ब्रह्मांड का आधा पदार्थ गायब था। खगोलविदों ने अभी-अभी इसका पता लगाया

आकाशगंगाओं के आस-पास के अंतरिक्ष में, यह आयनित हाइड्रोजन के विशाल, अदृश्य बादलों के रूप में छिपा हुआ है। आम तौर पर, इसे देखना असंभव होगा – लेकिन खगोलविदों और खगोल भौतिकीविदों की एक बड़ी अंतरराष्ट्रीय टीम ने एक ऐसी तकनीक विकसित की है जो सितारों के बीच अंधेरे में इसके छिपने के स्थानों को प्रकट करती है। सर्वेक्षण कार्यक्रम पुष्टि करते हैं कि ब्रह्मांड के लापता आधे पदार्थ हाइड्रोजन की एक अंतर-आकाशगंगा धुंध का रूप लेते हैं जो आकाशगंगाओं के सक्रिय कोर से कहीं अधिक दूर तक फैली हुई है, जितना पहले किसी ने सोचा था। “हमें लगता है कि, एक बार जब हम आकाशगंगा से दूर चले जाते हैं, तो हम सभी लापता गैस को पुनः प्राप्त कर लेते हैं,” कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले और लॉरेंस बर्कले राष्ट्रीय प्रयोगशाला के खगोलशास्त्री बोरियाना हडज़िस्का कहते हैं।

“अधिक सटीक होने के लिए, हमें सिमुलेशन के साथ सावधानीपूर्वक विश्लेषण करना होगा, जो हमने नहीं किया है। हम सावधानीपूर्वक काम करना चाहते हैं।” सामान्य या बैरियोनिक पदार्थ, ब्रह्मांड के पदार्थ-ऊर्जा वितरण का लगभग 5 प्रतिशत बनाता है; बाकी डार्क मैटर (27 प्रतिशत) और डार्क एनर्जी (68 प्रतिशत) है। डार्क मैटर और डार्क एनर्जी एक अलग ही चीज़ है, लेकिन गायब बैरियोनिक पदार्थ का रहस्य एक ऐसा रहस्य है जिसने दशकों से वैज्ञानिकों को परेशान किया है। समस्या यह है कि हम बस यह नहीं जानते कि इसका एक बड़ा हिस्सा कहाँ है। हाइड्रोजन परमाणुओं द्वारा ब्रह्मांड का लगभग 90 प्रतिशत और द्रव्यमान द्वारा 73 प्रतिशत बनाता है; इसलिए गायब बैरियोनिक पदार्थ का एक बड़ा हिस्सा हाइड्रोजन है। वैज्ञानिकों का अनुमान है कि हमने ब्रह्मांड के 50 प्रतिशत से अधिक हाइड्रोजन को खो दिया है।

अंतरिक्ष में हाइड्रोजन विकिरण द्वारा आयनित हो सकता है, जिससे यह मंद रूप से चमकता है, लेकिन आकाशगंगाओं के बीच के स्थान में, गैस बहुत अधिक फैली हुई है, और चमक बहुत मंद है, जिससे इसे आसानी से पहचाना नहीं जा सकता है। लेकिन हाइड्रोजन के अदृश्य बादल को खोजने के एक से अधिक तरीके हैं। एक तरीका जो लोकप्रिय हो रहा है, वह है इसके पीछे के प्रकाश में होने वाले परिवर्तनों को देखना – ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि, ब्रह्मांड में जीवाश्म ‘पहला प्रकाश’ जो ब्रह्मांड में व्याप्त है। लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी के ब्रह्मांड विज्ञानी सिमोन फेरारो कहते हैं, “ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि ब्रह्मांड में हम जो कुछ भी देखते हैं, उसके पीछे है। यह देखने योग्य ब्रह्मांड का किनारा है।” “तो आप इसे बैकलाइट के रूप में उपयोग कर सकते हैं ताकि यह देखा जा सके कि गैस कहाँ है।”

जब यह प्रकाश आयनित हाइड्रोजन के फैले हुए बादलों से होकर गुजरता है, तो इसे गैस में इलेक्ट्रॉनों को बिखेरने के कारण चमकीला या मंद किया जा सकता है। इसे गतिज सुनयेव-ज़ेल्डोविच प्रभाव कहा जाता है। जैसा कि आप शायद कल्पना कर सकते हैं, हालांकि, ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि वास्तव में फीकी है और इसे देखना भी मुश्किल है। इसलिए, समाधान स्टैकिंग है। आप बहुत सारे अवलोकन लेते हैं और उन्हें वास्तव में बहुत फीकी विशेषताओं पर जोर देने के लिए स्टैक में एक दूसरे के ऊपर रखते हैं। शोधकर्ताओं ने मिल्की वे के 8 बिलियन प्रकाश वर्ष के दायरे में दस लाख से ज़्यादा चमकती लाल आकाशगंगाओं के लिए ऐसा किया।

उनके नतीजों से पता चला कि इन आकाशगंगाओं के चारों ओर लिपटा हाइड्रोजन का प्रभामंडल हमारे अनुमान से कहीं ज़्यादा बड़ा है। यह इस बात की भी संभावना को दर्शाता है कि प्रभामंडल इस सर्वेक्षण में पता लगाए जा सकने वाले प्रभामंडल से कहीं ज़्यादा बड़े हैं। फेरारो कहते हैं, “मापन निश्चित रूप से सभी गैसों को खोजने के अनुरूप है।” हालांकि, जैसा कि खगोल विज्ञान में आम है, इस खोज ने नए सवाल भी खड़े किए हैं। हाइड्रोजन प्रभामंडल को आकाशगंगा के बाहर से उस पर गिरने वाली गैस और आकाशगंगा के केंद्र में मौजूद सुपरमैसिव ब्लैक होल के सक्रिय चरणों दोनों से पोषण मिलता है। जब ब्लैक होल तेज़ गति से पोषण प्राप्त करता है, तो इसका चुंबकीय क्षेत्र पदार्थ के विशाल जेट लॉन्च करता है जो लाखों प्रकाश वर्ष दूर अंतरिक्ष में विस्फोट कर सकता है, और शक्तिशाली हवाएँ सभी दिशाओं में बाहर की ओर विस्फोट करती हैं, जो आकाशगंगा के अंदर मौजूद किसी भी गैस को अपने साथ धकेलती हैं, जिससे तारों का निर्माण कम हो जाता है (क्योंकि तारे गैस से बनते हैं)।

अपेक्षा से अधिक बड़े प्रभामंडल की खोज से पता चलता है कि ब्लैक होल की गतिविधि एपिसोडिक हो सकती है, जो चालू और बंद हो सकती है। यह ब्लैक होल के अन्य दिलचस्प अवलोकनों के अनुरूप है जो निष्क्रिय प्रतीत होते हैं और अचानक जीवन में बदल जाते हैं। यह ऐसी जानकारी है जो आकाशगंगा विकास के हमारे मॉडल के लिए प्रासंगिक है।यह पहेली का केवल एक हिस्सा है। ब्रह्मांड के लापता बैरियन को मैप करने के अन्य प्रयासों से पता चलता है कि उनमें से कुछ डार्क मैटर के तंतुओं में बंधे हैं जो ब्रह्मांडीय वेब बनाते हैं, जो विशाल दूरी पर आकाशगंगाओं को जोड़ते हैं। टीम के काम ने खगोलविदों को हाइड्रोजन की तलाश करने का एक नया तरीका दिया है; अब उन्हें बस टुकड़ों को एक साथ जोड़ना है।

“यह काम अनुसंधान की एक रोमांचक नई लाइन के लिए दरवाजा खोलता है,” वे अपने पेपर में लिखते हैं। “गैस और डार्क मैटर के बीच संबंध को समझना न केवल भविष्य के ब्रह्मांड विज्ञान विश्लेषण में सहायता करेगा, बल्कि आकाशगंगा निर्माण और विकास को समझने में भी हमारी मदद करेगा। यह शोधपत्र बड़े ब्रह्मांडीय सर्वेक्षणों के युग में ब्रह्मांडीय गैस की जटिलताओं को उजागर करने के उद्देश्य से किए जा रहे कार्यों के बढ़ते समूह में एक आवश्यक हिस्सा जोड़ता है।” यह शोध फिजिकल रिव्यू लेटर्स में प्रस्तुत किया गया है, और arXiv पर उपलब्ध है।

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