JWST తొలి విశ్వంలో గెలాక్సీలను నిలిపివేయగల అవుట్‌ఫ్లోను గుర్తించింది

యువ గెలాక్సీల్లో నక్షత్రాల రూపకల్పనను ముగించడంలో హింసాత్మక అవుట్‌ఫ్లోలు సహాయపడవచ్చని JWST నేర ఆధారాలను కనుగొంది

జేమ్స్ వెబ్ స్పేస్ టెలిస్కోప్ మరియు అటాకామా లార్జ్ మిల్లీమీటర్/సబ్‌మిల్లీమీటర్ అరేలను ఉపయోగించిన ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు, బిగ్ బ్యాంగ్ తర్వాత కేవలం 1 బిలియన్ సంవత్సరాల సమయంలో కనిపించిన ఒక గెలాక్సీ వ్యవస్థ నుంచి బయటకు దూసుకెళ్తున్నట్లు కనిపించే శక్తివంతమైన గ్యాస్ అవుట్‌ఫ్లోను పరిశీలించారు. CRISTAL-02 గా పిలవబడే ఈ లక్ష్యం, సుమారు సూర్యుని ద్రవ్యరాశికి 10 బిలియన్ రెట్లు ఉన్న నక్షత్ర ద్రవ్యరాశి కలిగిన విలీన వ్యవస్థ. పరిశోధకుల ప్రకారం, ఈ అవుట్‌ఫ్లో వ్యవస్థకు దాదాపు సమానంగా పొడవుగా ఉంది మరియు సెకనుకు వందల మైళ్ల వేగంతో అంతరిక్షంలోకి కదులుతోంది.

ఈ పరిశీలన ప్రాముఖ్యమైనది, ఎందుకంటే Webb లేవనెత్తిన అతిపెద్ద ప్రశ్నల్లో ఒకటికి దీర్ఘకాలంగా చర్చలో ఉన్న వివరణకు ఇది నేర మద్దతు ఇస్తోంది: తొలి విశ్వంలో కొన్ని గెలాక్సీలు ఎందుకు వేగంగా పెద్దవిగా ఎదిగి, ఆపై కొద్దికాలంలోనే నక్షత్రాల తయారీని ఎందుకు ఆపేశాయి. జూన్ 10న Monthly Notices of the Royal Astronomical Society లో ప్రచురితమైన ఈ కొత్త పని, గెలాక్టిక్ విలీనాలకు సంబంధించిన నక్షత్ర-ప్రేరిత గాలులు భవిష్యత్ నక్షత్రాల రూపకల్పనకు అవసరమైన గ్యాస్‌ను తొలగించగలవని లేదా భంగం చేయగలవని వాదిస్తోంది.

మొదటి బిలియన్ సంవత్సరాల నుంచి వచ్చిన ఒక పజిల్

Webb పదేపదే చూపించింది: యువ విశ్వం అనేక పరిశోధకులు ఊహించినదానికంటే మరింత పరిపక్వంగా ఉంది. బిగ్ బ్యాంగ్ తరువాత మొదటి బిలియన్ సంవత్సరాల్లోనే గెలాక్సీలు గణనీయమైన ద్రవ్యరాశిని కూడబెట్టుకున్నాయి. అంతే ఆశ్చర్యకరంగా, వాటిలో చాలావరకు నిశ్చలంగా కూడా మారిపోయాయి, అంటే వారి నక్షత్రాల రూపకల్పన గణనీయంగా మందగించింది లేదా పూర్తిగా ఆగిపోయింది, అది కూడా కేవలం సుమారు మరో బిలియన్ సంవత్సరాల తర్వాత మాత్రమే.

ఈ కలయిక కారణంగా ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు వేగవంతమైన వృద్ధి నుంచి క్రియారహిత స్థితికి గెలాక్సీలను త్వరగా మార్చగల యంత్రాంగాలను మరింత జాగ్రత్తగా పరిశీలిస్తున్నారు. గెలాక్టిక్ గాలులు దీర్ఘకాలంగా ఒక అభ్యర్థిగా పరిగణించబడ్డాయి. ఆలోచన సూటిగా ఉంది: ఒక గెలాక్సీ ఎక్కువ చల్లని గ్యాస్‌ను కోల్పోతే, లేదా ఆ గ్యాస్ వేడెక్కి, చెదరిపోయి, లేదా బయటకు తోసివేయబడితే, కొత్త నక్షత్రాలను నిర్మించడానికి అవసరమైన ముడి పదార్థం కనుమరుగవుతుంది. నిర్ధారించడం కష్టంగా ఉన్నది ఏమిటంటే, అలాంటి గాలులు బ్రహ్మాండ చరిత్ర మొదటి అధ్యాయంలో గెలాక్సీలను ఆకృతీకరించడానికి సరిపడా బలంగా, సరిపడా తొందరగా ఉన్నాయా అనే విషయం.

CRISTAL-02 పరిశోధకులకు ఖచ్చితంగా ఆ యుగంలోనే ఒక కేస్ స్టడీని ఇస్తుంది. విశ్వం కేవలం సుమారు 1 బిలియన్ సంవత్సరాల వయసులో ఉన్న సమయంలో ఈ వ్యవస్థను చూస్తున్నందున, ఇది యువ కాస్మోస్‌లో చురుకైన వృద్ధి నుంచి సంభావ్య నిలకడకు మార్పును చూడడానికి ఒక కిటికీని అందిస్తుంది.

విలీనాలు ఎందుకు ముఖ్యమవుతాయి

మూల పాఠ్యం CRISTAL-02 ను బహు-గెలాక్సీ ఢీకొన్న సంఘటన చివరి దశలలో ఉన్న గెలాక్టిక్ విలీనంగా వివరిస్తుంది. సాధారణంగా, విలీనాలు గ్యాస్‌ను కేంద్రీకరించగలవు, తీవ్ర నక్షత్రాల రూపకల్పన ఉద్ధృతులను ప్రేరేపించగలవు, మరియు వ్యవస్థ అంతర్గత గతిశీలతను కలతపెట్టగలవు. అదే పరిస్థితులు బలమైన ఫీడ్‌బ్యాక్‌ను కూడా ఉత్పత్తి చేయగలవు, వాటిలో పదార్థాన్ని బయటకు తీసుకెళ్లే గాలులు కూడా ఉన్నాయి.

కొత్త ఫలితాన్ని విశేషంగా 만드는 విషయం గ్యాస్ గెలాక్సీ వెలుపల ఉండటం మాత్రమే కాదు, ఆ ప్లూమ్ పెద్దదిగా మరియు వేగంగా ఉండటం కూడా. ఆ పరిమాణంలోని నిర్మాణం, ఈ అవుట్‌ఫ్లో ఒక చిన్న పక్క ప్రభావం కాదని సూచిస్తుంది. బదులుగా, అది వ్యవస్థ ఎలా అభివృద్ధి చెందుతుందనే దానికి కేంద్ర భాగం కావచ్చు. తగినంత గ్యాస్ తొలగించబడితే, తాత్కాలికంగా కార్యకలాపాన్ని పెంచే విలీనం, దానిని ముగించడంలో కూడా సహాయపడవచ్చు.

ఇది గెలాక్టిక్ ఢీకొన్న సంఘటనలను సాధారణ “రెండు చిన్న గెలాక్సీల నుంచి ఒక పెద్ద గెలాక్సీ” అనే చిత్రణకన్నా తక్కువ రొమాంటిక్‌గా చూపిస్తుంది. విలీనాలు ఇంకా పెద్ద నిర్మాణాలను నిర్మిస్తాయి, కానీ అవి తర్వాతి వృద్ధిని అణిచే పరిస్థితులను కూడా సృష్టించవచ్చు. ఆ అర్థంలో, ఒక భారీ గెలాక్సీని సమీకరించే అదే ప్రక్రియ, దానిని నిశ్శబ్దం చేయడంలో కూడా తోడ్పడవచ్చు.

పరికరాలు ఏమి అందించాయి

ఈ తరహా పనికి Webb మరియు ALMA పరస్పర పూరక సాధనాలు. Webb అసాధారణ సున్నితత్వంతో దూర విశ్వాన్ని పరిశీలించగలదు, అయితే ALMA మిల్లీమీటర్ మరియు సబ్‌మిల్లీమీటర్ తరంగదైర్ఘ్యాల్లో చల్లని గ్యాస్ మరియు ధూళిని అధ్యయనం చేయడంలో ప్రత్యేకంగా శక్తివంతమైనది. కలిసి, ఇవి ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలకు గెలాక్సీ నిర్మాణం, నక్షత్రాల రూపకల్పన, మరియు గ్యాస్ గమనాన్ని, కొన్ని సంవత్సరాల క్రితమే చాలా కష్టంగా విశ్లేషించగలిగిన వ్యవస్థల్లో, అనుసంధానించడానికి వీలు కల్పిస్తాయి.

శాస్త్రవేత్తలు ఆశ్చర్యకరమైన తొలి గెలాక్సీలను కేవలం జాబితా చేయడం నుంచి అవి ఎలా ఏర్పడి, ఎలా అభివృద్ధి చెందాయో వివరించడానికి మారుతున్న కొద్దీ ఈ కలయిక మరింత ముఖ్యమవుతోంది. అధిక రెడ్‌షిఫ్ట్ వద్ద అంతగా భారీగా మరియు స్పష్టంగా నిద్రావస్థలో ఉన్న అనేక వ్యవస్థలను కనుగొనడం ద్వారా Webb సమస్యను మరింత పదునుగా చేసింది. ఈ అధ్యయనం వంటి అనువర్తన పరిశీలనలు తదుపరి దశ: కేవలం అసాధారణాలను నివేదించడం కాకుండా భౌతిక యంత్రాంగాలను గుర్తించడం.

ఇది గెలాక్సీ పరిణామానికి ఏమి సూచించవచ్చు

తక్షణ సూచన ఏమిటంటే, నక్షత్ర-ప్రేరిత గాలులు బ్రహ్మాండ చరిత్రలో గెలాక్సీల quenching లో, ముందుగా గట్టిగా నిరూపించబడిన దానికంటే చాలా ముందుగానే, ప్రధాన పాత్ర పోషించగలవు. CRISTAL-02 విస్తృత జనాభాకు ప్రాతినిధ్యం వహిస్తే, విలీనాలకు సంబంధించిన హింసాత్మక అవుట్‌ఫ్లోలు Webb అంత తొందరగా ఎందుకు చురుకైన మరియు నిశ్చల గెలాక్సీల విభిన్న మిశ్రమాన్ని చూస్తోందో వివరిస్తాయి.

ఈ కనుగొనడం తొలి విశ్వంలోని “చనిపోయిన” గెలాక్సీలకు ఒకే రకమైన అసాధారణ వివరణ అవసరం లేదని కూడా సూచిస్తోంది. బదులుగా, వాటిలో కనీసం కొన్నైనా విలీన-ప్రేరిత పరిసరాల్లో ప్రత్యేకంగా తీవ్రంగా మారే ఫీడ్‌బ్యాక్ ప్రక్రియల ఫలితంగా ఉండవచ్చు. అది quenching ను ఒక అపవాదుగా కాకుండా, వేగవంతమైన తొలి వృద్ధిలో సహజ దశగా మార్చుతుంది.

Live Science నివేదిక, ఇటువంటి పరిశీలనలు పాలపుంత వంటి వ్యవస్థల దూర భవిష్యత్తు సహా, పెద్ద గెలాక్సీలు చివరికి ఎలా మందగిస్తాయో ఒక ముందస్తు చూపును అందించవచ్చని చెప్పి మరింత ముందుకు వెళ్తుంది. ఆ విస్తృత ఉపమానం వ్యాఖ్యాత్మకంగానే ఉన్నా, ప్రధాన పరిశీలన మరింత స్పష్టమైనది: ఒక యువ విలీనమవుతున్న గెలాక్సీ వ్యవస్థ, నక్షత్రాల కర్మాగారంగా కొనసాగడానికి అవసరమైన పదార్థాన్ని కోల్పోతున్నట్లు కనిపిస్తోంది.

వెబ్ యుగంలోని విస్తృత ప్రశ్న

ఈ ఫలితం దృష్టిని ఆకర్షించే ఒక కారణం, Webb కార్యకలాపాలు ప్రారంభమైన తర్వాత ఖగోళశాస్త్రంలో కనిపిస్తున్న పెద్ద సరళితో ఇది సరిపోవడం. టెలిస్కోప్ యొక్క అత్యంత ముఖ్యమైన సహాయాలలో చాలా వేరు వేరు కనుగొనడాలు కాకుండా, ఇప్పటికే ఉన్న నమూనాలపై ఒత్తిడి-పరీక్షలు. ఆశ్చర్యకరంగా భారీ ప్రారంభ గెలాక్సీలు, ప్రారంభ బ్లాక్ హోల్స్, మరియు పరిపక్వ రసాయన గుర్తుల పరిశీలనలు, బిగ్ బ్యాంగ్ తర్వాత నిర్మాణాలు ఎంత త్వరగా ఏర్పడ్డాయో, అంతర్గత ఫీడ్‌బ్యాక్ ఎంత సమర్థంగా పనిచేసిందో సిద్ధాంతకర్తలు సవరించడానికి నెట్టాయి.

CRISTAL-02 ఇప్పుడు ఆ సవరణ ప్రయత్నానికి మరొక డేటా పాయింట్‌ను జోడిస్తోంది. ఇది తొలి విశ్వం వేగవంతమైన సమీకరణ కాలమే కాకుండా, కొన్ని వ్యవస్థల్లో వేగవంతమైన నిలిపివేత కాలమూ అని సూచిస్తోంది, ఫీడ్‌బ్యాక్ ప్రక్రియలు తక్కువ సమయపరిమితిలోనే గెలాక్సీలను మళ్లీ ఆకృతీకరించగలవు.

ఇంకా పరిశీలనలు ఈ భారీ అవుట్‌ఫ్లోలు ఎంత సాధారణమో, మరియు Webb వెలికితీసిన నిశ్చల గెలాక్సీల జనాభాను రూపొందించడానికి అవి ఒంటరిగా సరిపోతాయో లేదో నిర్ధారిస్తాయి. కానీ నేర సాక్ష్యాల పరంగా చూస్తే, ఇది ఒక ముఖ్యమైన దశ: ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు ఒక యువ గెలాక్సీ వ్యవస్థ తనను ఒక నక్షత్ర కర్మాగారంగా నిలబెట్టుకోవడానికి అవసరమైన పదార్థాన్ని బయటకు విడుదల చేస్తున్నట్లు పట్టుకున్నారు.

ఈ వ్యాసం Live Science నివేదిక ఆధారంగా ఉంది. అసలు వ్యాసాన్ని చదవండి.