खगोलविदों ने अब तक देखी गई कुछ सबसे प्राचीन आकाशगंगाओं, जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (जेडब्ल्यूएसटी) द्वारा देखे गए तथाकथित “छोटे लाल बिंदु” में से अब तक का सबसे बड़ा नमूना इकट्ठा करके “ब्रह्मांड विज्ञान को बचाया” हो सकता है।
इस शोध के पीछे की टीम ने अपने नमूने में अधिकांश प्राचीन आकाशगंगाओं को पाया – जो बिग बैंग के 1.5 अरब साल पहले अस्तित्व में थीं – तेजी से भोजन करने वाले, या “अभिवृद्धि,” सुपरमैसिव ब्लैक होल की मेजबानी करती प्रतीत होती हैं।
शोध से उन दावों पर विराम लग जाना चाहिए कि JWST ने आश्चर्यजनक रूप से चमकीली शुरुआती आकाशगंगाओं का पता लगाकर “ब्रह्मांड विज्ञान को तोड़ दिया है” जिसमें ब्रह्मांड के इतिहास की इतनी शुरुआत में अपेक्षा से अधिक तारे शामिल थे। इसके बजाय, इस नए सर्वेक्षण से पता चलता है कि इन छोटे लाल बिंदुओं से अधिकांश प्रकाश उनके दिलों में दावत करने वाले ब्रह्मांडीय टाइटन्स द्वारा उत्पन्न अशांत स्थितियों से आता है।
“हम वस्तुओं की इस नई आबादी से भ्रमित हैं जो JWST ने पाई है। हम कम रेडशिफ्ट पर उनके अनुरूप नहीं देखते हैं [corresponding to smaller distances]कोल्बी कॉलेज के टीम लीडर डेल कोसेवस्की ने एक बयान में कहा, यही कारण है कि हमने उन्हें JWST से पहले नहीं देखा था।
“इन छोटे लाल बिंदुओं की प्रकृति को निर्धारित करने की कोशिश करने के लिए पर्याप्त मात्रा में काम किया जा रहा है और क्या उनका प्रकाश बढ़ते ब्लैक होल पर हावी है।”
JWST के साथ लाल देखना
2022 में अपनी खोज के बाद, खगोलविदों को पहले से ही पता था कि JWST के छोटे लाल बिंदु एक नई आकाशगंगा प्रकार का प्रतिनिधित्व करते हैं जिसे पहले कभी नहीं देखा गया था। वे इस बात से भी चकित थे कि प्रारंभिक ब्रह्मांड में ये आकाशगंगाएँ कितनी सामान्य प्रतीत होती थीं।
टीम ने JWST सर्वेक्षण CEERS (कॉस्मिक इवोल्यूशन अर्ली रिलीज़ साइंस), JADES (JWST एडवांस्ड डीप एक्स्ट्रागैलेक्टिक सर्वे), NGDEEP (नेक्स्ट जेनरेशन डीप एक्स्ट्रागैलेक्टिक एक्सप्लोरेटरी पब्लिक) और से डेटा का उपयोग करके “छोटी लाल बिंदु” आकाशगंगाओं का अपना बड़ा नमूना शामिल किया। रूबीज़ (रेड अननोन्स: ब्राइट इन्फ्रारेड एक्स्ट्रागैलेक्टिक सर्वे)।
इस छोटे लाल बिंदु अनुसंधान के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण RUBIES परियोजना का डेटा था जिसे उपयुक्त नाम दिया गया था।
इससे टीम को पता चला कि उनकी लगभग 70 प्रतिशत नमूना आकाशगंगाओं में 2 मिलियन मील प्रति घंटे (1,000 किलोमीटर प्रति सेकंड) की गति से गैस घूमने के प्रमाण मिले हैं। यह गैस और धूल के एक चपटे बादल का एक स्पष्ट संकेत है जिसे एक अभिवृद्धि डिस्क कहा जाता है जो केंद्रीय गैलेक्टिक क्षेत्र में एक सुपरमैसिव ब्लैक होल को सक्रिय गैलेक्टिक न्यूक्लियस (एजीएन) के रूप में जाना जाता है।
छोटी लाल बिंदु वाली आकाशगंगाओं का कुछ रंगीकरण “रेडशिफ्ट” नामक घटना के कारण होता है। जैसे ही आकाशगंगा से प्रकाश पृथ्वी की ओर बढ़ता है, ब्रह्मांड का विस्तार इसकी तरंग दैर्ध्य को बढ़ाता है, साथ ही इसकी आवृत्ति भी कम करता है।
यह प्रकाश को विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के “लाल सिरे” की ओर स्थानांतरित कर देता है। प्रकाश जितनी लंबी यात्रा करेगा, यह रेडशिफ्ट प्रभाव उतना ही अधिक तीव्र होगा। इस प्रकार, प्राचीन आकाशगंगाओं को “उच्च रेडशिफ्ट आकाशगंगाओं” के रूप में वर्णित किया गया है।
कई अरब वर्षों तक यात्रा करने के बाद, प्रकाश निकट-अवरक्त या इन्फ्रारेड तरंग दैर्ध्य में स्थानांतरित हो जाता है, जो तरंग दैर्ध्य हैं जिन्हें देखने के लिए JWST को डिज़ाइन किया गया है।
टीम के सदस्य और ऑस्टिन में टेक्सास विश्वविद्यालय के शोधकर्ता स्टीवन फिंकेलस्टीन ने कहा, “मेरे लिए सबसे रोमांचक चीज रेडशिफ्ट वितरण है। ये वास्तव में लाल, उच्च-रेडशिफ्ट स्रोत मूल रूप से बिग बैंग के बाद एक निश्चित बिंदु पर मौजूद रहना बंद कर देते हैं।” “यदि वे ब्लैक होल विकसित कर रहे हैं, और हमें लगता है कि उनमें से कम से कम 70% हैं, तो यह प्रारंभिक ब्रह्मांड में अस्पष्ट ब्लैक होल विकास के युग का संकेत देता है।”
सुपरमैसिव ब्लैक होल को खिलाने के लिए कॉस्मोलॉजी ठीक है
जब से JWST ने इन प्राचीन छोटे लाल बिंदुओं का पता लगाना शुरू किया है तब से आपने ऐसी सुर्खियाँ पढ़ी होंगी जिनमें कहा गया है कि “ब्रह्मांड विज्ञान टूट गया है”।
ऐसा इसलिए है क्योंकि वैज्ञानिक इस बारे में अपना सिर खुजा रहे हैं कि शुरुआती आकाशगंगाओं में इतनी बड़ी संख्या में तारकीय आबादी कैसे विकसित हुई कि वे इतनी रोशनी निकाल सकें, जबकि 13.8 बिलियन वर्ष पुराना ब्रह्मांड अपनी वर्तमान आयु के 12% से अधिक नहीं था। यह खोज उस पहेली को समझाने में मदद कर सकती है।
लाखों या अरबों सूर्यों के बराबर द्रव्यमान वाले सुपरमैसिव ब्लैक होल के अविश्वसनीय गुरुत्वाकर्षण प्रभाव से अभिवृद्धि डिस्क में उत्पन्न अशांति के कारण एजीएन बेहद उज्ज्वल हैं।
इस प्रकार, इन आकाशगंगाओं से अधिकांश प्रकाश ब्लैक होल-संचालित एजीएन को खिलाने से आ सकता है, तारों से नहीं। इसका मतलब है कि छोटी लाल आकाशगंगाओं में तारों की आबादी उनकी चमक को समझाने के लिए बहुत अधिक नहीं होनी चाहिए।
टीम के सदस्य और ऑस्टिन में टेक्सास विश्वविद्यालय के वैज्ञानिक एंथनी टेलर ने कहा, “इस तरह आप ब्रह्मांड-तोड़ने वाली समस्या को हल कर सकते हैं।”
हालाँकि, इसका मतलब यह नहीं है कि छोटे लाल बिंदुओं के बारे में सभी प्रश्नों का समाधान कर दिया गया है। एक रहस्य जो कायम है वह स्थानीय ब्रह्मांड में इन छोटे लाल बिंदुओं के समान कम लाल स्थानांतरित आकाशगंगाओं की अनुपस्थिति है।
एक संभावित स्पष्टीकरण आकाशगंगाओं का “अंदर से बाहर” विकास हो सकता है।
किसी आकाशगंगा के भीतर तारे का निर्माण उसके हृदय से उसके बाहरी इलाके तक फैलता है। इसका मतलब है कि जैसे-जैसे आकाशगंगा की उम्र बढ़ती जा रही है, सितारों की सुपरनोवा मौतें केंद्रीय बढ़ते सुपरमैसिव ब्लैक होल के आसपास कम और कम गैस जमा कर रही हैं। इसका मतलब है कि समय के साथ, एजीएन आसपास की घनी गैस और धूल से कम अस्पष्ट हो जाता है। जैसे ही ब्लैक होल अपने कोकून को छोड़ता है, अपने द्वारा छोड़े गए प्लाज्मा के शक्तिशाली जेट के साथ पदार्थ को दूर धकेलता है, आकाशगंगा नीली तरंग दैर्ध्य और कम लाल तरंगों में उज्जवल हो जाती है, इस प्रकार अपनी छोटी लाल बिंदु स्थिति खो देती है।
छोटे लाल बिंदुओं के कारण एजीएन के अस्पष्ट होने के विचार का समर्थन यह तथ्य भी करता है कि ये प्राचीन आकाशगंगाएँ उच्च-ऊर्जा एक्स-रे प्रकाश में मंद हैं। यह आकाशगंगा के करीब सुपरमैसिव ब्लैक होल को खिलाने का मामला नहीं है जो एक्स-रे में उज्ज्वल हैं।
ऐसा इसलिए हो सकता है क्योंकि गैस और धूल के घने बादल एक्स-रे को अवशोषित करने में सक्षम होते हैं, जिससे इस उच्च-ऊर्जा प्रकाश के उत्सर्जन में बाधा आती है। इस प्रकार, छोटे लाल बिंदुओं से एक्स-रे की कमी घने-कवर वाले ब्लैक होल का संकेत दे सकती है।
टीम अब छोटी लाल बिंदु वाली आकाशगंगाओं को बेहतर ढंग से समझने के लिए कई तरीकों का अनुसरण करेगी। इसमें मध्य-अवरक्त प्रकाश में आकाशगंगाओं के उनके नमूने की जांच शामिल होगी।
छोटे लाल बिंदुओं का गहरा दृश्य और सावधानीपूर्वक चयनित अनुवर्ती अवलोकन अंततः इन चुनौतीपूर्ण प्राचीन आकाशगंगाओं के रहस्य को सुलझाने में मदद कर सकते हैं।
कोसेव्स्की ने कहा, “छोटे लाल बिंदुओं के जटिल गुणों को समझाने के लिए हमेशा दो या दो से अधिक संभावित तरीके होते हैं।” “यह मॉडलों और अवलोकनों के बीच एक निरंतर आदान-प्रदान है, जो दोनों के बीच अच्छी तरह से संरेखित होता है और जो संघर्ष करता है, उसके बीच संतुलन ढूंढता है।”
टीम के नतीजे मंगलवार (15 जनवरी) को नेशनल हार्बर, मैरीलैंड में अमेरिकन एस्ट्रोनॉमिकल सोसाइटी की 245वीं बैठक में प्रस्तुत किए गए और उन्हें द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल में प्रकाशन के लिए स्वीकार कर लिया गया है।
