जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) का उपयोग करने वाले खगोलविदों ने विशाल आकाशगंगा GN20 में एक तारकीय बार की पहचान की है। बिग बैंग के ठीक 1.5 अरब वर्ष बाद देखी गई यह खोज आकाशगंगा निर्माण के मानक मॉडल द्वारा स्थापित अपेक्षाओं को चुनौती देती है। लीडेन विश्वविद्यालय के लेइंडर्ट ए. बूगार्ड के नेतृत्व में अध्ययन, 14 मई को प्री-पब्लिकेशन सर्वर arXiv को प्रस्तुत किया गया था, जिसमें ऐसी युवा आकाशगंगाओं में पहले से असंभावित मानी जाने वाली घटना पर प्रकाश डाला गया था।
तारकीय पट्टियाँ तारों की लम्बी संरचनाएँ हैं जो एक आकाशगंगा के केंद्र को पार करती हैं, जो ब्रह्मांडीय फ़नल के रूप में कार्य करती हैं। वे गैस को गैलेक्टिक कोर में प्रवाहित करते हैं, जो तारे के निर्माण को तेज करता है, केंद्रीय ब्लैक होल को पोषण देता है और घने कोर के निर्माण में योगदान देता है। निकटवर्ती ब्रह्मांड में, ये पट्टियाँ आकाशगंगा सहित आम हैं, लेकिन इनका निर्माण एक धीमी प्रक्रिया मानी जाती है, जिसके विकास में अरबों वर्ष लग जाते हैं।
GN20 की खोज और अवलोकन
आकाशगंगा GN20 एक विशाल, गैस-समृद्ध प्रणाली है जो 4 के रेडशिफ्ट पर स्थित है, जो इसे दूर और धूमिल बनाती है। धूल में घिरे होने के बावजूद, JWST के मध्य-अवरक्त उपकरण (MIRI) और निकट-अवरक्त कैमरा (NIRCam) ने इस परत में प्रवेश की अनुमति दी। इन उपकरणों ने आकाशगंगा की आंतरिक संरचना का अभूतपूर्व विस्तार से खुलासा किया।
आइसोफोटो विश्लेषण, जो मापता है कि आकाशगंगा की प्रकाश चमक केंद्र से बाहर की ओर कैसे फैलती और घूमती है, ने एक तेज बार संरचना दिखाई। यह पट्टी एक सिरे से दूसरे सिरे तक सात किलोपारसेक तक फैली हुई है। प्रकाश पैटर्न के एक स्वतंत्र गणितीय विश्लेषण ने स्वायत्त रूप से पता लगाने की पुष्टि की। नॉर्दर्न एक्सटेंडेड मिलीमीटर एरे (एनओईएमए) से उच्च-रिज़ॉल्यूशन सबमिलीमीटर अवलोकनों ने मैप की गई धूल में एक बार के आकार की विशेषता की उपस्थिति की पुष्टि की, जो तारकीय बार और डस्ट बार के बीच एक मजबूत संरेखण का प्रदर्शन करता है।
स्टेलर बार सैद्धांतिक मॉडल को चुनौती देता है
GN20 में एक तारकीय पट्टी का पता लगाना उल्लेखनीय है क्योंकि, मौजूदा सिद्धांतों के अनुसार, कम से कम तीन मूलभूत कारणों से इसका अस्तित्व असंभव होना चाहिए। शोधकर्ताओं ने संकेत दिया है कि गैस से समृद्ध आदिम आकाशगंगा में ऐसी संरचनाओं के निर्माण के लिए प्रतिकूल परिस्थितियाँ होंगी।
- संरचनात्मक पतन:तारकीय छड़ें जो आमतौर पर बनती हैं उन्हें मजबूत माना जाता है, लेकिन ब्रह्मांड की प्रारंभिक स्थितियों से पता चलता है कि वे अपने ही वजन के नीचे ढह जाएंगी।
- विकास का समय:एक बार को सात किलोपार्सेक तक बढ़ने में अरबों साल लगेंगे, यह अवधि जीएन20 की देखी गई उम्र (बिग बैंग के बाद 1.5 अरब वर्ष) के साथ असंगत है।
- गैस दमन:मानक मॉडल के अनुसार, प्रारंभिक आकाशगंगाओं में गैस की प्रचुर मात्रा के कारण सलाखों के निर्माण में रुकावट या देरी होनी चाहिए थी।
हालाँकि, टीम बताती है कि उच्च गैस अंश के साथ आंतरिक डिस्क में अत्यधिक अशांत गैस की उपस्थिति से इन सभी बाधाओं को दूर किया जा सकता है।
गैस अशांति और बर्रा गठन
बूगार्ड एट अल द्वारा अनुसंधान। सुझाव देता है कि GN20 में तारकीय पट्टी के निर्माण की कुंजी इसकी गैस की स्थिति में निहित है। आकाशगंगा की आंतरिक डिस्क में अशांति और गैस के उच्च अंश ने बार को स्थिर और बढ़ने की अनुमति दी होगी। यह एक महत्वपूर्ण व्याख्या है जो अवलोकनों को सिद्धांत के साथ एकीकृत करती है, आकाशगंगाओं के प्रारंभिक विकास की समझ को समायोजित करती है।
यद्यपि शोधकर्ताओं ने धूल की अत्यधिक मात्रा के कारण बार और कोर क्षेत्रों के तारकीय द्रव्यमान का अनुमान लगाने जैसी अनिश्चितताओं का उल्लेख किया है, लेकिन मुख्य निष्कर्ष बना हुआ है। उनका दावा है कि GN20 एक गैस-समृद्ध प्रणाली है और स्टार बार वास्तविक है। JWST का MIRI उपकरण धूल को पारदर्शी बनाने और इन जटिल आंतरिक संरचनाओं को प्रकट करने में सहायक था।
गेलेक्टिक इवोल्यूशन के लिए निहितार्थ
GN20 के विस्तृत अवलोकन से यह भी पता चलता है कि तारा निर्माण कहाँ केंद्रित है। उस बिंदु पर जहां बार दक्षिणी बाहरी डिस्क से मिलता है, गैस जमा हो जाती है और तीव्र तारा निर्माण का एक गर्म स्थान शुरू हो जाता है। केंद्र में, बार सामग्री को अंदर खींचता है, जिससे परमाणु तारकीय विस्फोट होता है और संभवतः एक सुपरमैसिव ब्लैक होल होता है। यह कारक संभवतः GN20 की असाधारण तारा निर्माण दर के लिए महत्वपूर्ण है, जो प्रति वर्ष 1,000 सौर द्रव्यमान से अधिक है।
तारे के निर्माण की यह उच्च दर केंद्र में बार फ़नल गैस और धूल द्वारा संचालित हो सकती है, जहां यह गैस-समृद्ध डिस्क में एक तीव्र परमाणु स्टारबर्स्ट को ट्रिगर करती है और संभावित सक्रिय गैलेक्टिक नाभिक को शक्ति प्रदान करती है। खोज से पता चलता है कि GN20 जैसी आकाशगंगाएँ केवल आकाशगंगा विकास का एक चरण नहीं हो सकती हैं। बार-संचालित तारा निर्माण इस पहेली को समझा सकता है कि वर्तमान ब्रह्मांड में देखी गई विशाल, मृत अण्डाकार आकाशगंगाएँ इस स्थिति तक कैसे पहुँचीं, और उनमें से कुछ इतनी जल्दी विलुप्त क्यों हो गईं। यह खोज आकाशगंगाओं के विकास को समझने में एक महत्वपूर्ण लापता लिंक का प्रतिनिधित्व करती है।