சத்திர இரசாயனச் செழுமையின் விடியல் அருகிலுள்ள நிலைமைகளை வானியலாளர்கள் இன்னும் நெருக்கமாகப் பார்க்க உதவுகிறது.

இந்தக் கட்டுரை Live Science வெளியிட்ட செய்தியறிக்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டது. மூலக் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.