यूक्लिड स्पेस टेलीस्कोप ने संयोग से, अपनी पहली आइंस्टीन रिंग की खोज की है, और यह बिल्कुल आश्चर्यजनक है। अपनी सौंदर्य अपील से परे, इस पूरी तरह से गोलाकार आइंस्टीन रिंग ने शोधकर्ताओं को लगभग 600 मिलियन प्रकाश-वर्ष दूर एक आकाशगंगा के दिल में अंधेरे मामले को “वजन” करने की अनुमति दी है।
यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी (ईएसए) अंतरिक्ष यान, जो जुलाई 2023 में लॉन्च किया गया था, ने अपने पहले मजबूत गुरुत्वाकर्षण लेंस को देखा क्योंकि यह अब तक बनाए गए ब्रह्मांड से बना सबसे सटीक 3 डी मानचित्र का निर्माण करना शुरू कर दिया।
नक्शा 10 बिलियन वर्षों के ब्रह्मांडीय इतिहास में वापस आ जाएगा, जिससे वैज्ञानिकों को डार्क यूनिवर्स के रहस्यों की जांच करने में मदद मिलेगी: डार्क मैटर एंड डार्क एनर्जी। इसलिए यूक्लिड का अनौपचारिक उपनाम “द डार्क यूनिवर्स डिटेक्टिव।”
प्रश्न में गुरुत्वाकर्षण लेंस गैलेक्सी एनजीसी 6505 है, जो लगभग 590 मिलियन प्रकाश-वर्ष दूर स्थित है। हालांकि यह एक अविश्वसनीय दूरी की तरह लगता है, यह वास्तव में एक गुरुत्वाकर्षण लेंस के लिए अपेक्षाकृत करीब है।
टीम के सदस्य और नेशनल इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोफिजिक्स के शोधकर्ता मासिमो मेनेगेट्टी ने एक बयान में कहा, “यूक्लिड द्वारा खोजे गए इस पहले मजबूत गुरुत्वाकर्षण लेंस में अद्वितीय विशेषताएं हैं।” “यह वास्तव में हमारे लिए अपेक्षाकृत एक आकाशगंगा को खोजने के लिए दुर्लभ है, जैसे कि यह एनजीसी कैटलॉग (नई गैलेक्सी कैटलॉग) में पाया गया, जो पास की आकाशगंगाओं के कैटलॉग में से एक है जो एक मजबूत गुरुत्वाकर्षण लेंस के रूप में कार्य करता है।”
मिल्की वे के इतने करीब आकाशगंगाएं आम तौर पर कई छवियों को बनाने के लिए पर्याप्त रूप से पृष्ठभूमि स्रोतों की रोशनी पर ध्यान केंद्रित करने में सक्षम नहीं होती हैं – अर्थात्, जब तक कि वे अपने केंद्रीय क्षेत्रों में भारी मात्रा में पदार्थ न हों।
यूक्लिड द्वारा देखी जाने वाली सही आइंस्टीन रिंग बनाने वाली रोशनी बहुत अधिक दूर की आकाशगंगा से आती है। यह इतना दूर है कि यह लगभग 4.4 बिलियन वर्षों से हमारे लिए यात्रा कर रहा है, जिसका अर्थ है कि जब उसने अपना स्रोत छोड़ दिया, तो सौर मंडल लगभग 200 मिलियन वर्ष पुराना था।
इस शोध के पीछे की टीम ने अपने खोजकर्ता, खगोलशास्त्री ब्रूनो अल्टिएरी के बाद इसे “अल्टिएरी के लेंस” का नाम दिया है।
“एनजीसी 6505 की तरह पूर्ण आइंस्टीन के छल्ले का गठन एक और भी दुर्लभ घटना है क्योंकि इसके लिए आवश्यक है कि लेंस गैलेक्सी और स्रोत आकाशगंगा पूरी तरह से हमारी दूरबीन के साथ संरेखित हैं,” मेनेगेटी ने जारी रखा। “इन कारणों से, हम एनजीसी 6505 जैसे कई लेंसों का निरीक्षण करने के लिए यूक्लिड की उम्मीद नहीं करते हैं।
“यहां तक कि आकाश के बड़े क्षेत्र को देखते हुए, जो मिशन के दौरान कवर किया जाएगा, हम इस तरह के अधिकांश 20 लेंसों पर खोज करने में सक्षम होने की उम्मीद करते हैं।”
आइंस्टीन के छल्ले क्या हैं?
आइंस्टीन रिंग्स ने इतिहास के सबसे प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानी के साथ अपना नाम साझा किया क्योंकि वे आइंस्टीन के 1915 के सामान्य सापेक्षता के एक तत्व से निकलते हैं, जिसे “गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग” कहा जाता है।
गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग के परिणामस्वरूप, जैसा कि ऊपर बताया गया है, एक एकल पृष्ठभूमि प्रकाश उत्सर्जक शरीर यूक्लिड जैसे दूरबीन द्वारा ली गई एक ही छवि में कई स्थानों पर दिखाई दे सकता है। ये ऑब्जेक्ट आइंस्टीन के छल्ले, आइंस्टीन क्रॉस और यहां तक कि दुर्लभ आइंस्टीन ज़िग-ज़ैग जैसी व्यवस्था बना सकते हैं।
एनजीसी 6505 गुरुत्वाकर्षण लेंस को जुलाई 2023 के लॉन्च के दो महीने बाद और इसके मिशन सत्यापन चरण के दौरान, यूक्लिड द्वारा देखे गए आकाश के पहले पैच में से एक में संयोग से खोजा गया था।
जैसा कि ऊपर बताया गया है, एक पृष्ठभूमि स्रोत से प्रकाश का वितरण आंतरिक रूप से गुरुत्वाकर्षण लेंस के द्रव्यमान से बंधा हुआ है, इस मामले में, एनजीसी 6505।
इसका मतलब है कि इस आइंस्टीन रिंग का उपयोग उस आकाशगंगा के बड़े पैमाने पर वितरण की जांच के रूप में किया जा सकता है, जिसमें इसके अन्यथा अदृश्य अंधेरे पदार्थ का द्रव्यमान भी शामिल है।
इसके अतिरिक्त, क्योंकि Altieri के लेंस में NGC 6505 से छोटा त्रिज्या है, टीम गैलेक्सी के केंद्रीय क्षेत्रों की रचना और संरचना की जांच करने में सक्षम थी, जहां यह सितारों पर हावी है और जहां डार्क मैटर कम प्रमुख है।
“चूंकि गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग द्रव्यमान को मापने के लिए सबसे सटीक विधि है, आइंस्टीन रिंग मॉडल और आकाशगंगा में सितारों के वितरण को मिलाकर, हम यह मापने में सक्षम थे कि लेंस के केंद्र में अंधेरे पदार्थ से बना द्रव्यमान का अंश केवल है। 11 प्रतिशत, “बोलोग्ना विश्वविद्यालय से टीम के सदस्य Giulia Despali ने कहा। “हमें याद है कि डार्क मैटर हमारे ब्रह्मांड में कुल मामले का लगभग 85 प्रतिशत है, इसलिए आकाशगंगाओं के मध्य क्षेत्र वास्तव में अजीब हैं।”
टीम एनजीसी 6505 के गुणों को ठीक से मापने में सक्षम थी। इससे एक जटिल संरचना का पता चला जो केंद्र से दूरी के साथ भिन्न होता है। वे उच्च-द्रव्यमान सितारों के लिए कम-द्रव्यमान सितारों के अनुपात का अनुमान लगाने में भी सक्षम थे, एक गुणवत्ता जिसे प्रारंभिक द्रव्यमान फ़ंक्शन कहा जाता है।
“नई यूक्लिड अवलोकन, इसलिए, हमें अंधेरे ब्रह्मांड और आकाशगंगाओं के गठन और विकास की प्रक्रियाओं के बारे में अधिक समझने में मदद करते हैं,” डेस्पली ने जारी रखा।
इस परफेक्ट आइंस्टीन रिंग जैसी छवियां मजबूत गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग की अभिव्यक्तियाँ हैं, लेकिन आगे बढ़ते हुए, यूक्लिड डार्क यूनिवर्स का अध्ययन करने के लिए “कमजोर गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग” के मामूली गुरुत्वाकर्षण विरूपण का उपयोग करेगा।
हालांकि यूक्लिड को अल्टिएरी के लेंस जैसे लगभग 20 मजबूत गुरुत्वाकर्षण लेंस की घटनाओं को उजागर करने की उम्मीद है, अंतरिक्ष दूरबीन को आकाश के 14,000 वर्ग डिग्री में एक सौ हजार से अधिक अन्य गुरुत्वाकर्षण लेंस खोजने की उम्मीद है जो अपने मिशन के दौरान देखेगा।
परिणाम स्थानीय ब्रह्मांड से विभिन्न दूरी पर आकाशगंगाओं और आकाशगंगा समूहों में दिखाई देने वाले और अंधेरे दोनों के वितरण का एक विस्तृत नक्शा होगा। इस प्रकार, यूक्लिड डार्क मैटर और डार्क एनर्जी दोनों के समय के साथ प्रकृति और विकास का अध्ययन करने में मदद करेगा।
टीम का शोध सोमवार (10 फरवरी) को एस्ट्रोनॉमी एंड एस्ट्रोफिजिक्स पत्रिका में प्रकाशित किया गया था।
