वेब टेलीस्कोप ने प्रारंभिक ब्रह्मांड में नई वस्तु की खोज की
जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप, जो 2022 से प्रचालन में है, ने ब्रह्मांड के अभूतपूर्व दृश्य प्रस्तुत किए हैं। इसकी तीक्ष्ण छवियां हबल स्पेस टेलीस्कोप की तुलना में महत्वपूर्ण प्रगति दर्शाती हैं, जिससे ब्रह्मांड के अधिक विस्तृत अवलोकन की अनुमति मिलती है। हाल ही में, नए निष्कर्ष प्रस्तुत करने वाला एक अध्ययन प्रीप्रिंट सर्वर arXiv पर जारी किया गया था।
यह वेब क्षमता आकाशगंगा क्लस्टर MACS J0308.9+2645 के विश्लेषण से स्पष्ट हो गई, एक रिकॉर्ड जो शुरू में हबल से आया था। आकाशगंगाओं और गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग घटनाओं से समृद्ध अंतरिक्ष के इस क्षेत्र में पहले लगभग 13 अरब साल पहले बनी तारा प्रणालियों का पता चला था, जब ब्रह्मांड सिर्फ 1 अरब साल पुराना था। ऐसी आकाशगंगाएँ विकृत “गुरुत्वाकर्षण चाप” के रूप में दिखाई दीं, उनका प्रकाश क्लस्टर के द्रव्यमान से बढ़ गया। हालाँकि, अन्य खोजें सामने आने का इंतज़ार कर रही थीं।
हाल के शोध में, खगोलभौतिकीविद् होमर डेविला गुटिरेज़ ने एक नई वस्तु का पता लगाया जो उसी क्लस्टर MACS J0308.9+2645 के भीतर एक गुरुत्वाकर्षण चाप हो सकता है।
गुटिरेज़ को SKYCR.ORG के संस्थापक और निदेशक के रूप में जाना जाता है, जो खगोल विज्ञान और अंतरिक्ष अन्वेषण के लिए समर्पित एक स्पेनिश भाषा का समाचार पोर्टल है। वह रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसाइटी और यूरोपियन एस्ट्रोनॉमिकल सोसाइटी के सदस्य चुने जाने वाले कोस्टा रिका के पहले नागरिक भी हैं।
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शोधकर्ता ने जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप के नियर इन्फ्रारेड कैमरा (NIRCam) से ऐतिहासिक डेटा की जांच करने के बाद A1 नामक आर्क उम्मीदवार का पता लगाने की पुष्टि की। यह जानकारी वेब के जनरल ऑब्जर्वेशन 5293 अभियान के दौरान एकत्र की गई थी।
गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग, अल्बर्ट आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता सिद्धांत द्वारा भविष्यवाणी की गई एक घटना, तब होती है जब विशाल वस्तुएं अंतरिक्ष-समय को मोड़ती हैं। प्रकाश, जब इस गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र से गुजरता है, विकृत और प्रवर्धित होता है। कई वर्षों से, खगोलविदों ने हल्के और अधिक दूर के प्रकाश स्रोतों की कल्पना करने के लिए, अग्रभूमि में वस्तुओं द्वारा निर्मित इन प्राकृतिक “लेंस” का उपयोग किया है।
गुटिरेज़ द्वारा पहचानी गई आकाशगंगा एक फैली हुई और घुमावदार आकृति के साथ इस प्रभाव की विशिष्ट पहचान प्रदर्शित करती है। उन्होंने JWST के NIRCam द्वारा कैप्चर किए गए 54 सार्वजनिक क्षेत्रों की समीक्षा करके, 1,591 संभावित उम्मीदवारों का मूल्यांकन करके A1 ऑब्जेक्ट की खोज की। इन सबके बीच, केवल A1 ही गुरुत्वाकर्षण चाप के लिए एक मजबूत उम्मीदवार साबित हुआ, जो ब्रह्मांड के शुरुआती चरणों में इसके संभावित अस्तित्व का संकेत देता है।
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जैसा कि गुटिरेज़ ने समझाया, तीन आवश्यक कारक A1 को अद्वितीय बनाते हैं। इसकी ज्यामिति, लगभग 6.5 के अक्षीय अनुपात के साथ काफी लम्बी है, और क्लस्टर के केंद्र के संबंध में इसका सटीक स्पर्शरेखीय संरेखण, गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग द्वारा विरूपण के अनुरूप है। इसके अलावा, इसकी चमक इसे क्षेत्र में फैले हुए स्रोतों के बीच सबसे चमकीला स्रोत बनाती है, जिससे माप की सुविधा मिलती है। अंत में, A1 गुरुत्वाकर्षण लेंस की किसी भी मौजूदा सूची में शामिल नहीं है, जैसे SIMBAD, NED या VizieR।
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खगोलभौतिकीविद् ने बताया कि, GO-5293 कार्यक्रम के लिए जिम्मेदार टीम से संपर्क करने पर, यह पुष्टि की गई कि वस्तु अध्ययन के तहत अन्य प्रणालियों के साथ ओवरलैप नहीं हुई है। उन्होंने कहा, “प्लैंक द्वारा चुने गए एक विशाल क्लस्टर में एक वास्तविक, उज्ज्वल, असूचीबद्ध आर्क-जैसा स्रोत ने जांच को दिलचस्प बना दिया है।”
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मल्टीबैंड विश्लेषण के लिए EAZY फोटोमेट्रिक टूल का उपयोग करते हुए, गुटिरेज़ ने z ≈ 4.4 के रेडशिफ्ट मान की गणना की। यह डेटा A1 को ब्रह्मांड के अस्तित्व के पहले 1 अरब वर्षों में रखता है। 2018 में इज़राइली खगोल भौतिकीविद् एना एसेब्रोन द्वारा विकसित एक विधि का उपयोग करते हुए एक बाद के विश्लेषण ने एमएसीएस जे0308.9+2645 क्लस्टर के द्रव्यमान पर सीमाएं लगा दीं, जो दर्शाता है कि ए1 ऑब्जेक्ट में सात गुना वृद्धि हुई है।
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किए गए फोटोमेट्रिक समायोजन के साथ, A1 खुद को लगभग z ≈ 1.4 के रेडशिफ्ट के साथ एक आकाशगंगा के रूप में प्रकट करता है, जिसका अर्थ है कि हम देख रहे हैं कि यह 9 अरब साल पहले कैसी थी। यह ऑब्जेक्ट क्लस्टर MACS J0308.9+2645 के पीछे स्थित है, जिसमें z = 0.356 का रेडशिफ्ट है और यह अब तक खोजे गए सबसे बड़े ऑब्जेक्ट में से एक है। A1 से प्रकाश, जब क्लस्टर से गुजर रहा था, एक साधारण गुरुत्वाकर्षण लेंस के अधीन था, जिसके परिणामस्वरूप क्लस्टर के गुरुत्वाकर्षण बल द्वारा एक छवि खींची गई और थोड़ी बढ़ी हुई थी, न कि कई छवियां।
गुटिरेज़ ने कहा, “ए1 की अनुमानित स्थिति, क्लस्टर के एक्स-रे केंद्र से लगभग 51 आर्कसेकंड और इसकी स्पर्शरेखा बढ़ाव देखी गई छवि के साथ अच्छे समझौते में हैं।” उन्होंने कहा कि अंतिम परीक्षण, जिसमें हालिया JWST डेटा के साथ क्लस्टर का एक अद्यतन गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग मॉडल शामिल है, विकास के अधीन है।
अनुसंधान ने A2 नामक एक दूसरी संभावित समान वस्तु की उपस्थिति का भी संकेत दिया, जो A1 के साथ ज्यामितीय विशेषताओं को साझा करता है। हालाँकि, यह प्रकाश स्रोत काफी कमजोर, छोटा, अधिक फैला हुआ है और इसका फोटोमेट्रिक माप कम सटीक है। केंद्रीय क्लस्टर के संबंध में A2 की अनुमानित दूरी A1 के समान है।
“यह स्थिति प्रासंगिक है क्योंकि फोटोमेट्रिक समस्या जिसने A1 के रेडशिफ्ट के प्रारंभिक अनुमान को प्रभावित किया है – जहां कैटलॉग माप एक व्यापक स्रोत से प्रकाश का केवल एक छोटा सा हिस्सा कैप्चर करता है – आगे A2 जैसे कम चमकदार स्रोत को प्रभावित करता है,” गुटिरेज़ ने समझाया। उन्होंने A2 की प्रकृति और रेडशिफ्ट को स्पष्ट किए जाने वाले बिंदुओं के रूप में माना, A1 पर लागू समान संशोधित पुनर्विश्लेषण को लंबित रखा।
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इन निष्कर्षों का सबसे रोमांचक परिणाम यह संकेत है कि वेब टेलीस्कोप द्वारा एकत्र किए गए डेटा में अनगिनत अन्य प्रारंभिक आकाशगंगा उम्मीदवार छिपे हो सकते हैं।
गुटिरेज़ ने कहा, “वेब का सार्वजनिक संग्रह उस गति से बढ़ रहा है जो व्यक्तिगत विश्लेषण की क्षमता से अधिक है, और यह खोज दर्शाती है कि पहले जारी किए गए डेटा में महत्वपूर्ण जानकारी है, जो समर्पित शोधकर्ताओं के लिए सुलभ है।” उन्होंने एक महत्वपूर्ण सबक भी बताया: स्वचालित कैटलॉग फोटोमेट्री बड़े स्रोतों के लिए महत्वपूर्ण त्रुटियां उत्पन्न कर सकती है, जैसे उस मामले में जहां शुरू में बहुत बड़े रेडशिफ्ट का सुझाव दिया गया था। इसलिए, सत्यापन, नए स्वतंत्र माप और मूल कार्यक्रम टीम के साथ संचार आवश्यक है।
“इस पूरी प्रक्रिया में सबसे फायदेमंद कदम सहयोग था: GO-5293 टीम ने अपना समर्थन दिया, पुष्टि की कि वस्तु सूचीबद्ध नहीं थी, और अब हम A1 की प्रकृति को परिभाषित करने के लिए संयुक्त रूप से उनके अद्यतन लेंस मॉडल को विकसित कर रहे हैं,” उन्होंने निष्कर्ष निकाला। उन्होंने वेब आर्काइव की आदर्श कार्यप्रणाली का उदाहरण देते हुए सार्वजनिक डेटा का उपयोग करने वाले स्वायत्त शोधकर्ताओं और कार्यक्रम टीमों के बीच साझेदारी के महत्व पर प्रकाश डाला।
