परिचय
2016 में, खगोलविदों के नेतृत्व में पीटर वैन डोक्कुम येल विश्वविद्यालय के प्रकाशित एक धमाकेदार कागज एक आकाशगंगा की खोज का दावा इतना मंद, फिर भी इतना चौड़ा और भारी, कि यह लगभग पूरी तरह से अदृश्य होना चाहिए। उन्होंने अनुमान लगाया कि ड्रैगनफ्लाई 44 नामक आकाशगंगा 99.99% डार्क मैटर है।
ड्रैगनफ्लाई 44 की संपत्तियों के बारे में एक गर्म बहस छिड़ गई जो अनसुलझी है। इस बीच, 1,000 से अधिक समान रूप से बड़ी लेकिन फीकी आकाशगंगाएँ सामने आई हैं।
ड्रैगनफ्लाई 44 और इसके जैसे अल्ट्रा-डिफ्यूज आकाशगंगा (यूडीजी) के रूप में जाना जाता है। जबकि वे सबसे बड़ी साधारण आकाशगंगाओं जितनी बड़ी हो सकती हैं, यूडीजी असाधारण रूप से मंद हैं - इतने मंद हैं कि, आकाश के दूरबीन सर्वेक्षणों में, "इन आकाशगंगाओं को गलती से फ़िल्टर किए बिना शोर को फ़िल्टर करना एक कार्य है," पॉल बेनेट ने कहा, एक बाल्टीमोर में स्पेस टेलीस्कोप साइंस इंस्टीट्यूट में खगोलशास्त्री। ऐसा लगता है कि अन्य आकाशगंगाओं में प्रचुर मात्रा में चमकीला तारा बनाने वाली गैस UDGs में गायब हो गई है, जिससे केवल बुजुर्ग सितारों का एक कंकाल रह गया है।
उनके अस्तित्व ने गांगेय विकासवादी सिद्धांत में हलचल पैदा कर दी है, जो उनकी भविष्यवाणी करने में विफल रहा। वैन डोक्कुम ने कहा, "वे सिमुलेशन में नहीं आए।" "आपको आकाशगंगा को इतना बड़ा और फीका बनाने के लिए कुछ खास करना होगा।"
ड्रैगनफ्लाई 44 और अन्य यूडीजी कैसे आए, यह समझाने के लिए जंगली नए सिद्धांत सामने आए हैं। और प्रकाश के ये विशाल धब्बे डार्क मैटर के अदृश्य हाथ का ताजा प्रमाण प्रदान कर सकते हैं।
बहुत ज्यादा डार्क मैटर
जैसे ही गुरुत्वाकर्षण गैस और तारों के गुच्छों को एक साथ लाता है, उनकी संयुक्त ऊर्जा और गति मैशअप को फुलाती और घुमाती है। अंत में एक आकाशगंगा निकलती है।
बस एक समस्या है। जैसे-जैसे आकाशगंगाएँ घूमती हैं, उन्हें अलग होना चाहिए। ऐसा प्रतीत होता है कि उनके पास पर्याप्त द्रव्यमान नहीं है - और इस प्रकार गुरुत्वाकर्षण - एक साथ रहने के लिए। डार्क मैटर की अवधारणा का आविष्कार लापता गुरुत्वाकर्षण प्रदान करने के लिए किया गया था। इस तस्वीर में, एक आकाशगंगा गैर-चमकदार कणों के एक बड़े समूह के अंदर बैठती है। यह डार्क मैटर "हेलो" घूमती हुई आकाशगंगा को एक साथ रखता है।
आकाशगंगा की घूर्णन गति का अनुमान लगाने का एक तरीका है, और इस प्रकार इसकी डार्क मैटर सामग्री, सितारों के गोलाकार समूहों की गणना करना है। "हम नहीं जानते कि क्यों, एक सिद्धांत के दृष्टिकोण से," बेनेट ने कहा, लेकिन इन "गोलाकार समूहों" की संख्या उन कठिन-से-माप गुणों के साथ निकटता से संबंधित है। 2016 के पेपर में, वैन डोक्कुम ने ड्रैगनफ्लाई 94 के अंदर 44 गोलाकार समूहों की गिनती की - एक संख्या जो एक असाधारण रूप से बड़े डार्क मैटर हेलो को दर्शाती है, इसके बावजूद कि आकाशगंगा में कितना कम दिखाई देता है।
ऐसा कुछ कभी किसी ने नहीं देखा था। वैन डोक्कुम और सह-लेखकों ने सुझाव दिया कि ड्रैगनफ्लाई 44 एक "असफल आकाशगंगा" हो सकता है: आकाशगंगा के आकार के काले पदार्थ के प्रभामंडल के साथ एक आकाशगंगा जो कि एक रहस्यमय घटना से शुरू हो गई थी, जिसने इसे अपनी स्टार बनाने वाली गैस को लूट लिया, इसे छोड़ दिया उम्र बढ़ने वाले सितारों और एक विशाल प्रभामंडल के अलावा कुछ नहीं।
या नो डार्क मैटर
वस्तु ने खगोलविदों के एक अन्य शिविर की रुचि को आकर्षित किया जो तर्क देते हैं कि डार्क मैटर बिल्कुल भी मौजूद नहीं है। ये शोधकर्ता न्यूटन के गुरुत्वाकर्षण के नियम, संशोधित न्यूटनियन गतिकी, या MOND नामक एक दृष्टिकोण को बदलकर आकाशगंगाओं के लापता गुरुत्वाकर्षण की व्याख्या करते हैं।
MOND के अनुसार, प्रत्येक आकाशगंगा के लिए संशोधित गुरुत्वाकर्षण बल की गणना उसके तारों के द्रव्यमान-से-प्रकाश अनुपात से की जाती है - उनका कुल द्रव्यमान उनकी चमक से विभाजित होता है। MOND सिद्धांतकार यह अनुमान नहीं लगाते हैं कि बल इस अनुपात पर क्यों निर्भर करेगा, लेकिन उनका तदर्थ सूत्र अधिकांश आकाशगंगाओं की देखी गई गति से मेल खाता है, बिना डार्क मैटर की आवश्यकता के।
जब ड्रैगनफ्लाई 44 के बारे में खबर आई, तो MOND एडवोकेट स्टेसी मैकगॉघकेस वेस्टर्न रिजर्व यूनिवर्सिटी के एक खगोलशास्त्री ने इसके द्रव्यमान-से-प्रकाश अनुपात से गणना की कि इसे वैन डोक्कुम के प्रारंभिक अनुमान से अधिक धीरे-धीरे घूमना चाहिए। MOND गणना डेटा के अनुकूल नहीं लगती थी।
परिचय
लेकिन फिर 2019 में, वैन डोक्कुम के समूह ने ड्रैगनफ्लाई 44 की रोटेशन स्पीड को डाउनग्रेड कर दिया बेहतर डेटा का उपयोग करना. MOND को सही ठहराया गया था। "ड्रैगनफ्लाई 44 एक उदाहरण है कि कैसे ये डेटा MOND से सहमत होने के लिए विकसित होते हैं," मैकगॉग ने कहा।
फिर भी, अधिकांश खगोलविदों के लिए, जो डार्क मैटर में विश्वास करते हैं, धीमी रोटेशन गति का अर्थ यह है कि ड्रैगनफ्लाई 44 का प्रभामंडल उनके विचार से छोटा है। 2020 में, एक स्वतंत्र समूह ने गिनती करके प्रभामंडल को और छोटा कर दिया नाटकीय रूप से कम गोलाकार क्लस्टर, लेकिन वैन डोक्कुम इस परिणाम पर विवाद करता है। हालांकि प्रभामंडल का आकार अनिश्चित बना हुआ है, यह शुरू में अनुमान से कम विशाल हो सकता है, यह सुझाव देता है कि ड्रैगनफ्लाई 44 एक असफल आकाशगंगा नहीं है।
बिग ओल्ड गैलेक्सी
एक नई खोजी गई विषमता ने रहस्य को और बढ़ा दिया है।
In एक पेपर अगस्त में प्रकाशित, वैन डोक्कुम के समूह ने ड्रैगनफ्लाई 44 को अत्यंत प्राचीन पाया, जिसका गठन 10 अरब से 13 अरब साल पहले हुआ था।
लेकिन इतनी पुरानी आकाशगंगा ड्रैगनफ्लाई 44 जितनी बड़ी नहीं होनी चाहिए। प्रारंभिक-ब्रह्मांड की वस्तुएं अधिक कॉम्पैक्ट होती हैं क्योंकि वे ब्रह्मांड के तेजी से विस्तार से पहले बनी थीं।
इसके अलावा, इतनी पुरानी, ताररहित आकाशगंगा को अब तक पूरी तरह से तोड़ दिया जाना चाहिए था। ड्रैगनफ्लाई 44 ने एक साथ आयोजित किया है, इसका मतलब है कि इसमें एक भारी डार्क मैटर प्रभामंडल है - संभावित रूप से "विफल मिल्की वे" परिकल्पना को बहाल करना। वैन डोक्कुम ने कहा, "यह वास्तव में एक मजेदार व्याख्या है, इसलिए मुझे यह पसंद है, लेकिन मुझे नहीं पता कि यह सही है या नहीं।"
एक अन्य व्याख्या, "उच्च स्पिन" परिकल्पना, यह मानती है कि दो छोटी आकाशगंगाएँ एक ही दिशा में घूमते हुए विलीन हो गईं, जैसे कि परिणामी आकाशगंगा, ड्रैगनफ़्लू 44, ने दोनों की कोणीय गति प्राप्त कर ली। इसने इसे और अधिक तेज़ी से घुमाया, इसे फुलाया और इसके तारे बनाने वाली सामग्री को उड़ा दिया।
चमकदार विविध यूडीजी
ड्रैगनफ्लाई 44 की जांच के बीच, खगोलविदों ने अन्य अल्ट्रा-डिफ्यूज आकाशगंगाओं के विशाल और विविध संग्रह को भी सूचीबद्ध किया है। निष्कर्ष उन्हें यह निष्कर्ष निकालने के लिए मजबूर कर रहे हैं कि आकाशगंगाएं जितना वे जानते थे उससे कहीं अधिक तरीकों से बनती हैं।
ऐसा लगता है कि कुछ नए यूडीजी में पूरी तरह से डार्क मैटर की कमी है। वैन डोक्कुम का समूह ऐसी ही एक आकाशगंगा की पहचान की 2018 में, फिर आस-पास के अन्य लोगों के निशान देखे। इस मई, टीम अनुमान लगाया in प्रकृति कि दो आकाशगंगाओं की बहुत पहले की टक्कर में बनी पगडंडी। टक्कर ने आकाशगंगाओं की गैस के प्रवाह को धीमा कर दिया, लेकिन उनका डार्क मैटर ऐसे चलता रहा जैसे कुछ हुआ ही न हो। गैस फिर तारों के गुच्छों में संकुचित हो गई, अंततः डार्क मैटर-मुक्त आकाशगंगाओं की एक स्ट्रिंग बन गई।
इस बीच, बेनेट दो यूडीजी की खोज की 2018 में जो एक अलग गठन सिद्धांत की ओर इशारा करता है। प्रत्येक मामले में, एक भारी पास की आकाशगंगा से ज्वारीय बल यूडीजी के माध्यम से फट गए हैं, इसे फुलाकर और इसकी गैस चुरा रहे हैं। (यह ड्रैगनफ्लाई 44 की व्याख्या नहीं कर सकता है, जो भारी आकाशगंगाओं से बहुत दूर बैठता है।)
अजीब तरह से, एक सितंबर का पेपर यूडीजी में हाल ही में स्टार गठन की सूचना दी, इस विचार का खंडन करते हुए कि वे केवल पुराने सितारों को ही आश्रय देते हैं।
यूडीजी की इस तरह की एक श्रृंखला जो बाहरी रूप से समान दिखती है लेकिन आंतरिक रूप से भिन्न होती है, वह MOND पर डार्क मैटर सिद्धांत को मान्य कर सकती है। वैन डोक्कुम ने कहा, "यदि तारे एक आकाशगंगा में बहुत तेजी से और दूसरी आकाशगंगा में बहुत धीमी गति से आगे बढ़ रहे हैं, तो यह उन वैकल्पिक सिद्धांतों के लिए एक बड़ी समस्या है।"
मैकगॉफ ने सहमति व्यक्त की कि यदि यूडीजी आबादी के बीच "वास्तविक आउटलेयर" हैं, तो "यह वास्तव में MOND के लिए एक समस्या है।" हालाँकि, उन्होंने कहा, "यह स्वचालित रूप से डार्क मैटर को बेहतर व्याख्या नहीं बनाता है।"
निश्चित उत्तरों के लिए नई दूरबीनों की आवश्यकता होगी। नए परिचालित जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप ने पहले से ही दूर की आकाशगंगाओं को देखा है, जब वे प्रारंभिक ब्रह्मांड में बन रही थीं, जो नवजात विचारों को परीक्षण और परिष्कृत करने में मदद करेगी।
वैन डोक्कुम ने कहा, "बड़ी बात यह है कि हम अभी भी नहीं जानते कि वहां क्या है।" "ऐसी आकाशगंगाएँ हैं जिन्हें हमने नहीं खोजा है जो बहुत बड़ी हैं, बहुत करीब हैं, और असामान्य गुण हैं, और वे आकाश का अध्ययन करने के इन सभी दशकों के बाद भी हमारे वर्तमान कैटलॉग में नहीं हैं।"
