एक हफ्ते बाद, खगोलविदों ने एक आकाशगंगा को समय में गहरा पाया

वेब स्पेस टेलीस्कोप का डेटा पिछले कुछ हफ्तों में केवल खगोलविदों के हाथों में आया है, लेकिन वे वर्षों से इसका इंतजार कर रहे हैं, और ऐसा लगता है कि विश्लेषण जगह में हैं। परिणाम समय में एक दौड़ की तरह था, क्योंकि नई खोजों में ऐसी वस्तुएं मिलीं जो हमारे ब्रह्मांड का निर्माण करने वाले बिग बैंग के बहुत करीब थीं। पिछले सप्ताह, इन खोजों में से एक एक आकाशगंगा जो अस्तित्व में थी, बिग बैंग के 400 मिलियन वर्ष से भी कम समय बाद दिखाई दी। इस हफ्ते, एक नए विश्लेषण से एक आकाशगंगा का पता चला जो ब्रह्मांड के उद्भव के ठीक 233 मिलियन वर्ष बाद दिखाई दी।

यह खोज एक अधिक सामान्य प्रश्न का उत्तर देने के लिए डिज़ाइन किए गए कार्य का एक सुखद उपोत्पाद है: बिग बैंग के बाद अलग-अलग समय बिंदुओं पर हमें कितनी आकाशगंगाओं को देखने की उम्मीद करनी चाहिए?

समय पर वापस

जैसा कि हमने पिछले सप्ताह रिपोर्ट किया था, प्रारंभिक ब्रह्मांड हाइड्रोजन को आयनित करने के लिए आवश्यक से अधिक ऊर्जा ले जाने वाली किसी भी तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश के लिए अपारदर्शी था। यह ऊर्जा स्पेक्ट्रम के पराबैंगनी हिस्से में है, लेकिन ब्रह्मांड के 13 अरब वर्षों के विस्तार के कारण हुई लाल पारी ने इस कटऑफ बिंदु को स्पेक्ट्रम के अवरक्त हिस्से में स्थानांतरित कर दिया है। इस समय से आकाशगंगाओं को खोजने के लिए, हमें ऐसी वस्तुओं की तलाश करनी होगी जो कम अवरक्त तरंग दैर्ध्य पर दिखाई न दें (अर्थात प्रकाश एक बार हाइड्रोजन कट-ऑफ बिंदु से ऊपर था), लेकिन कम-ऊर्जा तरंग दैर्ध्य में दिखाई देते हैं।

इन्फ्रारेड में दृश्यमान और अदृश्य के बीच की सीमा जितनी गहरी होगी, रेडशिफ्ट उतनी ही मजबूत होगी और वस्तु उतनी ही दूर होगी। वस्तु जितनी दूर होगी, बिग बैंग का समय उतना ही निकट होगा।

इन आकाशगंगाओं का अध्ययन हमें उनके व्यक्तिगत गुणों के बारे में कुछ बता सकता है। लेकिन प्रारंभिक आकाशगंगाओं के एक बड़े समूह की पहचान करने से हमें यह निर्धारित करने में मदद मिल सकती है कि वे कितनी जल्दी बनते हैं और ब्रह्मांड के अतीत में एक विशिष्ट समय पर हुए गैलेक्टिक गतिकी में किसी भी बदलाव की पहचान करते हैं। दृश्य वस्तुओं की आवृत्ति में समय के साथ इस परिवर्तन को ‘चमकदार कार्य’ कहा जाता है, और प्रारंभिक आकाशगंगाओं के चमक समारोह का वर्णन करने के लिए कुछ काम किया गया है। लेकिन पहली आकाशगंगाओं के अवरक्त तरंगदैर्घ्य पृथ्वी के वायुमंडल द्वारा अवशोषित होते हैं, और इसलिए उन्हें अंतरिक्ष से चित्रित किया जाना चाहिए। यह वेब टेलीस्कोप के डिजाइन लक्ष्यों में से एक था।

नया काम बिग बैंग के तुरंत बाद (खगोलीय रूप से बोलने वाली) आकाशगंगाओं के चमकदार कार्य की जांच पर केंद्रित था। लेकिन शुरुआती आकाशगंगाओं की एक सूची बनाते समय, शोधकर्ताओं ने पता लगाया कि अब तक की सबसे पुरानी आकाशगंगा क्या है।

नौकरी चयन

शोधकर्ताओं ने अलग-अलग समय बिंदुओं पर आकाशगंगाओं की उपस्थिति के पुनर्निर्माण के लिए दो डेटा स्रोतों का उपयोग किया। एक इन्फ्रारेड टेलीस्कोप (ESA’s .) के साथ किए गए कार्य का विश्लेषण करके निर्मित किया गया था दूरदर्शी दृश्य) और स्पिट्जर स्पेस टेलीस्कोप, दोनों ने उन आकाशगंगाओं की नकल की जो अपेक्षाकृत पुरानी थीं जब उन्होंने प्रकाश का उत्पादन किया जो अब पृथ्वी तक पहुंचता है – बिग बैंग के लगभग 600 मिलियन वर्ष या उससे अधिक। वेब द्वारा उत्पन्न अन्य एम्बेडेड डेटा, पेपर में विश्लेषण किए गए डेटासेट सहित हमें रिपोर्ट करें और क्षेत्र में फिल्माया गया था पहली सार्वजनिक छवि रिलीज. सभी मामलों में, शोधकर्ताओं ने एक ही चीज़ की तलाश की: वे चीजें जो लंबी अवरक्त तरंग दैर्ध्य में मौजूद थीं लेकिन छोटी पर अनुपस्थित थीं।

कुल मिलाकर, टीम ने 55 दूर की आकाशगंगाओं की पहचान की, जिनमें से 44 को पहले नहीं देखा गया था। उनमें से उनतीस वेब डेटा से आते हैं, और उस संख्या में पिछले सप्ताह पहचानी गई दो प्राचीन आकाशगंगाएँ शामिल हैं। उच्च रेडशिफ्ट के लिए संख्या विशेष रूप से सटीक नहीं है, क्योंकि वे केवल एक या दो आकाशगंगाओं पर आधारित हैं। लेकिन सामान्य तौर पर, बिग बैंग के कुछ सौ मिलियन वर्षों के भीतर, बिना किसी तेज बदलाव या कटौती के दृश्य वस्तुओं में क्रमिक कमी की प्रवृत्ति है।

लेकिन आश्चर्यजनक बात यह है कि एक बहुत बड़ी रेडशिफ्ट पर आकाशगंगा के लिए डेटा है (z = 16.7, जो इस सामान को समझते हैं)। यह बिग बैंग के बाद 250 मिलियन वर्ष से भी कम समय में रखता है। यह दूरी कुछ हद तक इस तथ्य पर निर्भर करती है कि पहला तरंग दैर्ध्य फिल्टर जिसमें वस्तु दिखाई देती है, वहां बहुत ही फीकी प्रतीत होती है, यह दर्शाता है कि यह तरंग दैर्ध्य पर बेहोश है जिसे फिल्टर अनुमति देता है। यह इंगित करता है कि हाइड्रोजन-प्रेरित प्रकाश कटऑफ फिल्टर बैंड के किनारे के पास है।

पिछले सप्ताह वर्णित दूर की आकाशगंगाओं की तरह, यह भी सितारों के रूप में सामग्री के एक अरब सूर्य के बराबर प्रतीत होता है। शोधकर्ताओं का अनुमान है कि बिग बैंग के 120 मिलियन वर्ष बाद इसने सितारों का निर्माण शुरू किया होगा, और निश्चित रूप से 220 मिलियन वर्ष पहले ऐसा किया होगा।

शोधकर्ताओं को पूरा भरोसा है कि यह नई आकाशगंगा एक वास्तविक खोज है: “व्यापक शोध के बाद, हम वर्तमान में इस वस्तु के लिए एक नई रेडशिफ्ट आकाशगंगा के अलावा कोई उचित स्पष्टीकरण नहीं ढूंढ सकते हैं।” और पिछली आकाशगंगा खोजों की दूसरी स्वतंत्र पुष्टि जोड़कर, यह उन खोजों में हमारे विश्वास को बहुत बढ़ा देता है। यह सब बताता है कि नई दूरबीन कम से कम प्रारंभिक आकाशगंगाओं के संदर्भ में, वादों को पूरा करती है।

अब बड़ा सवाल यह है कि जब वे उच्च लेंस वाले क्षेत्रों के उद्देश्य से दिखाई देंगे, जो वस्तुओं पर ज़ूम इन करने में सक्षम हो सकते हैं, जहां हम इन प्रारंभिक आकाशगंगाओं के भीतर संरचनाओं की छवि बना सकते हैं। हम शायद पहले ही ऐसा कर चुके हैं, लेकिन हमें arXiv फ़ाइल में विवरण प्रदर्शित होने की प्रतीक्षा करनी होगी।

arXiv फ़ाइल। सार संख्या: 2207.12356 (arXiv . के बारे में)