हबल जासूसों मंद आकाशगंगाओं, प्रारंभिक ब्रह्मांड में भरपूर

हबल ने युवा ब्रह्मांड में 100 से अधिक छोटी, बेहोश आकाशगंगाओं को धूल के गुच्छे के रूप में देखा है, लेकिन पहले भी सर्वश्रेष्ठ दूरबीनों की पहुंच से बाहर है।

हबल स्पेस टेलीस्कोप का उपयोग करने वाले खगोलविदों ने दूर की ब्रह्मांड में अभी तक की सबसे मंद आकाशगंगाओं को देखा है। परिणाम गिनीज बुक ऑफ वर्ल्ड रिकॉर्ड में सिर्फ एक नई प्रविष्टि नहीं है; यह हमारे ब्रह्मांड के प्रारंभिक इतिहास में खराब समझ वाले युग पर भी प्रकाश डालता है।

हबल आकाशगंगा क्लस्टर MACS 0416 को देखता है, जो अधिक दूर की पृष्ठभूमि वाली आकाशगंगाओं को बढ़ाने के लिए एक गुरुत्वाकर्षण लेंस के रूप में कार्य करता है। सियान क्लस्टर में द्रव्यमान के वितरण को चिह्नित करता है, ज्यादातर डार्क मैटर के रूप में। मैजेंटा उस डिग्री को हाइलाइट करता है जिस पर पृष्ठभूमि की आकाशगंगाओं को बढ़ाया जाता है, जो कि बड़े पैमाने पर वितरण से संबंधित है।
STScI / NASA / CATS टीम / आर लिवरमोर (UT ऑस्टिन)

राचेल लिवरमोर (टेक्सास विश्वविद्यालय, ऑस्टिन) के अनुसार, ये आकाशगंगाएं मिल्की वेस ल्यूमिनोसिटी के सौवें हिस्से से कम उत्सर्जन करती हैं; उनमें से सबसे मंद हमारी आकाशगंगा की तुलना में 2, 000 गुना अधिक धूमिल है। वे निकटवर्ती फ़ॉरेक्स आकाशगंगा जैसी बौनी प्रणालियों के अग्रदूत हैं, ”वह कहती हैं।

लिवरमोर और उनके सहयोगियों ने 5.3 और 8.8 की रेडशिफ्ट के बीच 167 बेहोश आकाशगंगाओं को पाया, इसलिए उनकी रोशनी ने 12.6 और 13.1 बिलियन साल के बीच पृथ्वी की यात्रा की है। आम तौर पर, यहां तक ​​कि हब्बल भी उन्हें कभी भी हाजिर नहीं कर पाएगा: हबल 31 वीं परिमाण के नीचे की वस्तुओं का पता लगा सकता है, लेकिन इन वस्तुओं के आंतरिक बेहोशी के साथ-साथ उनकी अविश्वसनीय दूरी उन्हें हबल की पहुंच से बाहर कर देती है। उनका केवल पता लगाया गया क्योंकि गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग ने उनकी चमक को बढ़ाया।

पिछले कई वर्षों में, हब्बल ने फ्रंटियर फील्ड्स कार्यक्रम (आकाश और टेलीस्कोप के जनवरी 2015 के अंक देखें) को छह बड़े पैमाने पर आकाशगंगा समूहों में देखा है। खगोलशास्त्री इन समूहों की पृष्ठभूमि में बेहोश आकाशगंगाओं की खोज कर रहे हैं, इस तथ्य का उपयोग करते हुए कि अग्रभूमि क्लस्टर का गुरुत्वाकर्षण दूरस्थ आकाशगंगाओं की छवियों को बड़ा करता है। आवर्धन को जितना मजबूत किया जा सकता है, उतनी ही तेजी से आकाशगंगाएं हबल का पता लगा सकती हैं।

हालांकि, एक समस्या है: गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग द्वारा निर्मित आवर्धन अग्रभूमि क्लस्टर के मध्य क्षेत्रों में सबसे मजबूत है। लेकिन यह भी है कि जहां क्लस्टर की आकाशगंगाएं सबसे चमकदार और एक साथ भीड़ हैं। किसी भी आवर्धित पृष्ठभूमि की आकाशगंगाओं को इस अग्रभूमि प्रकाश में झुलाया जाता है।

अपने सहयोगी स्टीवन फिंकेलस्टीन (टेक्सास विश्वविद्यालय, ऑस्टिन में भी) और फ्रंटियर फील्ड्स के मुख्य अन्वेषक जेनिफर लोट्ज़ (स्पेस टेलीस्कोप साइंस इंस्टीट्यूट) के साथ मिलकर, लिवरमोर ने फ्रंटग्राउंड आकाशगंगाओं के प्रकाश को दो फ्रंटियर फील्ड क्लस्टर्स में छानने में सफलता प्राप्त की है: एबेल 2744, नक्षत्र मूर्तिकार में, पेंडोरा के क्लस्टर के रूप में भी जाना जाता है, और एरिडानस में एमएसीएस 0416.1-2403।

आकाशगंगा समूह एबेल 2744 का एक समान दृश्य, जहां सियान और मैजेन्टा क्रमशः बड़े पैमाने पर वितरण और बढ़ाई को उजागर करते हैं।
STScI / NASA / CATS टीम / आर लिवरमोर (UT ऑस्टिन)

लिवरमोर बताते हैं, "हमने तरंग विघटन के रूप में जानी जाने वाली तकनीक का इस्तेमाल किया।" “आप मूल रूप से सबसे बड़ी संरचनाओं को अलग करने के लिए कई संभावित शारीरिक पैमानों पर एक छवि का विश्लेषण करते हैं। यह जिस तरह से छवि संपीड़न काम करता है, या शोर-रद्द करने वाले इयरफ़ोन के पीछे तकनीक के लिए थोड़ा सा तुलनीय है। ”वेवलेट अपघटन का उपयोग खगोल विज्ञान में पहले भी किया गया है, लेकिन इस विशेष उद्देश्य के लिए नहीं, वह जोड़ता है।

लिवरमोर का कहना है कि इस विश्लेषण से पता चला है कि कुछ बेहोश पृष्ठभूमि मंदाकिनियों को 50 या 60 के एक कारक द्वारा आवर्धित किया गया है। "वे [असंबद्ध] हब्बल अल्ट्रा डीप फील्ड" में देखी गई बेहोश आकाशगंगाओं की तुलना में सौ गुना कम चमकदार हैं।

और उनमें से कई हैं - हबल अंत में इस समय अवधि से सबसे आम आकाशगंगाओं को देख रहा है। गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग के संयोजन के लिए धन्यवाद, हबल की अभूतपूर्व संवेदनशीलता, और टीम की तरंग तकनीक, खगोलविदों के पास अब एक बेहतर तस्वीर है कि ये आकाशगंगाएँ आबादी के रूप में कितनी प्रकाश उत्सर्जित करती हैं।

विशेष रूप से, लेखक पहली फरवरी की एस्ट्रोफिजिकल जर्नल में निरीक्षण करते हैं, अब इस बात के पुख्ता सबूत हैं कि इन छोटी, बेहोश आकाशगंगाओं ने युवा ब्रह्मांड में प्रकाश के एक महत्वपूर्ण स्रोत के रूप में काम किया है - भले ही कम रोशनी में उत्सर्जित कम विशाल आकाशगंगाओं के लिए, उन्होंने बनाया। यह उनकी सरासर संख्या से है।

ब्रह्मांड विज्ञानियों के लिए यह अच्छी खबर है कि तथाकथित युगांतर को समझने की कोशिश की जा रही है: बिग बैंग के कुछ सौ मिलियन साल बाद, अंतरिक्ष अंतरिक्ष में तटस्थ हाइड्रोजन परमाणु आयनित हो गए, ऊर्जावान पराबैंगनी विकिरण के कारण अपने एकल इलेक्ट्रॉन को खो दिया। (इसे पुनः -करण कहा जाता है क्योंकि बिग बैंग के ठीक बाद हाइड्रोजन एक आयनित अवस्था में भी था, इससे पहले कि ब्रह्मांड ठंडा हो गया और गहरा हो गया।) हालांकि, इस पुनर्संरचना प्रक्रिया का विवरण स्केच है।

यहां बताया गया है कि कैसे युवा ब्रह्मांड ने देखा होगा जब हाइड्रोजन गैसों के अन्यथा काले लौकिक कोहरे में युवा आकाशगंगाओं से पराबैंगनी प्रकाश ने आयनित "समाशोधन" शुरू कर दिया था:

साभार: ESO / L. Calçada

अतीत में, वैज्ञानिक ऊर्जावान विकिरण के मुख्य स्रोत पर सहमत नहीं हो पाए हैं। प्रकाश छोटी-छोटी, बस-निर्मित आकाशगंगाओं की विशाल आबादी में सितारों की पहली पीढ़ी से आया हो सकता है, या दुर्लभ लेकिन अति चमकदार क्वैसर, जो सुपरमेसिव ब्लैक होल द्वारा संचालित होता है, विकिरण की आपूर्ति कर सकता है। पूर्व परिदृश्य अब सबसे अधिक आशाजनक लग रहा है: लिवरमोर और उनके सहयोगियों के अनुसार, उनकी बेहोश-आकाशगंगा टुकड़ी "ब्रह्मांड को फिर से जीवंत करने के लिए आवश्यक बेहोश आकाशगंगाओं की संख्या के अनुरूप है।"


हबल स्पेस टेलीस्कोप के फ्रंटियर फील्ड्स प्रोजेक्ट के बारे में अधिक जानने के लिए, स्काई एंड टेलीस्कोप के जनवरी 2015 के अंक को पढ़ें।