মহাজাগতিক ভোরের দিকে ফিরে তাকানো - জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা এ পর্যন্ত দেখা সবচেয়ে ক্ষীণ ছায়াপথ নিশ্চিত করেছেন

প্লেটো দ্বারা প্রকাশিত

অনুসরণকারী: 0

আমরা যে মহাবিশ্বে বাস করি তা একটি স্বচ্ছ, যেখানে তারা এবং গ্যালাক্সির আলো একটি পরিষ্কার, অন্ধকার পটভূমিতে উজ্জ্বল হয়ে ওঠে। তবে এটি সর্বদা এমন ছিল না - তার প্রথম বছরগুলিতে, মহাবিশ্ব হাইড্রোজেন পরমাণুর কুয়াশায় পূর্ণ ছিল যা প্রথম দিকের নক্ষত্র এবং ছায়াপথ থেকে আলোকে অস্পষ্ট করেছিল।

তারা এবং গ্যালাক্সির প্রথম প্রজন্মের তীব্র অতিবেগুনী আলো হাইড্রোজেন কুয়াশার মধ্য দিয়ে পুড়ে গেছে বলে মনে করা হয়, যা আমরা আজকে যা দেখছি তাতে মহাবিশ্বকে রূপান্তরিত করেছে। যদিও পূর্ববর্তী প্রজন্মের টেলিস্কোপগুলিতে সেই আদি মহাজাগতিক বস্তুগুলি অধ্যয়ন করার ক্ষমতার অভাব ছিল, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা এখন ব্যবহার করছেন জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপবিগ ব্যাং-এর অব্যবহিত পরে গঠিত নক্ষত্র এবং ছায়াপথগুলি অধ্যয়ন করার জন্য এর উচ্চতর প্রযুক্তি।

আমি আ জ্যোতির্বিজ্ঞানী যিনি দূরতম ছায়াপথ অধ্যয়ন করেন বিশ্বের সর্বাগ্রে স্থল- এবং স্থান-ভিত্তিক টেলিস্কোপ ব্যবহার করে মহাবিশ্বে। ওয়েব টেলিস্কোপ থেকে নতুন পর্যবেক্ষণ এবং গ্র্যাভিটেশনাল লেন্সিং নামক একটি ঘটনা ব্যবহার করে, আমার দল অস্তিত্ব নিশ্চিত করেছে প্রাথমিক মহাবিশ্বে বর্তমানে পরিচিত সবচেয়ে অস্পষ্ট ছায়াপথের। JD1 নামক গ্যালাক্সিটিকে দেখা যায় যখন মহাবিশ্বের বয়স ছিল মাত্র 480 মিলিয়ন বছর, বা বর্তমান বয়সের 4 শতাংশ।

প্রারম্ভিক মহাবিশ্বের একটি সংক্ষিপ্ত ইতিহাস

মহাবিশ্বের জীবনের প্রথম বিলিয়ন বছর ছিল ক এর বিবর্তনের গুরুত্বপূর্ণ সময়. বিগ ব্যাং এর পর প্রথম মুহুর্তগুলিতে, পদার্থ এবং আলো একে অপরের সাথে একটি গরম, ঘন "স্যুপে" আবদ্ধ ছিল মৌলিক কণা.

যাইহোক, মহাবিস্ফোরণের পর এক সেকেন্ডের ভগ্নাংশ, মহাবিশ্ব অত্যন্ত দ্রুত প্রসারিত. এই সম্প্রসারণ শেষ পর্যন্ত মহাবিশ্বকে তাদের "স্যুপ" থেকে আলাদা করার জন্য আলো এবং পদার্থের জন্য যথেষ্ট ঠান্ডা হতে দেয় এবং - প্রায় 380,000 বছর পরে - হাইড্রোজেন পরমাণু গঠন করে। হাইড্রোজেন পরমাণু একটি আন্তঃগ্যালাকটিক কুয়াশা হিসাবে আবির্ভূত হয়েছিল, এবং তারা এবং ছায়াপথ থেকে আলো না থাকায় মহাবিশ্ব অন্ধকার ছিল। এই সময়কাল হিসাবে পরিচিত মহাজাগতিক অন্ধকার যুগ.

মহাবিস্ফোরণের কয়েকশ মিলিয়ন বছর পর তারা এবং ছায়াপথের প্রথম প্রজন্মের আগমন মহাবিশ্বকে অত্যন্ত গরম ইউভি আলোতে স্নান করেছিল, যা পোড়া—বা আয়নিত—হাইড্রোজেন কুয়াশা. এই প্রক্রিয়া আমরা আজ দেখতে পাই স্বচ্ছ, জটিল এবং সুন্দর মহাবিশ্ব প্রদান করেছে।

আমার মতো জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা মহাবিশ্বের প্রথম বিলিয়ন বছরকে বলে-যখন এই হাইড্রোজেন কুয়াশা জ্বলছিল- পুনর্নবীকরণের যুগ. এই সময়কালকে সম্পূর্ণরূপে বোঝার জন্য, আমরা অধ্যয়ন করি কখন প্রথম তারা এবং ছায়াপথগুলি গঠিত হয়েছিল, তাদের প্রধান বৈশিষ্ট্যগুলি কী ছিল এবং তারা সমস্ত হাইড্রোজেনের মধ্য দিয়ে জ্বলতে পর্যাপ্ত UV আলো তৈরি করতে সক্ষম হয়েছিল কিনা।

[এম্বেড করা সামগ্রী]

প্রারম্ভিক মহাবিশ্বে ফ্যান্ট গ্যালাক্সিগুলির জন্য অনুসন্ধান৷

পুনর্নবীকরণের যুগ বোঝার দিকে প্রথম পদক্ষেপ হল গ্যালাক্সিগুলির দূরত্বগুলি খুঁজে পাওয়া এবং নিশ্চিত করা যা জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা এই প্রক্রিয়াটির জন্য দায়ী হতে পারে বলে মনে করেন। যেহেতু আলো একটি সীমিত গতিতে ভ্রমণ করে, তাই আমাদের টেলিস্কোপে পৌঁছাতে সময় লাগে, তাই জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা বস্তুগুলিকে অতীতের মতোই দেখুন.

উদাহরণস্বরূপ, আমাদের ছায়াপথ, মিল্কিওয়ের কেন্দ্র থেকে আলো পৃথিবীতে আমাদের পৌঁছাতে প্রায় 27,000 বছর সময় নেয়, তাই আমরা এটিকে অতীতে 27,000 বছর হিসাবে দেখতে পাই। এর মানে হল যে আমরা যদি বিগ ব্যাং (মহাবিশ্বের বয়স 13.8 বিলিয়ন বছর) এর পরের প্রথম মুহূর্তের দিকে ফিরে দেখতে চাই, তাহলে আমাদেরকে চরম দূরত্বের বস্তুর সন্ধান করতে হবে।

কারণ এই সময়ের মধ্যে বসবাসকারী ছায়াপথগুলি অনেক দূরে, তারা অত্যন্ত উপস্থিত হয় অস্পষ্ট এবং ছোট আমাদের টেলিস্কোপগুলিতে এবং তাদের বেশিরভাগ আলো ইনফ্রারেডে নির্গত করে। এর মানে হল জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের তাদের খুঁজে বের করার জন্য ওয়েবের মতো শক্তিশালী ইনফ্রারেড টেলিস্কোপ দরকার। ওয়েবের আগে, জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের দ্বারা পাওয়া সমস্ত দূরবর্তী ছায়াপথগুলি ছিল ব্যতিক্রমী উজ্জ্বল এবং বড়, কারণ আমাদের টেলিস্কোপগুলি দুর্বল, ছোট ছায়াপথগুলি দেখার জন্য যথেষ্ট সংবেদনশীল ছিল না।

যাইহোক, এটি পরবর্তী জনসংখ্যা যারা অনেক বেশি সংখ্যায়, প্রতিনিধিত্বশীল, এবং সম্ভবত পুনর্নবীকরণ প্রক্রিয়ার প্রধান চালক হতে পারে, উজ্জ্বল নয়। সুতরাং, এই ক্ষীণ ছায়াপথগুলিই জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের আরও বিশদে অধ্যয়ন করতে হবে। এটি খুব লম্বা কিছু লোকের চেয়ে পুরো জনসংখ্যা অধ্যয়ন করে মানুষের বিবর্তন বোঝার চেষ্টা করার মতো। আমাদের ক্ষীণ ছায়াপথগুলি দেখার অনুমতি দিয়ে, ওয়েব প্রথম মহাবিশ্বের অধ্যয়নের জন্য একটি নতুন উইন্ডো খুলছে।

একটি সাধারণ প্রারম্ভিক গ্যালাক্সি

JD1 এমনই একটি "সাধারণ" ক্ষীণ ছায়াপথ। ইহা ছিল হাবল স্পেস টেলিস্কোপ দিয়ে 2014 সালে আবিষ্কৃত হয় একটি সন্দেহজনক দূরবর্তী ছায়াপথ হিসাবে। কিন্তু হাবলের দূরত্ব নিশ্চিত করার ক্ষমতা বা সংবেদনশীলতা ছিল না-এটি শুধুমাত্র একটি শিক্ষিত অনুমান করতে পারে।

কাছাকাছি ছোট এবং অস্পষ্ট ছায়াপথগুলিকে কখনও কখনও দূরবর্তী বলে ভুল করা যেতে পারে, তাই জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের তাদের দূরত্ব সম্পর্কে নিশ্চিত হতে হবে আগে আমরা তাদের বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে দাবি করতে পারি। দূরবর্তী ছায়াপথগুলি তাই নিশ্চিত না হওয়া পর্যন্ত "প্রার্থী" থাকে। ওয়েব টেলিস্কোপের শেষ পর্যন্ত এইগুলি নিশ্চিত করার ক্ষমতা রয়েছে এবং JD1 ছিল হাবল দ্বারা পাওয়া অত্যন্ত দূরবর্তী গ্যালাক্সি প্রার্থীর ওয়েবের প্রথম প্রধান নিশ্চিতকরণগুলির মধ্যে একটি। এই নিশ্চিতকরণ এটি হিসাবে স্থান প্রারম্ভিক মহাবিশ্বে এখনও দেখা সবচেয়ে অস্পষ্ট ছায়াপথ.

JD1 নিশ্চিত করতে, জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের একটি আন্তর্জাতিক দল এবং আমি ওয়েবের কাছাকাছি-ইনফ্রারেড স্পেকট্রোগ্রাফ ব্যবহার করেছি, NIRSpec, গ্যালাক্সির একটি ইনফ্রারেড বর্ণালী পেতে। বর্ণালী আমাদের পৃথিবী থেকে দূরত্ব নির্ণয় করতে এবং এর বয়স, এটি গঠিত তরুণ নক্ষত্রের সংখ্যা এবং এটি যে পরিমাণ ধূলিকণা এবং ভারী উপাদান তৈরি করেছিল তা নির্ধারণ করতে দেয়।

আকাশের অন্ধকার পটভূমিতে উজ্জ্বল আলো (গ্যালাক্সি এবং কয়েকটি তারা)। একটি ম্লান ছায়াপথকে একটি বিবর্ধিত বাক্সে একটি আবছা ধোঁয়া হিসাবে দেখানো হয়েছে৷ — গ্যালাক্সি এবং কয়েকটি তারায় ভরা একটি আকাশ। JD1, একটি জুম-ইন বাক্সে চিত্রিত, এটি প্রাথমিক মহাবিশ্বে এখনও পাওয়া সবচেয়ে অস্পষ্ট ছায়াপথ। ইমেজ ক্রেডিট: Guido Roberts-Borsani/UCLA; মূল ছবি: NASA, ESA, CSA, Swinburne University of Technology, University of Pittsburgh, STScI।

গ্র্যাভিটেশনাল লেন্সিং, প্রকৃতির ম্যাগনিফাইং গ্লাস

এমনকি ওয়েবের জন্য, প্রকৃতির সাহায্যের হাত ছাড়া JD1 দেখা অসম্ভব। JD1 কাছাকাছি গ্যালাক্সিগুলির একটি বড় ক্লাস্টারের পিছনে অবস্থিত, যাকে বলা হয় এবেল 2744, যার সম্মিলিত মাধ্যাকর্ষণ শক্তি JD1 থেকে আলোকে বেঁকে এবং প্রসারিত করে। এই প্রভাব, যা মহাকর্ষীয় লেন্সিং নামে পরিচিত, JD1 কে সাধারণভাবে এর চেয়ে 13 গুণ বেশি বড় এবং XNUMX গুণ উজ্জ্বল দেখায়।

[এম্বেড করা সামগ্রী]

মহাকর্ষীয় লেন্সিং ছাড়া, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা JD1 দেখতে পেত না, এমনকি ওয়েবের সাথেও। JD1 এর মহাকর্ষীয় বিবর্ধন এবং Webb-এর কাছাকাছি-ইনফ্রারেড যন্ত্রগুলির একটি থেকে নতুন চিত্রের সমন্বয়, NIRCam, আমাদের দলের জন্য অভূতপূর্ব বিস্তারিত এবং রেজোলিউশনে গ্যালাক্সির গঠন অধ্যয়ন করা সম্ভব করেছে।

এর অর্থ শুধু এই নয় যে আমরা জ্যোতির্বিজ্ঞানী হিসাবে প্রাথমিক ছায়াপথগুলির অভ্যন্তরীণ অঞ্চলগুলি অধ্যয়ন করতে পারি, এর অর্থ আমরা এই জাতীয় ছায়াপথগুলি ছোট, কম্প্যাক্ট এবং বিচ্ছিন্ন উত্স ছিল কিনা বা তারা কাছাকাছি গ্যালাক্সিগুলির সাথে মিশেছে এবং ইন্টারঅ্যাক্ট করছিল কিনা তা নির্ধারণ করা শুরু করতে পারি। এই ছায়াপথগুলি অধ্যয়ন করে, আমরা সেই বিল্ডিং ব্লকগুলির সন্ধান করছি যা মহাবিশ্বকে আকার দিয়েছে এবং আমাদের মহাজাগতিক বাড়ির জন্ম দিয়েছে।

এই নিবন্ধটি থেকে পুনঃপ্রকাশ করা হয় কথোপকথোন ক্রিয়েটিভ কমন্স লাইসেন্সের অধীনে। পর এটা মূল নিবন্ধ.

চিত্র ক্রেডিট: NASA/STScI