ब्रह्मांडीय भोर की ओर पीछे मुड़कर देखें-खगोलविदों ने अब तक देखी गई सबसे धुंधली आकाशगंगा की पुष्टि की है

जिस ब्रह्मांड में हम रहते हैं वह पारदर्शी है, जहां तारों और आकाशगंगाओं से प्रकाश एक स्पष्ट, अंधेरे पृष्ठभूमि के खिलाफ उज्ज्वल चमकता है। लेकिन यह हमेशा मामला नहीं था - अपने प्रारंभिक वर्षों में, ब्रह्मांड हाइड्रोजन परमाणुओं के कोहरे से भरा हुआ था जो शुरुआती सितारों और आकाशगंगाओं से प्रकाश को अस्पष्ट कर देता था।

ऐसा माना जाता है कि तारों और आकाशगंगाओं की पहली पीढ़ी की तीव्र पराबैंगनी रोशनी हाइड्रोजन कोहरे के माध्यम से जल गई, जिससे ब्रह्मांड उस रूप में बदल गया जिसे हम आज देखते हैं। जबकि दूरबीनों की पिछली पीढ़ियों में उन प्रारंभिक ब्रह्मांडीय वस्तुओं का अध्ययन करने की क्षमता का अभाव था, खगोलशास्त्री अब इसका उपयोग कर रहे हैं जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कॉपबिग बैंग के तुरंत बाद बने सितारों और आकाशगंगाओं का अध्ययन करने के लिए यह बेहतर तकनीक है।

मैं ए खगोलशास्त्री जो सबसे दूर की आकाशगंगाओं का अध्ययन करता है दुनिया की अग्रणी ज़मीन और अंतरिक्ष-आधारित दूरबीनों का उपयोग करके ब्रह्मांड में। मेरी टीम, वेब टेलीस्कोप से नए अवलोकनों और गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग नामक घटना का उपयोग कर रही है अस्तित्व की पुष्टि की प्रारंभिक ब्रह्मांड में वर्तमान में ज्ञात सबसे धुंधली आकाशगंगा में से। जेडी1 नामक आकाशगंगा को वैसे ही देखा जाता है जैसे वह तब थी जब ब्रह्मांड केवल 480 मिलियन वर्ष पुराना था, या इसकी वर्तमान आयु का 4 प्रतिशत।

प्रारंभिक ब्रह्मांड का एक संक्षिप्त इतिहास

ब्रह्मांड के जीवन के पहले अरब वर्ष थे इसके विकास में महत्वपूर्ण अवधि. बिग बैंग के बाद पहले क्षणों में, पदार्थ और प्रकाश एक गर्म, घने "सूप" में एक दूसरे से बंधे थे मौलिक कण.

हालाँकि, बिग बैंग के बाद एक सेकंड का एक अंश, ब्रह्मांड अत्यंत तेजी से विस्तार हुआ. इस विस्तार ने अंततः ब्रह्मांड को प्रकाश और पदार्थ को उनके "सूप" से अलग करने के लिए पर्याप्त ठंडा करने की अनुमति दी और - लगभग 380,000 साल बाद - हाइड्रोजन परमाणुओं का निर्माण किया। हाइड्रोजन परमाणु एक अंतरिक्ष कोहरे के रूप में दिखाई दिए, और तारों और आकाशगंगाओं से कोई प्रकाश नहीं होने के कारण, ब्रह्मांड में अंधेरा था। इस काल को के नाम से जाना जाता है ब्रह्मांडीय अंधकार युग.

बिग बैंग के कई सौ मिलियन वर्ष बाद तारों और आकाशगंगाओं की पहली पीढ़ियों के आगमन ने ब्रह्मांड को अत्यधिक गर्म यूवी प्रकाश से नहला दिया, जिसने जल गया-या आयनित-हाइड्रोजन कोहरा. यह प्रोसेस आज हम जिस पारदर्शी, जटिल और सुंदर ब्रह्मांड को देखते हैं, वह उत्पन्न हुआ।

मेरे जैसे खगोलशास्त्री ब्रह्मांड के पहले अरब वर्षों को - जब यह हाइड्रोजन कोहरा जल रहा था - कहते हैं पुनर्आयनीकरण का युग. इस समयावधि को पूरी तरह से समझने के लिए, हम अध्ययन करते हैं कि पहले तारे और आकाशगंगाएँ कब बनीं, उनके मुख्य गुण क्या थे, और क्या वे सभी हाइड्रोजन को जलाने के लिए पर्याप्त यूवी प्रकाश उत्पन्न करने में सक्षम थे।

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प्रारंभिक ब्रह्मांड में धुंधली आकाशगंगाओं की खोज

पुनर्आयनीकरण के युग को समझने की दिशा में पहला कदम आकाशगंगाओं की दूरियों का पता लगाना और उनकी पुष्टि करना है जो खगोलविदों के अनुसार इस प्रक्रिया के लिए जिम्मेदार हो सकती हैं। चूंकि प्रकाश एक सीमित गति से यात्रा करता है, इसलिए इसे हमारी दूरबीनों तक पहुंचने में समय लगता है, ऐसा खगोलविदों का मानना ​​है वस्तुओं को वैसे ही देखें जैसे वे अतीत में थीं.

उदाहरण के लिए, हमारी आकाशगंगा, आकाशगंगा के केंद्र से प्रकाश को पृथ्वी तक पहुँचने में लगभग 27,000 वर्ष लगते हैं, इसलिए हम इसे ऐसे देखते हैं जैसे यह 27,000 वर्ष पहले था। इसका मतलब यह है कि अगर हम बिग बैंग (ब्रह्मांड 13.8 अरब वर्ष पुराना है) के बाद के पहले क्षणों को देखना चाहते हैं, तो हमें अत्यधिक दूरी पर स्थित वस्तुओं को देखना होगा।

चूँकि इस समयावधि में रहने वाली आकाशगंगाएँ बहुत दूर हैं, इसलिए वे अत्यधिक दिखाई देती हैं बेहोश और छोटा हमारी दूरबीनों के लिए और उनका अधिकांश प्रकाश अवरक्त में उत्सर्जित होता है। इसका मतलब है कि खगोलविदों को उन्हें खोजने के लिए वेब जैसी शक्तिशाली इन्फ्रारेड दूरबीनों की आवश्यकता है। वेब से पहले, खगोलविदों द्वारा खोजी गई लगभग सभी दूर की आकाशगंगाएँ असाधारण रूप से चमकीली और बड़ी थीं, केवल इसलिए क्योंकि हमारी दूरबीनें धुंधली, छोटी आकाशगंगाओं को देखने के लिए पर्याप्त संवेदनशील नहीं थीं।

हालाँकि, यह बाद वाली आबादी है जो कहीं अधिक संख्या में है, प्रतिनिधि है, और पुनर्आयनीकरण प्रक्रिया के लिए मुख्य चालक होने की संभावना है, न कि उज्ज्वल लोग। तो, ये धुंधली आकाशगंगाएँ हैं जिनका खगोलविदों को अधिक विस्तार से अध्ययन करने की आवश्यकता है। यह कुछ बहुत लम्बे लोगों के बजाय पूरी आबादी का अध्ययन करके मनुष्यों के विकास को समझने की कोशिश करने जैसा है। हमें धुंधली आकाशगंगाओं को देखने की अनुमति देकर, वेब प्रारंभिक ब्रह्मांड के अध्ययन के लिए एक नई खिड़की खोल रहा है।

एक विशिष्ट प्रारंभिक आकाशगंगा

JD1 ऐसी ही एक "विशिष्ट" धुंधली आकाशगंगा है। वह था 2014 में हबल स्पेस टेलीस्कोप से खोजा गया एक संदिग्ध सुदूर आकाशगंगा के रूप में। लेकिन हबल के पास इसकी दूरी की पुष्टि करने की क्षमता या संवेदनशीलता नहीं थी - वह केवल एक शिक्षित अनुमान ही लगा सकता था।

पास में छोटा और बेहोश कभी-कभी ग़लती से आकाशगंगाओं को दूर की आकाशगंगाएँ समझ लिया जाता है, इसलिए खगोलविदों को उनकी संपत्तियों के बारे में दावा करने से पहले उनकी दूरियों के बारे में सुनिश्चित होना होगा। इसलिए दूर की आकाशगंगाएँ पुष्टि होने तक "उम्मीदवार" बनी रहती हैं। वेब टेलीस्कोप में आखिरकार इनकी पुष्टि करने की क्षमता है, और जेडी1 हबल द्वारा खोजे गए अत्यंत दूर के आकाशगंगा उम्मीदवार की वेब द्वारा की गई पहली प्रमुख पुष्टिओं में से एक थी। यह पुष्टि इसे इस प्रकार रैंक करती है प्रारंभिक ब्रह्मांड में अब तक देखी गई सबसे धुंधली आकाशगंगा.

JD1 की पुष्टि करने के लिए, खगोलविदों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम और मैंने वेब के निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रोग्राफ का उपयोग किया, एनआईआरएसपीसी, आकाशगंगा का एक अवरक्त स्पेक्ट्रम प्राप्त करने के लिए। स्पेक्ट्रम ने हमें पृथ्वी से दूरी को इंगित करने और इसकी आयु, इसके द्वारा निर्मित युवा सितारों की संख्या और इसके द्वारा उत्पादित धूल और भारी तत्वों की मात्रा निर्धारित करने की अनुमति दी।

गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग, प्रकृति का आवर्धक लेंस

यहां तक ​​कि वेब के लिए भी, प्रकृति की मदद के बिना जेडी1 को देखना असंभव होगा। JD1 निकटवर्ती आकाशगंगाओं के एक बड़े समूह के पीछे स्थित है, जिसे कहा जाता है एबेल एक्सएनयूएमएक्स, जिसकी संयुक्त गुरुत्वाकर्षण शक्ति JD1 से प्रकाश को मोड़ती और बढ़ाती है। यह प्रभाव, जिसे गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग के रूप में जाना जाता है, JD1 को सामान्य से 13 गुना बड़ा और अधिक चमकीला बनाता है।

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गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग के बिना, खगोलविदों ने जेडी1 को नहीं देखा होगा, यहां तक ​​कि वेब के साथ भी नहीं। JD1 के गुरुत्वाकर्षण आवर्धन और वेब के निकट-अवरक्त उपकरणों में से एक से नई छवियों का संयोजन, निरकैम, जिससे हमारी टीम के लिए अभूतपूर्व विस्तार और रिज़ॉल्यूशन में आकाशगंगा की संरचना का अध्ययन करना संभव हो गया।

न केवल इसका मतलब यह है कि हम खगोलशास्त्री प्रारंभिक आकाशगंगाओं के आंतरिक क्षेत्रों का अध्ययन कर सकते हैं, बल्कि इसका मतलब यह भी है कि हम यह निर्धारित करना शुरू कर सकते हैं कि क्या ऐसी प्रारंभिक आकाशगंगाएँ छोटी, कॉम्पैक्ट और पृथक स्रोत थीं, या यदि वे विलय कर रही थीं और आस-पास की आकाशगंगाओं के साथ बातचीत कर रही थीं। इन आकाशगंगाओं का अध्ययन करके, हम उन निर्माण खंडों का पता लगा रहे हैं जिन्होंने ब्रह्मांड को आकार दिया और हमारे ब्रह्मांडीय घर को जन्म दिया।

इस लेख से पुन: प्रकाशित किया गया है वार्तालाप क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत। को पढ़िए मूल लेख.

छवि क्रेडिट: नासा/एसटीएससीआई

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• स्रोत: https://singularityhub.com/2023/08/13/looking-back-toward-cosmic-dawn-astronomers-confirm-the-faintest-galaxy-ever-seen/