आज की दूरबीनों की विशाल रूप से सुधरी हुई क्षमताओं के कारण, खगोलविद ब्रह्मांड में गहराई से जांच कर रहे हैं और समय में वापस आ गए हैं। ऐसा करने में, वे कुछ लंबे रहस्यों को संबोधित करने में सक्षम रहे हैं कि बिग बैंग के बाद से ब्रह्मांड कैसे विकसित हुआ। इन रहस्यों में से एक यह है कि कैसे सुपर ब्लैक के दौरान निर्मित आकाशगंगाओं के विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
चिली में ईएसओ की वेरी लार्ज टेलीस्कोप (वीएलटी) का उपयोग करते हुए, खगोलविदों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने आकाशगंगाओं का अवलोकन किया क्योंकि वे बिग बैंग (12.5 बिलियन साल पहले) के लगभग 1.5 बिलियन वर्ष बाद दिखाई दिए थे। हैरानी की बात है कि, उन्होंने शांत हाइड्रोजन गैस के बड़े जलाशयों का अवलोकन किया जो एसयूएस के लिए पर्याप्त "खाद्य स्रोत" प्रदान कर सकते थे। ये नतीजे बता सकते हैं कि कॉस्मिक डॉन के नाम से जानी जाने वाली अवधि के दौरान एसयूबी कितनी तेजी से बढ़ी।
टीम का नेतृत्व मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोनॉमी (एमपीआईए) के डॉ। इमानुएल पाओलो फरिना और मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोफिजिक्स (एमपीए) ने किया था। वह एमपीआईए और एमपीए, यूरोपीय दक्षिणी वेधशाला (ईएसओ), यूसी सांता बारबरा, आर्किट्री एस्ट्रोफिजिकल ऑब्जर्वेटरी, बोलोग्ना के एस्ट्रोफिजिक्स एंड स्पेस साइंस ऑब्जर्वेटरी और मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर एक्सट्रैटरेट्रियल फिजिक्स (एमपीईपी) दोनों से जुड़े हुए थे।
दशकों से, खगोलविद् एसबीएस का अध्ययन कर रहे हैं, जो अधिकांश आकाशगंगाओं के मूल में मौजूद हैं और उनकी सक्रिय गैली न्यूक्लियर (एजीएन) द्वारा पहचानी जाती हैं। ये नाभिक, जिन्हें क्वैसर के रूप में भी जाना जाता है, संयुक्त आकाशगंगा के बाकी तारों की तुलना में अधिक ऊर्जा और प्रकाश का उत्सर्जन कर सकते हैं। आज तक, सबसे दूर स्थित उल्लास J1342 + 0928 है, जो 13.1 बिलियन प्रकाशवर्ष दूर स्थित है।
यह देखते हुए कि बिग बैंग (१३. first बिलियन वर्ष पहले) के १,००,००० वर्षों के बाद पहले सितारों का अनुमान लगाया गया है, इसका मतलब है कि एसयूबी को पहले सितारों से मरने के लिए जल्दी से गठन करना पड़ा था। अब तक, हालांकि, खगोलविदों ने इस तेजी से वृद्धि को समझाने के लिए प्रारंभिक ब्रह्मांड के दौरान उच्च मात्रा में धूल और गैस नहीं पाया था।
इसके अलावा, अटाकामा लार्ज मिलीमीटर / सबमिलिमीटर एरे (एएलएमए) के साथ किए गए पिछले अवलोकनों से पता चला है कि शुरुआती आकाशगंगाओं में बहुत अधिक धूल और गैस थी, जो तेजी से स्टार गठन को पूरा करती थी। इन निष्कर्षों ने संकेत दिया कि ब्लैक होल को खिलाने के लिए बहुत अधिक सामग्री नहीं बची होगी, जिसने केवल इस रहस्य को गहरा किया कि वे भी इतनी तेजी से कैसे बढ़े।
इसे संबोधित करने के लिए, फ़रीना और उनके सहयोगियों ने वीएलटी के मल्टी यूनिट स्पेक्ट्रोस्कोपिक एक्सप्लोरर (एमयूएसई) उपकरण द्वारा एकत्रित डेटा पर भरोसा किया, जो लगभग 12.5 बिलियन लाइट-ईयर की दूरी पर 31 क्वैसर सर्वेक्षण करने के लिए था (इस प्रकार यह देखते हुए कि वे 12.5 बिलियन साल पहले की तरह दिखते थे)। यह उनके सर्वेक्षण को ब्रह्मांड के इस शुरुआती दौर से क्वासरों के सबसे बड़े नमूनों में से एक बनाता है। उन्होंने पाया कि 12 विस्तारित और आश्चर्यजनक रूप से घने हाइड्रोजन बादल थे।
इन हाइड्रोजन बादलों को यूवी प्रकाश में उनकी विशेषता चमक द्वारा पहचाना गया था। दूरी और रेडशिफ्ट के प्रभाव को देखते हुए (जहां ब्रह्मांडीय विस्तार के कारण प्रकाश की तरंग दैर्ध्य को बढ़ाया जाता है), अर्थबाउंड टेलिस्कोप चमक को लाल प्रकाश के रूप में देखते हैं। जैसा कि एक MPIA प्रेस विज्ञप्ति में फ़रीना ने समझाया:
“चमक गैस के लिए सबसे अधिक संभावना स्पष्टीकरण प्रतिदीप्ति का तंत्र है. हाइड्रोजन एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य के साथ क्वासर के ऊर्जा-समृद्ध विकिरण को प्रकाश में परिवर्तित करता है, जो एक झिलमिलाहट से ध्यान देने योग्य है।”
शांत, घने हाइड्रोजन के बादल - जो सूर्य के द्रव्यमान से कई अरब गुना अधिक थे - प्रारंभिक आकाशगंगाओं के चारों ओर हल्ला था, जो केंद्रीय ब्लैक होल से 100,000 प्रकाश-वर्ष तक बढ़े थे। आमतौर पर, क्वासर (जो तीव्रता से उज्ज्वल हैं) के आसपास ऐसे बादलों का पता लगाना मुश्किल है। लेकिन MUSE इंस्ट्रूमेंट की संवेदनशीलता के लिए धन्यवाद - जिसे फ़रीना ने "गेम चेंजर" के रूप में वर्णित किया - टीम ने उन्हें जल्दी से ढूंढ लिया।
एलिसा ड्रेक के रूप में, एमपीआईए के एक शोधकर्ता जिन्होंने अध्ययन में योगदान दिया, ने कहा:
“वर्तमान अध्ययनों के साथ, हम केवल यह जांचने की शुरुआत कर रहे हैं कि पहले सुपरमैसिव ब्लैक होल इतनी तेजी से कैसे विकसित हो पाए थे. लेकिन MUSE और भविष्य के जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप जैसे नए उपकरण इन रोमांचक पहेलियों को सुलझाने में हमारी मदद कर रहे हैं।”
टीम ने पाया कि ये गैस हैलोज तेजी से आकाशगंगाओं से बंधे हुए थे, जो कि तेजी से स्टार बनाने और सुपरमैसिव ब्लैक होल के विकास को बनाए रखने के लिए सही "खाद्य स्रोत" प्रदान करते हैं। ये अवलोकन इस रहस्य को प्रभावी ढंग से सुलझाते हैं कि ब्रह्मांड के इतिहास में सुपरमैसिव ब्लैक होल इतनी जल्दी कैसे मौजूद हो सकते हैं। जैसा कि फ़रीना ने संक्षेप में कहा है:
“अब हम पहली बार यह प्रदर्शित करने में सक्षम हैं, कि प्राइमरी आकाशगंगाओं को उनके वातावरण में पर्याप्त भोजन मिलता है ताकि दोनों सुपरमेसिव ब्लैक होल्स और जोरदार स्टार गठन का विकास हो सके. यह पहेली में एक मौलिक टुकड़ा जोड़ता है कि खगोलविदों तस्वीर बनाने के लिए निर्माण कर रहे हैं कि कैसे ब्रह्मांडीय संरचनाएं 12 अरब साल से अधिक समय पहले बनाई गई थीं।”
भविष्य में, खगोलविदों के पास और भी परिष्कृत उपकरण होंगे, जिनके साथ प्रारंभिक ब्रह्मांड में आकाशगंगाओं और एसबीएस का अध्ययन करना होगा, जो कि प्राचीन गैस बादलों के बारे में और भी अधिक विवरण प्रकट करना चाहिए। इसमें ESO की अत्यधिक बड़ी टेलीस्कोप (ELT), साथ ही जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) जैसे अंतरिक्ष-आधारित दूरबीन शामिल हैं।
टीम के निष्कर्षों का वर्णन करने वाला अध्ययन दिसंबर 20 के अंक में सामने आया था द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल.
