नेशनल सेंटर फॉर रेडियो एस्ट्रोफिजिक्स ऑफ इंडिया (NCRA-TIFR) के खगोलविदों ने अलकनंदा नामक एक परिपक्व सर्पिल आकाशगंगा की पहचान की घोषणा की, जो 12 अरब साल पहले अस्तित्व में थी। संरचना को जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) द्वारा कैप्चर किया गया था और प्रारंभिक ब्रह्मांड में एक संगठित गठन का पता चलता है, जब ब्रह्मांड केवल 1.5 बिलियन वर्ष पुराना था। यह खोज नवंबर 2025 में उपकरण द्वारा एकत्र किए गए डेटा के विश्लेषण के दौरान हुई, और गैलेक्टिक विकास के पारंपरिक मॉडल पर सवाल उठाती है।
आकाशगंगा का व्यास लगभग 30 हजार प्रकाश-वर्ष है, जो आकाशगंगा के एक तिहाई के बराबर है, और यह लगभग 10 अरब सितारों का घर है। शोधकर्ता इस बात पर प्रकाश डालते हैं कि ऐसी जटिलता वर्तमान ब्रह्मांड विज्ञान द्वारा अराजक माने जाने वाले काल में उत्पन्न होती है। यह अध्ययन एस्ट्रोनॉमी एंड एस्ट्रोफिजिक्स जर्नल में प्रकाशित हुआ था, जो इन्फ्रारेड अवलोकनों पर आधारित था, जिससे दूरस्थ विवरणों की कल्पना करना संभव हो गया।
- व्यास: 30 हजार प्रकाश वर्ष.
- तारों की संख्या: 10 अरब.
- उस समय ब्रह्माण्ड की आयु: 1.5 अरब वर्ष।
- तारा निर्माण दर: वर्तमान आकाशगंगा की तुलना में 20 से 30 गुना अधिक।
अलकनंदा की विशेषताएँ
अलकनंदा सममित सर्पिल भुजाओं और एक उज्ज्वल केंद्रीय कोर को प्रदर्शित करती है, जो परिपक्व आकाशगंगाओं की विशिष्ट विशेषताएं हैं। यह कॉन्फ़िगरेशन गैस अभिवृद्धि और स्थिर रोटेशन की प्रक्रियाओं का सुझाव देता है जो त्वरित दर पर होती हैं। अवलोकनों से संकेत मिलता है कि घूमने वाली डिस्क तेजी से स्थिर हो गई, जो ब्रह्मांडीय भोर में अनियमित संरचनाओं की अपेक्षाओं के विपरीत थी।
JWST डेटा पराबैंगनी और दृश्यमान में उच्च चमक को प्रकट करता है, जो युवा और विशाल सितारों की उपस्थिति की पुष्टि करता है। आकाशगंगा एक व्यवस्थित घूर्णन बनाए रखती है, जिसके किनारों पर थोड़ी अशांति पाई जाती है। इस स्थिरता का तात्पर्य अनुकूल स्थानीय परिस्थितियों से है, जो संभवतः कुशल डार्क मैटर हेलो से प्रभावित है।
https://twitter.com/jameswebb_nasa/status/1995994993207497194?ref_src=twsrc%5Etfwपता लगाने की प्रक्रिया
यह पहचान JWST द्वारा कैप्चर की गई 70,000 वस्तुओं की समीक्षा के दौरान सामने आई। एनसीआरए-टीआईएफआर में डॉक्टरेट छात्रा, शोधकर्ता राशि जैन ने इन्फ्रारेड छवियों में सर्पिल पैटर्न देखा। स्पेक्ट्रोस्कोपिक विश्लेषणों ने पृथ्वी से 12 अरब प्रकाश वर्ष की दूरी तय करते हुए रेडशिफ्ट की पुष्टि की।
2021 में लॉन्च किया गया JWST, तरंग दैर्ध्य पर काम करता है जो ब्रह्मांडीय धूल में प्रवेश करता है, छिपी हुई संरचनाओं को प्रकट करता है। टीम ने सममित आकृतियों को प्राथमिकता देते हुए उम्मीदवारों को फ़िल्टर करने के लिए एल्गोरिदम का उपयोग किया। टाटा इंस्टीट्यूट ऑफ फंडामेंटल रिसर्च के साथ सहयोग से डेटा सत्यापन में तेजी आई।
अतिरिक्त अवलोकनों में आंतरिक गतिशीलता का अनुकरण करने के लिए कम्प्यूटेशनल मॉडलिंग शामिल थी। प्रारंभिक परिणामों को दूर की आकाशगंगाओं के मौजूदा कैटलॉग के साथ क्रॉस-रेफ़र किया गया था। उपयोग की गई तकनीक दूरबीन के निकट-अवरक्त कैमरे, NIRCam की संवेदनशीलता को उजागर करती है।
इसी तरह की खोजें, जैसे प्रारंभिक समय में विशाल आकाशगंगाएँ, बड़े नमूनों की आवश्यकता को सुदृढ़ करती हैं। इस प्रक्रिया में कई महीनों तक सुधार करना पड़ा, जिसका समापन नवंबर में प्रकाशन के रूप में हुआ।
ब्रह्माण्ड विज्ञान के लिए निहितार्थ
वर्तमान मॉडल भविष्यवाणी करते हैं कि सर्पिल आकाशगंगाओं को व्यवस्थित होने में अरबों वर्षों की आवश्यकता होती है, जिसमें विलय और टकराव युवा ब्रह्मांड पर हावी होते हैं। अलकनंदा इंगित करती है कि ठंडी, स्थिर डिस्क पहले उभरी थीं, संभवतः लेमिनर गैस अभिवृद्धि वाले क्षेत्रों में। यह दक्षता हाइड्रोडायनामिक सिमुलेशन में संशोधन का सुझाव देती है, जो तारा निर्माण दर को 20 से 30 गुना कम आंकती है।
अनुसंधान प्रारंभिक ब्रह्मांड में स्थानीय विविधताओं की ओर इशारा करता है, जहां कुछ प्रभामंडलों ने सामग्री के तेजी से अवसादन की अनुमति दी थी। प्रचुर मात्रा में भारी धातुओं की उपस्थिति इस बात को पुष्ट करती है कि सुपरनोवा जल्दी घटित हुआ, जिससे अंतरतारकीय माध्यम समृद्ध हुआ। छोटी आकाशगंगाओं के एक साथ एकत्रित होने के साथ नीचे से ऊपर के पदानुक्रम के सिद्धांतों को सीधे सवालों का सामना करना पड़ता है।
भविष्य के अध्ययन यह पता लगा सकते हैं कि क्या अलकनंदा एक दुर्लभ या सामान्य वर्ग का प्रतिनिधित्व करती है, जो जटिल संरचनाओं के घनत्व अनुमान को बदल देती है। चिली में ALMA के डेटा के साथ एकीकरण का उद्देश्य धूल और आणविक गैस का मानचित्रण करना है।
आकाशगंगा से तुलना
अलकनंदा में आकाशगंगा के समान विशेषताएं हैं, जैसे कि अच्छी तरह से परिभाषित सर्पिल भुजाएं और एक घना केंद्रीय उभार। दोनों किनारों पर 200 किमी/सेकेंड तक की गति के साथ अलग-अलग घूर्णन प्रदर्शित करते हैं। हालाँकि, प्राचीन आकाशगंगा हमारी वर्तमान मध्यम दर के विपरीत, तीव्र गति से तारे बनाती है।
मतभेदों में अलकनंदा की बाहरी पहुंच में अधिक अनियमितता शामिल है, संभवतः शुरुआती बातचीत के कारण। कुल तारकीय द्रव्यमान आकाशगंगा के एक तिहाई के बराबर है, लेकिन कोर अधिक गतिविधि पर ध्यान केंद्रित करता है। अवलोकनों से संकेत मिलता है कि सुपरमैसिव फीडबैक प्रक्रियाएं, जैसे कि ब्लैक होल जेट, ने भी इसी तरह जल्दी काम किया।
भविष्य के अवलोकनों की योजना बनाई
टीम ने रासायनिक संरचना पर ध्यान केंद्रित करते हुए विस्तृत स्पेक्ट्रोस्कोपी के लिए JWST में अतिरिक्त सत्र की योजना बनाई है। ALMA मिलीमीटर उत्सर्जन का पता लगाने, ठंडी गैस के भंडार का खुलासा करने में सहायता करेगा। अंतर्राष्ट्रीय सहयोग का लक्ष्य अलकनंदा के निर्माण को पुन: उत्पन्न करने के लिए उच्च-रिज़ॉल्यूशन सिमुलेशन करना है।
अपेक्षित परिणामों में आस-पास के साथियों की मैपिंग शामिल है, जो सर्पिल भुजाओं के ट्रिगर होने की व्याख्या कर सकता है। भू-आधारित दूरबीनों में निवेश कक्षीय अवलोकनों का पूरक है। अतिरिक्त खोजें गैलेक्टिक परिपक्वता समयरेखा को रीसेट कर सकती हैं।
वर्तमान सैद्धांतिक चुनौतियाँ
स्थिर डिस्क के लिए लंबे समय तक गुरुत्वाकर्षण पतन समय की भविष्यवाणी करने में सिद्धांतों को विसंगतियों का सामना करना पड़ता है। अलकनंदा को प्राइमर्डियल गैस में अशांति और चिपचिपाहट मापदंडों के समायोजन की आवश्यकता होती है। लैम्ब्डा-सीडीएम मॉडल, मानक ब्रह्मांड विज्ञान का आधार, वैध बने हुए हैं, लेकिन गैलेक्टिक स्केल पर शोधन की आवश्यकता है।
शोधकर्ताओं का कहना है कि इस तरह के अपवाद सामान्य तस्वीर को अमान्य किए बिना, समझ को समृद्ध करते हैं। दुर्लभता को प्रासंगिक बनाने के लिए समान आबादी का सांख्यिकीय विश्लेषण एक प्राथमिकता है।
खगोलविद इस बात पर जोर देते हैं कि JWST निरंतर सैद्धांतिक पुनरावृत्तियों को बढ़ावा देते हुए, ब्रह्मांडीय विसंगतियों की सूची का विस्तार करना जारी रखता है।