इटलीतील नॅशनल इन्स्टिट्यूट ऑफ ॲस्ट्रोफिजिक्स (INAF) मधील खगोलशास्त्रज्ञांच्या पथकाने जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) सह केलेल्या एका महत्त्वपूर्ण शोधाची घोषणा केली. हे एक सुपरमॅसिव्ह ब्लॅक होल आहे, ज्याचे टोपणनाव BiRD (ग्रेट रेड डॉट) आहे, ज्याचा प्रकाश आपल्यापर्यंत पोहोचण्यासाठी अंदाजे 10 अब्ज वर्षांचा प्रवास केला आहे, विश्वाच्या आदिम युगाची दुर्मिळ झलक देतो.
आपल्या सूर्याच्या अंदाजे 100 दशलक्ष पट वस्तुमान असलेली वैश्विक वस्तू, दुर्बिणीच्या NIRCam उपकरणाद्वारे कॅप्चर केलेल्या अवरक्त प्रतिमांमध्ये प्रकाशाचा अत्यंत तेजस्वी, बिंदू स्रोत म्हणून ओळखली गेली. क्वासार J1030+0524 च्या परिसरात स्थित, BiRD कडे पूर्वीच्या क्ष-किरण किंवा रेडिओ कॅटलॉगमध्ये कोणतेही रेकॉर्ड नव्हते, जे जेम्स वेबच्या पूर्वीच्या अदृश्य घटनांचे अनावरण करण्याच्या अद्वितीय क्षमतेवर प्रकाश टाकते.
ब्रह्मांडविज्ञानासाठी शोध एका महत्त्वपूर्ण क्षणी येतो, कारण BiRD वस्तूंच्या एका गूढ वर्गाशी संबंधित आहे जे सुरुवातीच्या विश्वात सुपरमॅसिव्ह ब्लॅक होल इतक्या वेगाने कसे वाढले हे समजून घेण्याची गुरुकिल्ली असू शकते. बिग बँग नंतर सुमारे 4 अब्ज वर्षांनी “कॉस्मिक नून” म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या कालावधीत त्याचे अस्तित्व, तारा आणि आकाशगंगा निर्मितीच्या सर्वात तीव्र टप्प्याबद्दल मौल्यवान डेटा प्रदान करते.
या शोधामागे जेम्स वेबचे तंत्रज्ञान आहे
या निरीक्षणाचे यश मुख्यत्वे JWST च्या NIRCam (नियर-इन्फ्रारेड कॅमेरा) उपकरणामुळे आहे, जे इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रममध्ये प्रकाश कॅप्चर करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे. ही क्षमता दुर्बिणीला वैश्विक वायू आणि धूळ यांच्या दाट ढगांमध्ये प्रवेश करण्यास अनुमती देते जे विश्वाच्या अनेक ऊर्जावान घटनांना अस्पष्ट करते, प्रकाश स्पेक्ट्रमच्या इतर बँडमध्ये कार्यरत दुर्बिणींमध्ये लपलेल्या संरचना उघड करते.
quasar J1030+0524 च्या आजूबाजूच्या क्षेत्राचे विश्लेषण करताना, BiRD ताबडतोब आउटलायर म्हणून उभा राहिला, अपवादात्मक ब्राइटनेसचा बिंदू स्त्रोत जो कोणत्याही ज्ञात वस्तूशी सुसंगत नाही. क्ष-किरण आणि रेडिओ सर्वेक्षणांमध्ये पूर्वीच्या शोधांचा अभाव असल्याने पुष्टी झाली की ही एक वेगळी घटना आहे, ज्याचे स्वरूप केवळ इन्फ्रारेडमधील जेम्स वेबच्या अभूतपूर्व संवेदनशीलतेमुळेच प्रकट होऊ शकते.
विश्वातील ‘लहान लाल ठिपके’चे रहस्य
2022 मध्ये ऑपरेशन्स सुरू केल्यापासून, JWST ने गूढ वस्तूंचा एक नवीन वर्ग उघड केला आहे, ज्याला “लिटल रेड डॉट्स” किंवा LRDs डब केले आहे. या वस्तू खोल-क्षेत्रातील प्रतिमांमध्ये संक्षिप्त, लालसर ठिपके म्हणून दिसतात आणि कृष्णविवर आणि आकाशगंगांच्या निर्मितीबद्दलच्या परंपरागत सिद्धांतांना आव्हान देतात, मुख्यत्वे कारण ते कृष्णविवरांना आहार देण्यापासून अपेक्षित तीव्र क्ष-किरण उत्सर्जित करत नाहीत.
LRDs चे स्वरूप स्पष्ट करण्याचा प्रयत्न करणारी अग्रगण्य गृहीते सूचित करते की ते भविष्यातील सुपरमासिव्ह ब्लॅक होलचे “बिया” आहेत. या वस्तू गॅस आणि धुळीच्या जाड कोकूनमध्ये गुंडाळल्या जातील, एक प्रकारचा लिफाफा जो क्ष-किरणांसारख्या जवळजवळ सर्व उच्च-ऊर्जा किरणोत्सर्ग शोषून घेतो, परंतु अवरक्त प्रकाश, लांब तरंगलांबीसह, बाहेर पडू देतो आणि जेम्स वेबद्वारे शोधला जातो.
अस्पष्ट सामग्रीचा हा थर त्याच्या स्वरूपाचे रहस्य स्पष्ट करेल. मध्यवर्ती कृष्णविवर त्याच्या सभोवतालच्या वस्तूंवर उत्कटतेने आहार घेत असताना, सोडलेली ऊर्जा लिफाफाद्वारे “फिल्टर” केली जाते, ज्यामुळे वस्तू एक्स-रे वेधशाळांना व्यावहारिकदृष्ट्या अदृश्य होते. अशाप्रकारे, जेडब्ल्यूएसटी जे पाहते ते तापलेल्या धुळीमुळे पुन्हा उत्सर्जित होणारी इन्फ्रारेड चमक आहे, ज्यामुळे त्याला वैशिष्ट्यपूर्ण लालसर रंग प्राप्त होतो.
BiRD, तथापि, त्याच्या विलक्षण तेजासाठी LRDs मध्ये वेगळे आहे. शास्त्रज्ञांचा असा विश्वास आहे की तो क्षणिक, अत्यंत वेगाने वाढणारा टप्पा दर्शवू शकतो, जेव्हा कृष्णविवर अपवादात्मक दराने वस्तुमान जमा करत असते. यामुळे कमी कालावधीत वैश्विक राक्षस तयार होऊ शकणाऱ्या यंत्रणेचा अभ्यास करण्यासाठी ही एक परिपूर्ण वैश्विक प्रयोगशाळा बनते.
वर्णपट विश्लेषणामुळे BiRD ची ओळख दिसून येते
BiRD च्या स्वरूपाची पुष्टी करण्यासाठी, संशोधन पथकाने त्याच्या प्रकाश स्पेक्ट्रमचे तपशीलवार विश्लेषण केले. परिणामाने आयनीकृत हायड्रोजनच्या मजबूत शोषण रेषा, विशेषत: पासचेन गामा रेषा, तसेच हेलियमची चिन्हे प्रकट केली. हे स्पेक्ट्रल मार्कर महत्त्वपूर्ण आहेत कारण ते आपल्याला ऑब्जेक्टच्या अंतराची अचूक गणना करण्यास आणि वस्तुमान सारख्या भौतिक गुणधर्मांचा अंदाज लावण्याची परवानगी देतात.
फेडेरिका लोयाकोनो, INAF संशोधक आणि अभ्यासाचे नेते, यांनी स्पष्ट केले की प्राप्त केलेला स्पेक्ट्रम सामान्य ताऱ्याशी सुसंगत नाही. वर्णक्रमीय रेषांची रुंदी आणि रासायनिक गुणधर्म यासारखी निरीक्षण केलेली वैशिष्ट्ये, उच्च-घनतेच्या वायूने वेढलेल्या सक्रिय कृष्णविवराकडे निःसंदिग्धपणे निर्देशित करतात आणि वारा किंवा पदार्थाचा प्रवाह अवकाशात वाहून गेल्याची तीव्र चिन्हे आहेत.
विश्लेषणातून असेही दिसून आले आहे की BiRD इतर दोन आधीच पुष्टी झालेल्या LRD सोबत उल्लेखनीय वैशिष्ट्ये सामायिक करतो, ज्यांना “रोसेटा स्टोन” (रेडशिफ्ट z ≈ 2.26 सह) आणि RUBIES-BLAGN-1 (z ≈ 3.1) म्हणून ओळखले जाते. मध्यवर्ती कृष्णविवराच्या वस्तुमान आणि हेलियम रेषांमधील समानता सूचित करते की ते वस्तूंचे दुर्मिळ कुटुंब तयार करतात, वैश्विक उत्क्रांतीबद्दल सैद्धांतिक मॉडेल्सची चाचणी घेण्यासाठी अनेक उदाहरणे देतात.
ऑब्जेक्ट वेगळे करणारी अद्वितीय वैशिष्ट्ये
BiRD इतर LRDs पेक्षा त्याच्या उल्लेखनीय प्रकाशामुळे आणि quasar J1030 च्या आसपास इमेजिंग क्षेत्रात त्याच्या प्रमुख स्थानामुळे वेगळे आहे. हे संयोजन इतर लाल ठिपक्यांच्या तुलनेत तपशीलवार अभ्यासासाठी अधिक प्रवेशयोग्य लक्ष्य बनवते, जे सामान्यतः कमी असतात आणि निरीक्षणासाठी लक्षणीय वेळ आवश्यक असते. त्याच्या प्रकाशाच्या विश्लेषणाने केवळ त्याची रचनाच नाही तर “बाहेर जाणाऱ्या प्रवाह” ची उपस्थिती देखील उघड केली आहे, जे उच्च वेगाने बाहेर टाकल्या जाणाऱ्या वायूचे प्रवाह आहेत, ही घटना तीव्र ब्लॅक होल फीडिंग क्रियाकलापांशी संबंधित आहे.
क्ष-किरण उत्सर्जनाची पूर्ण अनुपस्थिती दाट लिफाफा सिद्धांताला बळकट करते. वायू आणि धुळीचा हा कोकून इतका जाड आहे की तो ब्लॅक होलच्या घटना क्षितिजाजवळ निर्माण होणारे सर्व उच्च-ऊर्जा किरणोत्सर्ग शोषून घेतो. त्याच वेळी, त्याच्या स्पेक्ट्रममधील रेषांची रुंदी हे दर्शवते की पदार्थ कृष्णविवराभोवती चक्राकार गतीने प्रदक्षिणा घालतो, त्याच्या केंद्रस्थानी एक अत्यंत भव्य आणि संक्षिप्त वस्तूच्या उपस्थितीची पुष्टी करतो. हे दुहेरी स्वाक्षरी—तीव्र अवरक्त चमक आणि क्ष-किरण शांतता—एका सुपरमॅसिव्ह ब्लॅक होलच्या उत्क्रांतीच्या महत्त्वपूर्ण आणि संक्षिप्त टप्प्याचे स्पष्ट प्रोफाइल प्रदान करते.
वैश्विक राक्षसांच्या निर्मितीसाठी परिणाम
BiRD सारख्या वस्तूंचा शोध ब्लॅक होलच्या वाढीच्या पारंपारिक मॉडेलला आव्हान देऊन एक्स्ट्रागॅलेक्टिक ॲस्ट्रोफिजिक्समध्ये क्रांती घडवत आहे. विश्वविज्ञानातील सर्वात मोठी अज्ञात गोष्ट म्हणजे हे वैश्विक राक्षस महास्फोटानंतर एक अब्ज वर्षांहून कमी कालावधीत सूर्याच्या अब्जावधी पट वस्तुमानापर्यंत कसे पोहोचले. ताऱ्यांच्या अवशेषांमधून हळूहळू वाढीवर आधारित पारंपारिक मॉडेल्स या वेळापत्रकाचे स्पष्टीकरण देऊ शकत नाहीत. BiRD आणि इतर LRD चे अस्तित्व पर्यायी सिद्धांतांना समर्थन देते, जसे की “डायरेक्ट कोलॅप्स”, ज्यामध्ये आदिम वायूचे प्रचंड ढग थेट कोसळून हजारो सौर वस्तुमान असलेल्या कृष्णविवरांचे “बिया” तयार होतात. हा अधिक मजबूत प्रारंभिक बिंदू इतर कृष्णविवरांमध्ये विलीनीकरणाद्वारे आणि पदार्थाच्या सतत वाढीद्वारे वेगवान वाढ करण्यास अनुमती देईल. ब्रह्मांडीय दुपारच्या वेळी त्याच्या आधीच लक्षणीय वस्तुमान असलेले BiRD, या जलद उत्क्रांतीच्या मार्गाचे उत्तम उदाहरण देते. या काळातील LRD च्या विपुलतेचा अंदाज असे सूचित करतो की ही एक वेगळी घटना नव्हती, तर एक कार्यक्षम आणि सामान्य यंत्रणा होती ज्याने सुरुवातीच्या विश्वाचे शिल्प तयार करण्यास मदत केली.
वैश्विक दुपारच्या शोधात एक नवीन अध्याय
जेम्स वेब स्पेस टेलिस्कोपची रचना विशेषत: वेळ आणि अवकाशाच्या खोलात डोकावून पाहण्यासाठी करण्यात आली होती आणि BiRD सारख्या शोधांनी हे दाखवून दिले आहे की ते आपले ध्येय यशस्वीरित्या पूर्ण करत आहे. दुर्बिणीने “वैश्विक मध्यान्ह” मध्ये एक नवीन विंडो उघडली आहे, जे गतिमान विश्व प्रकट करते जे पूर्वी आमच्या दृश्यापासून पूर्णपणे लपलेले होते, धूळाच्या पडद्याने झाकलेले होते.
या यशाच्या आधारे, शास्त्रज्ञांनी आकाशातील विविध प्रदेशांमध्ये इतर LRD चा शोध विस्तृत करण्याची योजना आखली आहे. या वस्तूंचे वितरण मॅप करण्यासाठी, त्यांचे गुणधर्म समजून घेण्यासाठी आणि विश्वाच्या इतिहासाच्या सुरुवातीच्या काळात कृष्णविवर आणि आकाशगंगा यांच्या संयुक्त उत्क्रांतीमध्ये त्यांची भूमिका मोजण्यासाठी त्यांचा सांख्यिकीयदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण नमुना तयार करणे हे उद्दिष्ट आहे.
प्रकाशन आणि वैज्ञानिक सहयोग
या संशोधनाचे तपशीलवार परिणाम ३० ऑक्टोबर २०२५ रोजी खगोलशास्त्र आणि खगोल भौतिकी या प्रतिष्ठित वैज्ञानिक जर्नलमध्ये प्रकाशित करण्यात आले. आधुनिक विज्ञानातील आंतरराष्ट्रीय सहकार्याची ताकद, JADES आणि UNCOVER सारख्या पूर्वीच्या मोठ्या सर्वेक्षणांमधील माहितीसह JWST कडील डेटा एकत्रित करून, अधिक मजबूत चित्र तयार करण्यासाठी हा अभ्यास उदाहरण देतो.
