वेब ने ब्रह्मांड में दूर की आकाशगंगा में धातुओं के बिना पहले सितारों की पुष्टि की है

जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप ने ब्रह्मांड के पहले सितारों के स्पष्ट संकेतों की पहचान की है। यह खोज बिग बैंग के ठीक 400 मिलियन वर्ष बाद आकाशगंगा GN-z11 के पास हुई। स्रोत, जिसे हेबे कहा जाता है, गैलेक्टिक नाभिक से लगभग 3 हजार पारसेक की दूरी पर स्थित है और इसमें भारी तत्वों का कोई निशान नहीं दिखता है। यह खोज तथाकथित पॉपुलेशन III सितारों के बारे में दशकों पुरानी सैद्धांतिक भविष्यवाणियों की पुष्टि करती है, जो विशेष रूप से प्राइमर्डियल हाइड्रोजन और हीलियम से बने हैं।

आयनीकृत हीलियम से धातुओं की पूर्ण अनुपस्थिति का पता चलता है

हाल के वेब अवलोकनों में आयनित हीलियम (He II λ1640) की वर्णक्रमीय रेखा स्पष्ट तीव्रता के साथ उभरी। यह उत्सर्जन अत्यधिक ऊर्जावान पराबैंगनी विकिरण को इंगित करता है, जो लगातार दो बार हीलियम को आयनित करने में सक्षम है। विश्लेषण किए गए स्पेक्ट्रम में भारी तत्वों की कोई रेखा दिखाई नहीं दी, जिससे हाल की तारकीय आबादी या रासायनिक संदूषण की संभावना समाप्त हो गई।

खगोलविदों ने ज्ञात उत्सर्जन में विशिष्ट घटकों की पहचान की है। उनमें से एक आदिम सितारों के विशाल समूह की सैद्धांतिक अपेक्षाओं से पूरी तरह मेल खाता है। कम्प्यूटेशनल मॉडल दिखाते हैं कि लगभग 100,000 सौर द्रव्यमान वाले कुल द्रव्यमान वाला क्लस्टर स्वाभाविक रूप से अवलोकन संबंधी डेटा की व्याख्या करता है। सिद्धांत और व्यवहार के बीच यह समझौता अवलोकन संबंधी ब्रह्मांड विज्ञान में एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर दर्शाता है।

GN-z11 प्रारंभिक ब्रह्मांड तक पहुंच प्रदान करता है

आकाशगंगा GN-z11 में 10.6 का ब्रह्माण्ड संबंधी रेडशिफ्ट है, जो इसे अब तक गहराई से अध्ययन की गई सबसे दूर की वस्तुओं में से एक बनाता है। हेबे के आसपास की गैस को पिछली तारकीय पीढ़ियों द्वारा उत्सर्जित धातुओं से खुद को समृद्ध करने के लिए पर्याप्त समय नहीं मिला है। यह रासायनिक शुद्धता जनसंख्या III के लिए अनुमानित स्थितियों को बनाए रखती है, जिसमें सतह का तापमान 100,000 डिग्री तक पहुंच जाता है और पराबैंगनी विकिरण का बड़े पैमाने पर उत्पादन होता है।

• हे II उत्सर्जन भारी धातु संदूषण के बिना उत्पन्न होता है।
• अनुमानित क्लस्टर में स्थापित सैद्धांतिक सीमाओं के अनुरूप द्रव्यमान है।
• GN-z11 के केंद्र की दूरी लगभग 3 किलोपारसेक है।
• रेडशिफ्ट बिग बैंग के बाद 400 मिलियन वर्ष की आयु की पुष्टि करता है।
• 2001 के मॉडलों ने अब देखी गई वर्णक्रमीय रेखा की सटीक भविष्यवाणी की।

पिछले शोध ने पहले ही उल्लेखनीय सटीकता के साथ इस संभावना का संकेत दिया है। 2001 में प्रकाशित एक पेपर में पहली पीढ़ी के सितारों से निकलने वाले इस वर्णक्रमीय हस्ताक्षर की सटीक भविष्यवाणी की गई थी। वर्तमान कार्य वैज्ञानिक भविष्यवाणियों को मान्य करते हुए, दो दशक पहले की इन सैद्धांतिक गणनाओं के साथ वेब की अभूतपूर्व टिप्पणियों को क्रॉस-रेफरेंस करता है।

ब्लैक होल बीज के रूप में महाविशाल तारे

देवेश नंदल के नेतृत्व में पूरक अनुसंधान, ब्लैक होल के संभावित पूर्वज के रूप में सुपरमैसिव सितारों की जांच करता है। ये तारे ढह सकते हैं और स्पंदित एपिसोड में बड़े पैमाने पर नुकसान वाली प्रक्रिया के माध्यम से बड़े पैमाने पर ब्लैक होल के बीज बन सकते हैं। तारा सिकुड़ता है, हाइड्रोजन को जलाता है और सापेक्षिक अस्थिरता में प्रवेश करता है, क्रमिक स्पंदन में सामग्री की परतों को बाहर निकालता है।

गणना में विभिन्न रासायनिक प्रचुरता वाले पांच मॉडलों का पालन किया गया। लगभग शुद्ध हाइड्रोजन और हीलियम परिदृश्य में, चार अलग-अलग द्रव्यमान निष्कासन प्रकरण घटित हुए। पिछले एपिसोड ने खोई हुई सामग्री का सबसे बड़ा हिस्सा योगदान दिया। परिणामी लिफ़ाफ़ा दूर की आकाशगंगाओं में वेब टेलीस्कोप द्वारा खोजे गए “छोटे लाल बिंदुओं” में देखे गए वातावरण का निर्माण करता है।

घने कोकून “छोटे लाल बिंदु” की व्याख्या करते हैं

वेब के अवलोकनों से सघन, लाल रंग की गैलेक्टिक नाभिकों की एक दिलचस्प आबादी का पता चला। ये वस्तुएं क्वासर गठन के युग के दौरान दिखाई दीं, जो पिछले स्पष्टीकरणों को चुनौती देने वाले गुणों का प्रदर्शन करती थीं। नए मॉडल से पता चलता है कि सुपरमैसिव सितारों के देर से बड़े पैमाने पर नुकसान से घने कोकून बनते हैं जो इन “छोटे लाल बिंदुओं” के देखे गए गुणों को पुन: उत्पन्न करते हैं।

उत्सर्जित सामग्री हाइड्रोजन, हीलियम और नाइट्रोजन से समृद्ध है, जो विश्लेषण किए गए स्पेक्ट्रा में दिखाई देने वाले बहुतायत पैटर्न का निर्माण करती है। रेडियल स्पंदन और स्थिरता निदान की गणना का उपयोग करते हुए, खगोलविदों ने गैस अभिवृद्धि की समाप्ति के बाद विकास का अनुसरण किया। नतीजे बताते हैं कि कॉम्पैक्ट कोकून की भौतिक उत्पत्ति एकत्रित स्पेक्ट्रोस्कोपिक डेटा के साथ पूरी तरह फिट बैठती है।

ब्रह्माण्ड विज्ञान और संरचना निर्माण के लिए निहितार्थ

जनसंख्या III सितारों की पुष्टि प्रारंभिक ब्रह्मांड की पहेली को एक साथ जोड़ने में मदद करती है। ये तारे तीव्र पराबैंगनी विकिरण कारखानों के रूप में कार्य करते थे, आसपास की गैस को आयनित करते थे और बड़ी संरचनाओं के निर्माण को प्रभावित करते थे। अरबों वर्षों में धीरे-धीरे बढ़ने वाले हल्के बीजों पर निर्भर रहने के बजाय, सुपरमैसिव ब्लैक होल का मार्ग अधिक सीधा और कुशल मार्ग प्राप्त करता है।

भविष्य के वेब अवलोकनों को प्रारंभिक ब्रह्मांड के विभिन्न क्षेत्रों में अधिक समान हस्ताक्षरों की तलाश करनी चाहिए। टीमें अलग-अलग संदर्भों में जनसंख्या III सितारों के अंश को सटीक रूप से मापने के लिए अन्य दूर की आकाशगंगाओं के आसपास के वातावरण का मानचित्र बनाने की योजना बना रही हैं। वर्तमान डेटा पहले से ही वैकल्पिक परिदृश्यों को सीमित करता है, जिसमें ब्लैक होल या धातु-खराब वुल्फ-रेएट सितारों जैसे स्रोत देखे गए गुणों का केवल एक हिस्सा समझाते हैं। शोध दर्शाता है कि कैसे वेब टेलीस्कोप दशकों पुरानी सैद्धांतिक भविष्यवाणियों को प्रारंभिक ब्रह्मांड के ठोस, मापने योग्य साक्ष्य में बदल देता है।