आकाशगंगाओं के निर्माण के वर्तमान सिद्धांत छोटी संस्थाओं के बड़े और बड़े संरचनाओं में श्रेणीबद्ध विलय पर आधारित हैं, जो एक तारकीय गोलाकार क्लस्टर के आकार से शुरू होकर आकाशगंगाओं के समूहों के साथ समाप्त होते हैं। इस परिदृश्य के अनुसार, यह माना जाता है कि युवा ब्रह्मांड में कोई विशाल आकाशगंगा मौजूद नहीं थी।
हालाँकि, इस दृश्य को अब संशोधित किया जा सकता है। पैरानल में वेरी लार्ज टेलीस्कोप पर मल्टी-मोड FORS2 इंस्ट्रूमेंट का उपयोग करते हुए, इतालवी खगोलविदों की एक टीम ने चार दूरस्थ आकाशगंगाओं की पहचान की है, जो मिल्की वे आकाशगंगा से कई गुना अधिक विशाल हैं, या वर्तमान ब्रह्मांड में भारी आकाशगंगाओं के रूप में बड़े पैमाने पर हैं। उन आकाशगंगाओं का निर्माण तब हुआ होगा जब ब्रह्मांड केवल 2,000 मिलियन वर्ष पुराना था, जो कि लगभग 12,000 मिलियन वर्ष पहले था।
नई खोज की गई वस्तुएं अब तक अघोषित रूप से पुरानी विशाल आकाशगंगाओं की आबादी का सदस्य हो सकती हैं।
ऐसी प्रणालियों के अस्तित्व से पता चलता है कि वर्तमान सिद्धांत की अपेक्षा बड़े पैमाने पर अण्डाकार आकाशगंगाओं का निर्माण प्रारंभिक ब्रह्मांड में बहुत तेजी से हुआ था।
पदानुक्रमित विलय
ब्रह्मांड ब्रह्मांड में द्वीपों की तरह हैं, जो सितारों के साथ-साथ धूल और गैस के बादलों से बने हैं। वे विभिन्न आकारों और आकारों में आते हैं। खगोलविद आम तौर पर सर्पिल आकाशगंगाओं के बीच अंतर करते हैं - जैसे कि हमारी अपनी मिल्की वे, एनजीसी 1232 या प्रसिद्ध एंड्रोमेडा आकाशगंगा - और अण्डाकार आकाशगंगाएँ, बाद वाली जिनमें ज्यादातर पुराने सितारे हैं और बहुत कम धूल या गैस है। कुछ आकाशगंगाएँ सर्पिल और अण्डाकार के बीच मध्यवर्ती होती हैं और उन्हें लेंटिक्युलर या स्फेरॉयडल आकाशगंगा के रूप में जाना जाता है।
आकाशगंगाएं न केवल आकार में भिन्न हैं, वे आकार में भी भिन्न हैं: कुछ हमारे मिल्की वे में एक तारकीय गोलाकार क्लस्टर के रूप में "प्रकाश" के रूप में हो सकते हैं (यानी वे कुछ मिलियन सूर्य के बराबर के बारे में होते हैं), जबकि अन्य बहुत अधिक विशाल हो सकते हैं एक लाख सूर्य। वर्तमान में, ब्रह्मांड के आधे से अधिक तारे बड़े पैमाने पर गोलाकार आकाशगंगाओं में स्थित हैं।
आधुनिक खगोल भौतिकी और ब्रह्माण्ड विज्ञान के मुख्य खुले प्रश्नों में से एक यह है कि कैसे और कब आकाशगंगाओं का निर्माण हुआ और प्रारंभिक ब्रह्मांड से आरंभ होने वाली गैस से शुरू हुआ। सबसे लोकप्रिय वर्तमान सिद्धांत में, स्थानीय ब्रह्मांड में आकाशगंगाएं अपेक्षाकृत धीमी प्रक्रिया का परिणाम हैं जहां छोटी और कम विशाल आकाशगंगाएं धीरे-धीरे बड़ी और अधिक विशाल आकाशगंगाओं का निर्माण करती हैं। इस परिदृश्य में, "पदानुक्रमित विलय" करार दिया गया था, युवा यूनिवर्स को छोटी आकाशगंगाओं द्वारा छोटे द्रव्यमान के साथ आबाद किया गया था, जबकि वर्तमान ब्रह्माण्ड में बड़ी, पुरानी और विशाल आकाशगंगाएँ हैं - एक धीमी गति से असेंबलिंग प्रक्रिया के अंतिम चरण में।
यदि यह परिदृश्य सही था, तो युवा ब्रह्मांड में बड़े पैमाने पर अण्डाकार आकाशगंगाओं को खोजने में सक्षम नहीं होना चाहिए। या, दूसरे शब्दों में, प्रकाश की परिमित गति के कारण, इस तरह की विशाल आकाशगंगाएँ हमसे बहुत दूर नहीं होनी चाहिए। और वास्तव में, अब तक किसी भी पुरानी अण्डाकार आकाशगंगा को रेडशिफ्ट 1.55 पर एक रेडियो-आकाशगंगा से परे नहीं जाना जाता था, जिसे लगभग दस साल पहले खोजा गया था।
K20 सर्वेक्षण
आकाशगंगाओं की निर्माण प्रक्रिया को बेहतर ढंग से समझने और यह सत्यापित करने के लिए कि क्या पदानुक्रमित विलय परिदृश्य वैध है, इतालवी और ईएसओ खगोलविदों की एक टीम ने बहुत ही दूरस्थ अण्डाकार आकाशगंगाओं की खोज करने के लिए "समय मशीन" के रूप में ईएसओ के वेरी लार्ज टेलीस्कोप का उपयोग किया। हालांकि, यह तुच्छ नहीं है। दूर की अण्डाकार आकाशगंगाएँ, पुराने और लाल सितारों की अपनी सामग्री के साथ, वास्तव में ऑप्टिकल तरंग दैर्ध्य पर बहुत ही बेहोश वस्तुएं होनी चाहिए क्योंकि उनकी रोशनी के थोक को स्पेक्ट्रम के अवरक्त भाग में पुनः परिभाषित किया जाता है। दूरस्थ अण्डाकार आकाशगंगाएँ इस प्रकार सबसे कठिन दूरदर्शी लक्ष्यों में भी सबसे बड़ी दूरबीनों के बीच हैं; यही कारण है कि 1.55 रेडशिफ्ट रिकॉर्ड ने इतने लंबे समय तक कायम रखा है।
लेकिन यह चुनौती शोधकर्ताओं को रोक नहीं पाई। उन्होंने 52 आर्कमिन 2 (या पूर्ण चंद्रमा के क्षेत्र के एक दसवें क्षेत्र के बारे में) के K20 क्षेत्र के रूप में जाना जाता है, के 546 बेहोश वस्तुओं के नमूने के लिए VLT पर मल्टी-मोड FORS2 साधन के साथ गहरी ऑप्टिकल स्पेक्ट्रोस्कोपी प्राप्त की, और जो आंशिक रूप से गुड्स-साउथ क्षेत्र के साथ ओवरलैप करता है। उनकी दृढ़ता का भुगतान किया गया और उन्हें 1.6 और 1.9 के बीच चार पुराने, बड़े पैमाने पर आकाशगंगाओं की खोज से पुरस्कृत किया गया। ये आकाशगंगा तब देखी जाती हैं जब ब्रह्मांड 13,700 मिलियन वर्ष की अपनी वर्तमान आयु का केवल 25% था।
एक आकाशगंगा के लिए, K20 टीम को ESO / GOODS टीम द्वारा लिए गए GOODS-South क्षेत्र में सार्वजनिक रूप से उपलब्ध स्पेक्ट्रा के डेटाबेस से भी लाभ हुआ।
आकाशगंगाओं की एक नई आबादी
नई खोजी गई आकाशगंगाएँ इस प्रकार देखी जाती हैं जब ब्रह्मांड लगभग 3,500 मिलियन वर्ष पुराना था, अर्थात् 10,000 मिलियन वर्ष पहले। लेकिन लिए गए स्पेक्ट्रा से ऐसा प्रतीत होता है कि इन आकाशगंगाओं में 1,000 और 2,000 मिलियन वर्ष के बीच की आयु वाले तारे हैं। इसका तात्पर्य यह है कि आकाशगंगाओं का निर्माण पहले के अनुसार हुआ होगा, और यह कि उन्होंने अनिवार्य रूप से एक क्षण में अपनी विधानसभा पूरी कर ली होगी जब ब्रह्मांड केवल 1,500 से 2,500 मिलियन वर्ष पुराना था।
आकाशगंगाओं में सौ लाख मिलियन से अधिक सौर द्रव्यमान पाए जाते हैं और इसलिए वे वर्तमान समय में ब्रह्मांड की सबसे विशाल आकाशगंगाओं के समान आकार के हैं। हबल स्पेस टेलीस्कॉप द्वारा किए गए GOODS ("द ग्रेट ऑब्जर्वेटरीज ओरिजिन्स डीप सर्वे") सर्वेक्षण के भीतर ली गई पूरक छवियां दर्शाती हैं कि इन आकाशगंगाओं में वर्तमान समय में विशाल दीर्घवृत्तीय आकाशगंगाओं के समान संरचनाएं हैं।
नई टिप्पणियों ने बहुत पुरानी और बड़े पैमाने पर आकाशगंगाओं की एक नई आबादी का खुलासा किया है।
प्रारंभिक ब्रह्मांड में ऐसी विशाल और पुरानी गोलाकार आकाशगंगाओं के अस्तित्व से पता चलता है कि वर्तमान में बड़े पैमाने पर अण्डाकार आकाशगंगाओं की विधानसभा बहुत पहले शुरू हुई थी और पदानुक्रमित विलय सिद्धांत द्वारा भविष्यवाणी की तुलना में बहुत तेज थी। एंड्रिया सिमेट्टी (आईएनएएफ, फिरेंज़े, इटली), टीम के नेता कहते हैं: "हमारा नया अध्ययन अब ब्रह्मांड की उत्पत्ति और विकासवादी इतिहास और इसकी संरचनाओं को विनियमित करने वाली प्रक्रियाओं की हमारी समझ और ज्ञान के बारे में मौलिक प्रश्न उठाता है।"
मूल स्रोत: ESO समाचार रिलीज़