वेब ने एक विशाल आकाशगंगा समूह के आश्चर्यजनक गठन का खुलासा किया

प्रारंभिक ब्रह्मांड में देख रहे खगोलविदों ने NASA/ESA/CSA का उपयोग करके एक आश्चर्यजनक खोज की है जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कॉप. वेब की स्पेक्ट्रोस्कोपिक क्षमताओं ने, इसकी अवरक्त संवेदनशीलता के साथ, एक अत्यंत लाल क्वासर के चारों ओर बनने की प्रक्रिया में विशाल आकाशगंगाओं के एक समूह का खुलासा किया है। परिणाम हमारी समझ का विस्तार करेंगे कि कैसे प्रारंभिक ब्रह्मांड में आकाशगंगाएं ब्रह्मांडीय वेब में मिलती हैं जो हम आज देखते हैं।

प्रश्न में क्वासर, SDSS J165202.64+172852.3, एक "बेहद लाल" क्वासर है जो बहुत जल्दी मौजूद है ब्रम्हांड, 11.5 अरब साल पहले। क्वासर एक दुर्लभ, अविश्वसनीय रूप से चमकदार प्रकार के सक्रिय गैलेक्टिक न्यूक्लियस (AGN) हैं। यह क्वासर सबसे शक्तिशाली ज्ञात गांगेय नाभिक में से एक है जिसे इतनी अधिक दूरी पर देखा गया है। खगोलविदों ने अनुमान लगाया था कि क्वासर का अत्यधिक उत्सर्जन एक "गैलेक्टिक हवा" का कारण बन सकता है, जो अपनी मेजबान आकाशगंगा से मुक्त गैस को बाहर निकालता है और संभवतः भविष्य को बहुत प्रभावित करता है। सितारा वहाँ गठन।

एक एजीएन एक आकाशगंगा के केंद्र में एक कॉम्पैक्ट क्षेत्र है, जो आकाशगंगा के सभी सितारों को मात देने के लिए पर्याप्त विद्युत चुम्बकीय विकिरण उत्सर्जित कर रहा है। क्वासर सहित एजीएन, एक सुपरमैसिव में गिरने वाली गैस द्वारा संचालित होते हैं काला छेद उनकी आकाशगंगा के केंद्र में। वे आम तौर पर सभी तरंग दैर्ध्य में बड़ी मात्रा में प्रकाश उत्सर्जित करते हैं, लेकिन यह गैलेक्टिक कोर असामान्य रूप से लाल वर्ग का सदस्य है। अपने आंतरिक लाल रंग के अलावा, आकाशगंगा के प्रकाश को इसकी विशाल दूरी से और अधिक लाल कर दिया गया है। इसने वेब को, अवरक्त तरंगदैर्घ्य में अद्वितीय संवेदनशीलता के साथ, आकाशगंगा की विस्तार से जांच करने के लिए पूरी तरह से अनुकूल बना दिया।

आकाशगंगा में गैस, धूल और तारकीय सामग्री की गति की जांच करने के लिए, टीम ने टेलीस्कोप के नियर इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोग्राफ (NIRSpec) का उपयोग किया। यह शक्तिशाली उपकरण एक समय में केवल एक बिंदु से - इंटीग्रल फील्ड यूनिट (आईएफयू) स्पेक्ट्रोस्कोपी के रूप में जानी जाने वाली तकनीक के बजाय, टेलीस्कोप के पूरे क्षेत्र में स्पेक्ट्रा को एक साथ इकट्ठा कर सकता है। इसने उन्हें एक साथ क्वासर की जांच करने में सक्षम बनाया, इसकी आकाशगंगा और व्यापक परिवेश।

क्वासर के आसपास के विभिन्न बहिर्वाह और हवाओं की गति को समझने के लिए स्पेक्ट्रोस्कोपी महत्वपूर्ण थी। गैसों की गति उस प्रकाश को प्रभावित करती है जो वे उत्सर्जित करते हैं और परावर्तित करते हैं, जिससे यह लाल हो जाता है- या उनकी गति और दिशा के अनुपात में नीला हो जाता है। टीम आयनित . को ट्रैक करके इस आंदोलन को देखने और चिह्नित करने में सक्षम थी ऑक्सीजन एनआईआरएसपीसी स्पेक्ट्रा में। आईएफयू अवलोकन विशेष रूप से उपयोगी थे, टीम ने क्वासर के चारों ओर एक विस्तृत क्षेत्र से स्पेक्ट्रा एकत्र करने की क्षमता का पूरा फायदा उठाया।

पिछले अध्ययन, दूसरों के बीच में, नासा/ईएसए हबल स्पेस टेलीस्कोप और जेमिनी-नॉर्थ टेलीस्कोप पर नियर-इन्फ्रारेड इंटीग्रल फील्ड स्पेक्ट्रोमीटर इंस्ट्रूमेंट ने क्वासर के शक्तिशाली बहिर्वाह की ओर ध्यान आकर्षित किया, और खगोलविदों ने अनुमान लगाया था कि इसकी मेजबान आकाशगंगा कुछ अनदेखी साथी के साथ विलय हो सकती है। लेकिन टीम वेब के एनआईआरएसपीसी डेटा से यह स्पष्ट रूप से संकेत करने की उम्मीद नहीं कर रही थी कि वे केवल एक आकाशगंगा को नहीं देख रहे थे, बल्कि इसके चारों ओर कम से कम तीन और घूमते थे। एक व्यापक क्षेत्र में आईएफयू स्पेक्ट्रा के लिए धन्यवाद, इस सभी आसपास की सामग्री की गति को मैप किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि एसडीएसएस जे 165202.64 + 172852.3 वास्तव में आकाशगंगा गठन के घने गाँठ का हिस्सा था।

"इस शुरुआती समय में कुछ आकाशगंगा प्रोटोक्लस्टर ज्ञात हैं। उन्हें ढूंढना मुश्किल है, और बहुत कम लोगों के पास बिग बैंग के बाद से बनने का समय है।" खगोलशास्त्री डोमिनिका वायलेज़ालेक ने कहा हीडलबर्ग विश्वविद्यालय जर्मनी में, जिन्होंने इस अध्ययन का नेतृत्व किया कैसर. "यह अंततः हमें यह समझने में मदद कर सकता है कि घने वातावरण में आकाशगंगाएँ कैसे विकसित होती हैं ... यह एक रोमांचक परिणाम है।"

एनआईआरएसपेक से आईएफयू अवलोकनों का उपयोग करके, टीम इस क्वासर में तीन गैलेक्टिक साथी की पुष्टि करने में सक्षम थी और दिखाती है कि वे कैसे जुड़े हुए हैं। हबल के पुरालेख डेटा संकेत देते हैं कि और भी बहुत कुछ हो सकता है। हबल के वाइड फील्ड कैमरा 3 की छवियों ने क्वासर और उसकी आकाशगंगा के चारों ओर विस्तारित सामग्री दिखाई थी, जिससे इस अध्ययन के लिए इसके बहिर्वाह और इसके मेजबान आकाशगंगा पर प्रभाव के लिए इसके चयन को प्रेरित किया। अब, टीम को संदेह है कि वे आकाशगंगाओं के एक पूरे समूह के मूल को देख रहे होंगे - केवल अब वेब की कुरकुरी इमेजिंग से पता चला है।

"डेटा पर हमारी पहली नज़र ने पड़ोसी आकाशगंगाओं के बीच प्रमुख बातचीत के स्पष्ट संकेत जल्दी से प्रकट किए," साझा टीम के सदस्य एंड्री वायनर जॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय बाल्टीमोर, यूएसए में। "एनआईआरएसपीसी उपकरण की संवेदनशीलता तुरंत स्पष्ट थी, और यह मेरे लिए स्पष्ट था कि हम इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी के एक नए युग में हैं।"

तीन पुष्टि की गई आकाशगंगाएं अविश्वसनीय रूप से उच्च गति पर एक-दूसरे की परिक्रमा कर रही हैं, यह एक संकेत है कि बहुत अधिक द्रव्यमान मौजूद है। इस क्वासर के आसपास के क्षेत्र में वे कितनी बारीकी से पैक किए गए हैं, इसके साथ संयुक्त होने पर, टीम का मानना ​​​​है कि यह शुरुआती दिनों में आकाशगंगा के गठन के सबसे घने ज्ञात क्षेत्रों में से एक है। ब्रम्हांड. "यहां तक ​​​​कि डार्क मैटर की घनी गांठ भी इसे समझाने के लिए पर्याप्त नहीं है," वायलेज़ेलक कहते हैं। "हमें लगता है कि हम एक ऐसे क्षेत्र को देख सकते हैं जहां काले पदार्थ के दो विशाल प्रभामंडल एक साथ विलीन हो रहे हैं।"

वायलेज़ेलक की टीम द्वारा किया गया अध्ययन, प्रारंभिक ब्रह्मांड में वेब की जांच का हिस्सा है। समय में पीछे मुड़कर देखने की अपनी अभूतपूर्व क्षमता के साथ, टेलीस्कोप का उपयोग पहले से ही यह जांचने के लिए किया जा रहा है कि पहली आकाशगंगा कैसे बनी और विकसित हुई, और ब्लैक होल कैसे बने और ब्रह्मांड की संरचना को प्रभावित किया। टीम इस अप्रत्याशित आकाशगंगा प्रोटो-क्लस्टर में अनुवर्ती टिप्पणियों की योजना बना रही है, और यह समझने के लिए इसका उपयोग करने की उम्मीद है कि यह एक रूप की तरह घने, अराजक आकाशगंगा समूह, और इसके दिल में सक्रिय, सुपरमैसिव ब्लैक होल से कैसे प्रभावित होता है।

उनका लक्ष्य सबसे पहले गांगेय हवाओं और क्वासर फीडबैक के सवाल पर लौटना है। इस प्रतिक्रिया तंत्र द्वारा क्वासरों को उनकी मेजबान आकाशगंगाओं में कम स्टार गठन के अपराधी के रूप में लंबे समय से संदेह किया गया है, लेकिन दोनों को जोड़ने के लिए दृढ़ सबूत आना मुश्किल है। वर्तमान अवलोकन एक सेट में केवल पहला है जो वेब के साथ तीन क्वासरों का अध्ययन करेगा, प्रत्येक ब्रह्मांड के अतीत में अलग-अलग समय पर।

"बहुत धुंधले मेजबान और उसके साथियों से दूर के क्वासर के अविश्वसनीय रूप से उज्ज्वल प्रकाश को जमीन से अलग करना लगभग असंभव है। प्रतिक्रिया उत्पन्न करने वाली गांगेय हवाओं के विवरण को उजागर करना और भी चुनौतीपूर्ण है।" संयुक्त राज्य अमेरिका के मेम्फिस में रोड्स कॉलेज के साझा टीम के सदस्य डेविड रूपके। "अब वेब के साथ, हम पहले से ही देख सकते हैं कि यह बदल रहा है।"

यह शोध वेब के अर्ली रिलीज साइंस (ईआरएस) प्रोग्राम के हिस्से के रूप में पूरा किया गया था। ये अवलोकन वेब विज्ञान संचालन के पहले 5 महीनों के दौरान हो रहे हैं। इस परिणाम को प्राप्त करने वाले वेब अवलोकन ईआरएस कार्यक्रम #1335 से लिए गए थे।

जर्नल संदर्भ

1. डोमिनिका वायलेज़ालेक, एंड्री वायनेर, डेविड एसएन रूपके, नादिया एल। ज़कामस्का, सिल्वेन वेइलेक्स, युज़ो इशिकावा, कैरोलिन बर्टेम्स, वेइज़े लियू, जॉर्ज के। बैरेरा-बैलेस्टरोस, हसियाओ-वेन चेन, एंडी डी। गोल्डिंग, जेनी ई। ग्रीन, केविन ई। ग्रीन एन. हैनलाइन, नोरा लुत्ज़गेंडॉर्फ़, फ्रेड हैमन, टिमोथी हेकमैन, सीन डी. जॉनसन, डाइटर लुट्ज़, विन्सेन्ज़ो मेनिएरी, रॉबर्टो माईओलिनो, निकोल पीएच नेस्वदबा, पैट्रिक ओगल, एकहार्ड स्टर्म। JWST अर्ली रिलीज़ साइंस प्रोग्राम Q3D से पहला परिणाम: AZ∼3 अत्यंत लाल क्वासर के जीवन में अशांत समय NIRSpec IFU द्वारा प्रकट किया गया। आकाशगंगाओं के खगोल भौतिकी (खगोल-ph.GA); कॉस्मोलॉजी और नॉनगैलेक्टिक एस्ट्रोफिजिक्स (एस्ट्रो-ph.CO)। arXiv: 2210.10074 [खगोल-ph.GA]