ब्रह्मांडीय भोर में रोशनी जलाते हुए आकाशगंगा को पकड़ा गया, खगोलविद आश्चर्यचकित

SCIENCE/विज्ञानं : इसे JADES-GS-z13-1 कहा जाता है, और 13.4 बिलियन वर्ष से भी अधिक समय पहले इसके द्वारा भेजे गए बहुत ही मंद प्रकाश के विश्लेषण से पता चलता है कि इसने पुनर्आयनीकरण के युग में एक भूमिका निभाई थी – अरबों साल की प्रक्रिया जिसने प्रारंभिक ब्रह्मांड को भरने वाले अपारदर्शी कोहरे को साफ किया, जिससे प्रकाश स्वतंत्र रूप से प्रवाहित हो सका। ब्रह्मांड के इतिहास के इस युग को देखना वाकई मुश्किल है, जिससे इसके पीछे के तंत्र कुछ हद तक रहस्यमय बन जाते हैं। JADES-GS-z13-1 सचमुच ब्रह्मांडीय अंधकार के युग में प्रकाश डालता है। इसका परिणाम लाइमैन-अल्फा नामक एक विशिष्ट उत्सर्जन है जो हाइड्रोजन द्वारा उत्सर्जित होता है क्योंकि यह ऊर्जा अवस्थाओं को बदलता है और इसे केवल पुनर्आयनीकरण होने के बाद ही देखा जा सकता है।

ब्रिटेन में कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय और यूनिवर्सिटी कॉलेज लंदन के खगोलशास्त्री रॉबर्टो मैओलिनो कहते हैं, “प्रारंभिक ब्रह्मांड तटस्थ हाइड्रोजन के घने कोहरे में नहाया हुआ था।” “इस धुंध का अधिकांश भाग पुनर्आयनीकरण नामक प्रक्रिया में हटा दिया गया था, जो बिग बैंग के लगभग एक अरब वर्ष बाद पूरा हुआ था। GS-z13-1 को तब देखा गया था जब ब्रह्मांड केवल 330 मिलियन वर्ष पुराना था, फिर भी यह लाइमैन-अल्फा उत्सर्जन का आश्चर्यजनक रूप से स्पष्ट, बताने वाला संकेत दिखाता है जिसे केवल तभी देखा जा सकता है जब आसपास का कोहरा पूरी तरह से हट जाए। प्रारंभिक आकाशगंगा निर्माण के सिद्धांतों द्वारा यह परिणाम पूरी तरह से अप्रत्याशित था और इसने खगोलविदों को आश्चर्यचकित कर दिया।” कहानी इस प्रकार है। जैसा कि हम जानते हैं, ब्रह्मांड की शुरुआत में, बिग बैंग के कुछ ही मिनटों के भीतर, अंतरिक्ष छोटे परमाणु नाभिक और मुक्त इलेक्ट्रॉनों से युक्त प्लाज्मा के गर्म, घने कोहरे से भर गया था। जो थोड़ा प्रकाश था वह इस कोहरे में प्रवेश नहीं कर पाता; फोटॉन बस चारों ओर तैर रहे इलेक्ट्रॉनों से बिखर जाते, जिससे ब्रह्मांड प्रभावी रूप से अंधेरा हो जाता। लगभग 300,000 वर्षों के बाद, जैसे-जैसे ब्रह्मांड ठंडा होता गया, प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन एक साथ मिलकर तटस्थ हाइड्रोजन (और थोड़ी सी हीलियम) गैस बनाने लगे। प्रकाश की अधिकांश तरंगदैर्घ्य इस तटस्थ माध्यम में प्रवेश कर सकती थी, लेकिन इसे बनाने के लिए प्रकाश के रास्ते में बहुत कम था।

लेकिन इस हाइड्रोजन और हीलियम से, पहले तारे और आकाशगंगाएँ पैदा हुईं। उन पहले प्रकाश स्रोतों ने शक्तिशाली विकिरण दिया जिसने तटस्थ हाइड्रोजन से इलेक्ट्रॉनों को हटा दिया, इसे एक बार फिर आयनित अवस्था में लौटा दिया। हालाँकि, इस बिंदु तक, ब्रह्मांड इतना फैल चुका था कि गैस तेजी से अधिक फैल गई थी, जिससे प्रकाश अधिक आसानी से गुजर सकता था और समय और स्थान के विस्तार में अपनी लंबी यात्रा शुरू कर सकता था। बिग बैंग के लगभग 1 बिलियन साल बाद, कॉस्मिक डॉन के रूप में जानी जाने वाली अवधि के बाद, ब्रह्मांड पारदर्शी था, जैसा कि हम आज इसे देखते हैं। और वोइला! रोशनी चालू थी। JADES-GS-z13-1 के साथ समस्या यह है कि, भले ही यह पुनःआयनीकरण में भाग ले रहा हो, फिर भी हम इसे नहीं देख पाएंगे। आकाशगंगा के आस-पास का स्थान आयनित हो जाएगा, जिससे जब हम इसे देखेंगे, उस समय लगभग 650,000 प्रकाश-वर्ष की दूरी पर स्पष्टता का बुलबुला बनेगा; लेकिन आकाशगंगा द्वारा अंतरिक्ष-समय में बनाई गई चमक की इस छोटी सी गुहा के चारों ओर कोहरा अभी भी लिपटा हुआ होगा।

अमेरिका में एरिजोना विश्वविद्यालय के खगोलशास्त्री केविन हैनलाइन कहते हैं, “हमें वास्तव में इस तरह की आकाशगंगा नहीं मिलनी चाहिए थी, क्योंकि हमें ब्रह्मांड के विकास के तरीके के बारे में अच्छी समझ है।” “हम सोच सकते हैं कि प्रारंभिक ब्रह्मांड घने कोहरे से घिरा हुआ था, जिससे शक्तिशाली प्रकाश स्तंभों को भी खोजना बहुत मुश्किल हो जाता था, फिर भी हम इस आकाशगंगा से प्रकाश की किरण को परदे को भेदते हुए देखते हैं। इस आकर्षक उत्सर्जन रेखा का ब्रह्मांड के पुनःआयनीकरण के तरीके और प्रक्रिया पर बहुत बड़ा प्रभाव पड़ता है।”हमें लगा कि हमें पुनःआयनीकरण की समयरेखा और प्रक्रिया पर अच्छी पकड़ है। JADES-GS-z13-1 इसे एक पहेली की तरह पेश करता है। एक संभावित व्याख्या यह है कि एक तेजी से बढ़ता हुआ ब्लैक होल इसके लिए जिम्मेदार है, जिसके कारण इसके आस-पास की सामग्री गर्म हो जाती है और प्रकाश से जलने लगती है।

लाइमन-अल्फा चमक के लिए एक और व्याख्या यह हो सकती है कि बहुत सारे बहुत बड़े, गर्म तारे हैं, जिनका द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान से 100 से 300 गुना के बीच है। दोनों ही संभावनाएँ दिलचस्प हैं, क्योंकि प्रत्येक ब्रह्मांड की प्रारंभिक अवस्था में एक अलग खिड़की प्रदान करता है; लेकिन, इस बिंदु पर, किसी की भी पुष्टि नहीं की जा सकती है। खगोलविदों को और अधिक जानने में मदद करने के लिए अजीब आकाशगंगा के भविष्य के अवलोकन की योजना बनाई गई है। एक बात जो स्पष्ट हो रही है, जैसे कि JADES-GS-z13-1 के आस-पास का स्थान: जितना अधिक हम प्रारंभिक ब्रह्मांड के बारे में सीखते हैं, उतना ही यह भ्रमित करने वाला होता जाता है।

“हबल स्पेस टेलीस्कोप के नक्शेकदम पर चलते हुए, यह स्पष्ट था कि वेब और भी अधिक दूर की आकाशगंगाओं को खोजने में सक्षम होगा,” डेनमार्क में कोपेनहेगन विश्वविद्यालय के खगोलशास्त्री पीटर जैकबसेन बताते हैं। “जैसा कि GS-z13-1 के मामले से पता चलता है, यह हमेशा आश्चर्य की बात थी कि यह ब्रह्मांडीय समय के कगार पर बनने वाले नवजात तारों और ब्लैक होल की प्रकृति के बारे में क्या खुलासा कर सकता है।” यह शोध नेचर में प्रकाशित हुआ है।

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