11 अरब साल पुरानी वो रहस्यमयी गैलेक्सी, जिसने बिग बैंग के बाद की सारी थ्योरीज़ हिला दीं

अरबों सालों से, यूनिवर्स लगातार बदल रहा है। यूनिवर्स के फैलने की वजह से, हम उस बदलाव को लगभग शुरू से ही “देख” पा रहे हैं। लेकिन कभी-कभी, हम कुछ ऐसा देखते हैं जो यूनिवर्स को कैसे काम करना चाहिए, इस बारे में हमारी अभी की समझ से मेल नहीं खाता। सिंघुआ यूनिवर्सिटी के एस्ट्रोनॉमी डिपार्टमेंट की PhD स्टूडेंट सिजिया काई और उनके साथियों के एक नए पेपर में बताई गई एक गैलेक्सी के बारे में भी यही बात है। उन्हें लगभग 11 अरब साल पहले बनी एक गैलेक्सी मिली जो “मेटल-फ्री” लगती है, जिससे पता चलता है कि इसमें मुश्किल से मिलने वाले फर्स्ट-जेनरेशन (Pop III) स्टार्स का एक सेट हो सकता है। इस खोज के बारे में जानने से पहले, कुछ जानकारी ज़रूरी है। पॉपुलेशन III (Pop III) स्टार्स को यूनिवर्स के इतिहास में जल्दी बनने वाले स्टार्स की पहली जेनरेशन माना जाता है। खास बात यह है कि उनमें असल में कोई “मेटल” नहीं होता, जिसका मतलब कॉस्मोलॉजिकल शब्दों में हीलियम और हाइड्रोजन के अलावा कोई और एलिमेंट होता है।

क्योंकि ये भारी एलिमेंट सिर्फ़ तारों में ही बन सकते हैं (या उनके बनाए सुपरनोवा में), इसलिए परिभाषा के हिसाब से, तारों की पहली पीढ़ी उन्हें नहीं रख सकती। कॉस्मोलॉजिस्ट दशकों से पॉप III तारों के उदाहरण खोज रहे हैं, लेकिन अब तक उन्हें कोई नहीं मिला है। आमतौर पर, वे यूनिवर्स के इतिहास में उस समय की खोज करते हैं जिसे रिआयनाइज़ेशन का युग कहा जाता है, जो बिग बैंग के 1 अरब साल बाद तक हुआ था, जब यूनिवर्स बहुत छोटा था और हमारा मानना ​​है कि पहले तारे खुद बनने लगे थे। अरबों सालों से, यूनिवर्स लगातार बदल रहा है। यूनिवर्स के फैलने की वजह से, हम उस बदलाव को लगभग शुरू से ही “देख” पा रहे हैं। लेकिन कभी-कभी, हम कुछ ऐसा देखते हैं जो यूनिवर्स को कैसे काम करना चाहिए, इस बारे में हमारी अभी की समझ से मेल नहीं खाता।

सिंघुआ यूनिवर्सिटी के एस्ट्रोनॉमी डिपार्टमेंट की PhD स्टूडेंट सिजिया काई और उनके साथियों के एक नए पेपर में बताई गई एक गैलेक्सी के बारे में भी यही बात है। उन्हें लगभग 11 अरब साल पहले बनी एक गैलेक्सी मिली जो “मेटल-फ्री” लगती है, जिससे पता चलता है कि इसमें मुश्किल से मिलने वाले फर्स्ट-जेनरेशन (Pop III) स्टार्स का एक सेट हो सकता है। इस खोज के बारे में जानने से पहले, कुछ जानकारी ज़रूरी है। पॉपुलेशन III (Pop III) स्टार्स को यूनिवर्स के इतिहास में जल्दी बनने वाले स्टार्स की पहली जेनरेशन माना जाता है। खास बात यह है कि उनमें असल में कोई “मेटल” नहीं होता, जिसका मतलब कॉस्मोलॉजिकल शब्दों में हीलियम और हाइड्रोजन के अलावा कोई और एलिमेंट होता है। क्योंकि ये भारी एलिमेंट सिर्फ़ तारों में ही बन सकते हैं (या उनके बनाए सुपरनोवा में), इसलिए परिभाषा के हिसाब से, तारों की पहली पीढ़ी उन्हें रोक नहीं सकती।

कॉस्मोलॉजिस्ट दशकों से पॉप III तारों के उदाहरण खोज रहे हैं, लेकिन अब तक उन्हें कोई नहीं मिला है। आमतौर पर, वे यूनिवर्स के इतिहास में उस समय की खोज करते हैं जिसे रिआयनाइज़ेशन का युग कहा जाता है, जो बिग बैंग के 1 अरब साल बाद हुआ था, जब यूनिवर्स बहुत छोटा था और हमारा मानना ​​है कि पहले तारे खुद बनने लगे थे। तो सोचिए लेखक को कितनी हैरानी हुई होगी जब उन्हें एक ऐसी गैलेक्सी मिली जो रिआयनाइज़ेशन के युग से लगभग 2 अरब साल बाद बनी थी। उस समय तक, बहुत सारे तारे ज़िंदा और मर चुके होंगे, और उनके बचे हुए हिस्से आस-पास के गैस और धूल के बादलों, या दूसरे तारों को उनके बनाए मेटल से “इन्फेक्ट” कर रहे होंगे। कम से कम थ्योरी तो यही थी।

लेकिन, जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST), वेरी लार्ज टेलीस्कोप (VLT), और सुबारू टेलीस्कोप से इकट्ठा किए गए डेटा का इस्तेमाल करके, लेखकों ने एक गैलेक्सी की पहचान की जिसे उन्होंने MPG-CR3 (या शॉर्ट में CR3) कहा। इस गैलेक्सी का स्पेक्ट्रल सिग्नेचर उस ज़माने की बाकी सभी गैलेक्सी से अलग था। इसमें बहुत साफ़ हाइड्रोजन और हीलियम लाइन थीं, और, खास तौर पर, इसके स्पेक्ट्रल सिग्नेचर में ऑक्सीजन जैसे “मेटल्स” लगभग पूरी तरह से नहीं थे। असल में, गैलेक्सी में तारों की मेटैलिसिटी की ऊपरी लिमिट उन्हें हमारे सूरज की मेटैलिसिटी का 0.7% रखती है। और भी दिलचस्प बात यह है कि गैलेक्सी खुद सिर्फ़ लगभग 2 मिलियन साल पुरानी लगती है – जो इसे गैलेक्टिक स्टैंडर्ड के हिसाब से काफ़ी नई बनाती है। हम इसे इतनी कम उम्र में देख पा रहे हैं, जबकि यह अरबों साल पहले बनी थी, क्योंकि स्पेस-टाइम बढ़ रहा है। CR3 काफ़ी “डस्ट-फ़्री” भी लगती है, और इसमें तारे काफ़ी छोटे हैं, खासकर इतनी पुरानी गैलेक्सी के लिए। कॉस्मिक नून के दौरान ज़्यादातर गैलेक्सी में हमारे मुकाबले सुपरमैसिव तारे होते हैं। CR3 के डेटा में एक ज़रूरी फ़ीचर नहीं है, जिसे आम तौर पर किसी भी पॉप III तारे का पता लगाने का एक अहम हिस्सा माना जाता है – हीलियम II (He II) एमिशन लाइन।

हालांकि यह ज़रूरी लाइन VLT स्पेक्ट्रल डेटा में दिखाई नहीं देती है, जो इसे डिटेक्ट कर सकता है, लेकिन लेखक इसके दो कारण बताते हैं। पहला, डेटा के उस हिस्से में पहले से ही किसी दूसरे सोर्स से एक मज़बूत “OH” एमिशन लाइन आ रही है, जो He II सिग्नल को कैंसल कर देती है। या फिर, He II सिग्नल खुद ही खत्म हो सकता था, क्योंकि तारे बनने के कुछ मिलियन साल बाद ही इसका एम्प्लिट्यूड काफी कम हो जाता है। तो सवाल बना हुआ है, अगर तारों की शुरुआती पीढ़ी के अरबों साल पहले बनने की उम्मीद थी, तो यह एक खास गैलेक्सी अरबों साल पहले बने तारों के मेटल के “पॉल्यूशन” से कैसे बच गई और यूनिवर्स के इवोल्यूशन में इतनी देर से “बेदाग” तारे कैसे बन गए। लेखकों का मानना ​​है कि इसका स्पेसिंग से लेना-देना है। असल में CR3 स्पेस में एक खाली जगह में बैठा है।

टेक्निकल शब्दों में इसे “अंडरडेंस रीजन” कहा जाता है, और लॉजिक यह है कि, जब तक CR3 जिस गैस क्लाउड से बना था, वह टूटकर तारे बनने लगा, तब तक एक्टिव तारों वाले आस-पास के इलाकों से कोई भी मेटल उस तक नहीं पहुँचा था। CR3 अपने पड़ोसियों से बहुत दूर, अकेला था, और इसके अकेलेपन ने इसे बाकी यूनिवर्स में जो हो रहा था, उससे अलग, तारों की अपनी पहली जेनरेशन बनाने में मदद की। इसे पहली खोजी गई Pop III गैलेक्सी के तौर पर कन्फर्म करने के लिए अभी और डेटा की ज़रूरत है। लेकिन अगर यह कन्फर्म हो जाता है, तो यह साइंटिस्ट्स के लिए एक बड़ा फायदा होगा, क्योंकि इन दिलचस्प तारों से भरी एक गैलेक्सी का उनके मिलने की उम्मीद से कहीं ज़्यादा करीब होना, उन्हें स्टडी करना बहुत आसान बना देगा। अगर आगे की रिसर्च He II लाइन को कन्फर्म कर सकती है, या यह पक्का एक्सप्लेनेशन दे सकती है कि यह क्यों ध्यान देने लायक नहीं है – तो कॉस्मोलॉजिस्ट इस नई, लेकिन बहुत पुरानी, ​​गैलेक्सी को देखने में बहुत समय बिताएंगे।

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