ब्रहमांडीय भोर का रहस्य: छोटी बौनी आकाशगंगाओं ने जगाई प्रारंभिक ब्रह्मांड की रोशनी
हम अंततः जान सकते हैं कि प्रारंभिक ब्रह्मांड में ब्रह्मांडीय भोर की शुरुआत सबसे पहले किसने की थी। हबल और जेम्स वेब अंतरिक्ष दूरबीनों के आंकड़ों के अनुसार, प्रारंभिक ब्रह्मांडीय भोर में मुक्त-उड़ते फोटॉनों की उत्पत्ति छोटी बौनी आकाशगंगाओं से हुई थी, जो जीवन में प्रज्वलित हुईं और अंतरिक्षीय अंतरिक्ष में व्याप्त धुंधले हाइड्रोजन के कोहरे को साफ किया। इस शोध पर एक शोध पत्र फरवरी 2024 में प्रकाशित हुआ था। इंस्टीट्यूट डी एस्ट्रोफिजिक डी पेरिस की खगोल भौतिकीविद् इरीना चेमेरिन्स्का ने कहा, “यह खोज प्रारंभिक ब्रह्मांड के विकास में अति-मंद आकाशगंगाओं द्वारा निभाई गई महत्वपूर्ण भूमिका को उजागर करती है।”
“वे आयनकारी फोटॉन उत्पन्न करते हैं जो ब्रह्मांडीय पुनर्आयनीकरण के दौरान उदासीन हाइड्रोजन को आयनित प्लाज्मा में बदल देते हैं। यह ब्रह्मांड के इतिहास को आकार देने में कम द्रव्यमान वाली आकाशगंगाओं को समझने के महत्व पर प्रकाश डालता है।” ब्रह्मांड के आरंभ में, बिग बैंग के कुछ ही मिनटों के भीतर, अंतरिक्ष आयनित प्लाज्मा के गर्म, घने कोहरे से भर गया था। जो थोड़ा-बहुत प्रकाश था, वह इस कोहरे को भेद नहीं पाता; फोटॉन बस इधर-उधर तैरते मुक्त इलेक्ट्रॉनों से बिखर जाते, जिससे ब्रह्मांड पूरी तरह से अंधकारमय हो जाता। लगभग 3,00,000 वर्षों के बाद, जैसे-जैसे ब्रह्मांड ठंडा हुआ, प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन मिलकर उदासीन हाइड्रोजन (और थोड़ी सी हीलियम) गैस बनाने लगे।
प्रकाश की अधिकांश तरंगदैर्घ्यें इस उदासीन माध्यम को भेद सकती थीं, लेकिन इसे उत्पन्न करने वाले प्रकाश स्रोत बहुत कम थे। लेकिन इसी हाइड्रोजन और हीलियम से पहले तारों का जन्म हुआ। उन पहले तारों ने इतना शक्तिशाली विकिरण उत्सर्जित किया कि इलेक्ट्रॉनों को उनके नाभिक से अलग कर गैस को पुनः आयनित कर दिया। हालाँकि, इस समय तक, ब्रह्मांड इतना फैल चुका था कि गैस विसरित हो गई थी और प्रकाश को बाहर निकलने से नहीं रोक सकती थी।बिग बैंग के लगभग 1 अरब वर्ष बाद, ब्रह्मांडीय भोर के रूप में जानी जाने वाली अवधि के अंत तक, ब्रह्मांड पूरी तरह से पुनः आयनित हो गया था। ता-दा! रोशनी जल रही थी। लेकिन चूँकि ब्रह्मांडीय भोर में बहुत अधिक अंधकार है, और यह समय और स्थान के पार बहुत मंद और दूर है, इसलिए हमें वहाँ क्या है, यह देखने में परेशानी हुई है।
वैज्ञानिकों का मानना था कि इस अधिकांश सफाई के लिए ज़िम्मेदार स्रोत शक्तिशाली रहे होंगे – उदाहरण के लिए, विशाल ब्लैक होल जिनके संचयन से प्रचंड प्रकाश उत्पन्न होता है, और तारा निर्माण की प्रक्रिया में बड़ी आकाशगंगाएँ (नन्हे तारे बहुत अधिक पराबैंगनी प्रकाश उत्पन्न करते हैं)। JWST को, आंशिक रूप से, ब्रह्मांडीय भोर में झाँकने और यह देखने के लिए डिज़ाइन किया गया था कि उसमें क्या छिपा है। यह बहुत सफल रहा है, और हमारे ब्रह्मांड के निर्माण के इस महत्वपूर्ण समय के बारे में कई तरह के आश्चर्य प्रकट करता है। आश्चर्यजनक रूप से, दूरबीन के अवलोकन अब यह दर्शाते हैं कि बौनी आकाशगंगाएँ पुनःआयनीकरण में प्रमुख भूमिका निभाती हैं। पेरिस खगोल भौतिकी संस्थान के खगोलशास्त्री हकीम अटेक के नेतृत्व में एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने हबल दूरबीन से प्राप्त आँकड़ों द्वारा समर्थित, एबेल 2744 नामक एक आकाशगंगा समूह पर JWST के आँकड़ों का अध्ययन किया।
एबेल 2744 इतना सघन है कि अंतरिक्ष-समय इसके चारों ओर घूमता है, जिससे एक ब्रह्मांडीय लेंस बनता है; उस अंतरिक्ष-समय से होकर हम तक आने वाला कोई भी दूर का प्रकाश आवर्धित हो जाता है। इससे शोधकर्ताओं को ब्रह्मांडीय भोर के निकट स्थित छोटी बौनी आकाशगंगाओं को देखने में मदद मिली। फिर, उन्होंने JWST का उपयोग करके इन छोटी आकाशगंगाओं के विस्तृत स्पेक्ट्रम प्राप्त किए। उनके विश्लेषण से पता चला कि ये बौनी आकाशगंगाएँ न केवल प्रारंभिक ब्रह्मांड में सबसे प्रचुर मात्रा में पाई जाने वाली आकाशगंगाएँ हैं, बल्कि ये अपेक्षा से कहीं अधिक चमकीली भी हैं। दरअसल, टीम के शोध से पता चलता है कि बौनी आकाशगंगाओं की संख्या बड़ी आकाशगंगाओं की तुलना में 100 गुना ज़्यादा है, और उनका सामूहिक उत्पादन आमतौर पर बड़ी आकाशगंगाओं के लिए अनुमानित आयनकारी विकिरण से चार गुना ज़्यादा है।
एटेक ने कहा, “ये ब्रह्मांडीय शक्ति-केंद्र सामूहिक रूप से काम पूरा करने के लिए पर्याप्त से ज़्यादा ऊर्जा उत्सर्जित करते हैं।” “अपने छोटे आकार के बावजूद, ये कम द्रव्यमान वाली आकाशगंगाएँ ऊर्जावान विकिरण का प्रचुर उत्पादन करती हैं, और इस अवधि के दौरान उनकी प्रचुरता इतनी ज़्यादा होती है कि उनका सामूहिक प्रभाव ब्रह्मांड की पूरी स्थिति को बदल सकता है।”यह पुनर्आयनीकरण के पीछे के बल का अब तक का सबसे अच्छा प्रमाण है, लेकिन अभी और काम करना बाकी है। शोधकर्ताओं ने आकाश के एक छोटे से हिस्से का अध्ययन किया; उन्हें यह सुनिश्चित करना है कि उनका नमूना केवल बौनी आकाशगंगाओं का एक असामान्य समूह न हो, बल्कि ब्रह्मांडीय भोर की संपूर्ण आबादी का एक प्रतिनिधि नमूना हो।
वे प्रारंभिक आकाशगंगाओं की आबादी का एक व्यापक नमूना प्राप्त करने के लिए आकाश के और अधिक ब्रह्मांडीय लेंस क्षेत्रों का अध्ययन करने का इरादा रखते हैं। लेकिन सिर्फ़ इस एक नमूने पर ही, परिणाम अविश्वसनीय रूप से रोमांचक हैं। जब से हम पुनर्आयनीकरण के बारे में जानते हैं, तब से वैज्ञानिक इसके उत्तरों की तलाश में हैं। हम अंततः धुंध को दूर करने के कगार पर हैं। ऑस्ट्रेलिया के स्विनबर्न प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय के खगोल भौतिकीविद् थेमिया नानायक्कारा ने कहा, “हम अब JWST के साथ एक अज्ञात क्षेत्र में प्रवेश कर चुके हैं।” “यह कार्य और भी रोमांचक प्रश्नों को सामने लाता है जिनका उत्तर हमें अपनी शुरुआत के विकासवादी इतिहास को रेखांकित करने के अपने प्रयासों में देने की आवश्यकता है।” यह शोध नेचर में प्रकाशित हुआ है। इस लेख का एक संस्करण मूलतः मार्च 2024 में प्रकाशित हुआ था।
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