छवि क्रेडिट: ईएसओ
हवाई में स्थित खगोलविदों की एक टीम ने 12.8 बिलियन प्रकाश वर्ष दूर एक दूर की आकाशगंगा की खोज की है जो हमें दिखाती है कि जब ब्रह्मांड केवल 900 मिलियन वर्ष पुराना था तब क्या दिखता था। उन्होंने कनाडा-फ्रांस-हवाई दूरबीन पर स्थापित एक विशेष कैमरे का उपयोग करके आकाशगंगा को पाया जो प्रकाश की एक बहुत विशिष्ट आवृत्ति में दूर की वस्तुओं की खोज करता है। स्टार मीरा के ठीक पास, सेतुस के तारामंडल में स्थित इस आकाशगंगा को उजागर करके, टीम ने दूर की वस्तुओं की खोज के लिए एक नई पद्धति विकसित की है जो भविष्य के पर्यवेक्षकों को अतीत में और भी देखने में मदद करनी चाहिए।
बेहतर दूरबीनों और उपकरणों के साथ, अत्यंत दूरस्थ और बेहोश आकाशगंगाओं के अवलोकन संभव हो गए हैं जो हाल ही में खगोलविदों के सपनों तक थे।
ऐसी ही एक वस्तु खगोलविदों की एक टीम द्वारा [2] बेहद दूर की आकाशगंगाओं की खोज के दौरान मौना के (हवाई, संयुक्त राज्य अमेरिका) में कनाडा-फ्रांस-हवाई दूरबीन में स्थापित एक व्यापक क्षेत्र के कैमरे के साथ मिली थी। "Z6VDF J022803-041618" को नामित किया गया था, इसका पता इसके असामान्य रंग की वजह से लगा, जो केवल एक विशेष ऑप्टिकल फिल्टर के माध्यम से प्राप्त चित्रों पर दिखाई देता है, जो एक संकीर्ण निकट अवरक्त बैंड में प्रकाश को अलग करता है।
ईएसओ वेरी लार्ज टेलीस्कोप (वीएलटी) में FORS2 मल्टी-मोड इंस्ट्रूमेंट के साथ इस ऑब्जेक्ट का एक अनुवर्ती स्पेक्ट्रम यह पुष्टि करता है कि यह एक बहुत दूर की आकाशगंगा है (रेडशिफ्ट 6.17 [3] है)। यह तब देखा जाता है जब यह ब्रह्मांड केवल 900 मिलियन वर्ष पुराना था।
z6VDF J022803-041618 सबसे दूर की आकाशगंगाओं में से एक है, जिसके लिए अब तक स्पेक्ट्रा प्राप्त किए जा चुके हैं। दिलचस्प बात यह है कि इसकी खोज बड़े पैमाने पर सितारों द्वारा उत्सर्जित प्रकाश के कारण हुई थी, न कि जैसा कि मूल रूप से अपेक्षित था, हाइड्रोजन गैस द्वारा उत्सर्जन से।
प्रारंभिक ब्रह्मांड का एक संक्षिप्त इतिहास
अधिकांश वैज्ञानिक इस बात से सहमत हैं कि ब्रह्मांड एक बिग बैंग में एक गर्म और बेहद घने प्रारंभिक अवस्था से निकला। नवीनतम टिप्पणियों से संकेत मिलता है कि यह महत्वपूर्ण घटना लगभग 13,700 मिलियन वर्ष पहले हुई थी।
पहले कुछ मिनटों के दौरान, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के साथ भारी मात्रा में हाइड्रोजन और हीलियम नाभिक का उत्पादन किया गया था। बहुत सारे मुक्त इलेक्ट्रॉन भी थे और निम्न काल के दौरान, कई फोटॉन इन और परमाणु नाभिकों से बिखरे हुए थे। इस स्तर पर, ब्रह्मांड पूरी तरह से अपारदर्शी था।
कुछ 100,000 वर्षों के बाद, ब्रह्मांड कुछ हज़ार डिग्री तक ठंडा हो गया था और परमाणु और इलेक्ट्रॉन अब परमाणुओं के रूप में संयुक्त हो गए थे। फोटॉन तब इनसे बिखर नहीं रहे थे और यूनिवर्स अचानक पारदर्शी हो गया था। कॉस्मोलॉजिस्ट इस क्षण को "पुनर्संयोजन युग" के रूप में संदर्भित करते हैं। माइक्रोवेव बैकग्राउंड रेडिएशन जो अब हम सभी दिशाओं से देखते हैं, उस दूर के युग में ब्रह्मांड में महान एकरूपता की स्थिति को दर्शाता है।
अगले चरण में, प्रवाल परमाणु - जो 99% से अधिक हाइड्रोजन और हीलियम के थे - एक साथ चले गए और विशाल बादलों का निर्माण करना शुरू कर दिया, जिनसे बाद में तारे और आकाशगंगाएं उभरीं। सितारों की पहली पीढ़ी और, कुछ समय बाद, पहली आकाशगंगा और क्वासर [4], गहन पराबैंगनी विकिरण का उत्पादन किया। वह विकिरण बहुत दूर नहीं गया था, हालांकि, इस तथ्य के बावजूद कि ब्रह्मांड बहुत पहले पारदर्शी हो गया था। इसका कारण यह है कि पराबैंगनी (लघु-तरंग दैर्ध्य) फोटोन हाइड्रोजन परमाणुओं द्वारा तुरंत अवशोषित हो जाएंगे, उन परमाणुओं से इलेक्ट्रॉनों को "खटखटाया" जाएगा, जबकि लंबे समय तक तरंग दैर्ध्य फोटॉन बहुत दूर तक यात्रा कर सकते हैं। इस प्रकार अंतरजाल गैस फिर से आयनीकरण स्रोतों के आसपास लगातार बढ़ते क्षेत्रों में आयनित हो गई।
किसी समय, ये गोले इतने बड़े हो गए थे कि वे पूरी तरह से ओवरलैप हो गए थे; इसे "पुनः आयनीकरण के युग" के रूप में जाना जाता है। उस समय तक, पराबैंगनी विकिरण परमाणुओं द्वारा अवशोषित हो गया था, लेकिन ब्रह्मांड अब इस विकिरण के लिए भी पारदर्शी हो गया। इससे पहले, उन पहले सितारों और आकाशगंगाओं से पराबैंगनी प्रकाश को बड़ी दूरी पर नहीं देखा जा सकता था, लेकिन अब यूनिवर्स अचानक उज्ज्वल वस्तुओं से भरा दिखाई दिया। यह इस कारण से है कि "पुनर्संयोजन" और "पुन: आयनीकरण" के युगों के बीच के समय अंतराल को "डार्क एज" के रूप में जाना जाता है।
"अंधकार युग" का अंत कब हुआ?
पुन: आयनीकरण का सटीक युग खगोलविदों के बीच सक्रिय बहस का विषय है, लेकिन जमीन और अंतरिक्ष टिप्पणियों से हाल के परिणाम इंगित करते हैं कि "डार्क एज" कुछ सौ मिलियन वर्षों तक चली। अब विभिन्न अनुसंधान कार्यक्रम चल रहे हैं जो इन प्रारंभिक घटनाओं के होने पर बेहतर तरीके से निर्धारित करने का प्रयास करते हैं। इसके लिए, यह जल्द से जल्द विस्तार से अध्ययन और अध्ययन करने के लिए अति-योग्य है, इसलिए, सबसे दूर, ब्रह्मांड में वस्तुओं - और यह एक बहुत ही मांग का पालन करने का प्रयास है।
प्रकाश दूरी के वर्ग से मंद होता है और आगे हम अंतरिक्ष में एक वस्तु का निरीक्षण करने के लिए बाहर देखते हैं - और इसलिए समय में आगे पीछे हम इसे देखते हैं - यह प्रतीत होता है। उसी समय, इसकी मंद रोशनी को ब्रह्मांड के विस्तार के कारण स्पेक्ट्रम के लाल क्षेत्र की ओर स्थानांतरित कर दिया जाता है - जितनी बड़ी दूरी, उतनी बड़ी देखी गई रेडशिफ्ट [3]।
लिमन-अल्फा उत्सर्जन लाइन
ग्राउंड-आधारित दूरबीनों के साथ, धूमिल का पता लगाने की सीमाएं स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग में टिप्पणियों द्वारा प्राप्त की जाती हैं। बहुत दूर की वस्तुओं का पता लगाने के लिए पराबैंगनी वर्णक्रमीय हस्ताक्षरों के अवलोकन की आवश्यकता होती है, जिन्हें दृश्य क्षेत्र में पुनः परिभाषित किया गया है। आम तौर पर, खगोलविदों ने इसके लिए पुनर्वितरित लिमन-अल्फा वर्णक्रमीय उत्सर्जन रेखा का उपयोग किया, जिसमें शेष तरंग दैर्ध्य 121.6 एनएम है; यह हाइड्रोजन परमाणुओं द्वारा उत्सर्जित फोटॉनों से मेल खाता है जब वे एक उत्साहित अवस्था से अपनी मौलिक स्थिति में बदलते हैं।
सबसे दूर की आकाशगंगाओं की खोज करने का एक स्पष्ट तरीका यह है कि रेडडेस्ट (सबसे लंबे) संभव तरंगदैर्ध्य पर लिमन-अल्फा उत्सर्जन की खोज की जाए। अब तक देखी गई ल्यमन-अल्फा लाइन की तरंग दैर्ध्य, बड़ा लाल रंग और दूरी है, और पहले का युग है जिस पर हम आकाशगंगा और करीब हम उस क्षण की ओर आते हैं जो "डार्क एजेस" के अंत में चिह्नित है। "।
खगोलीय उपकरणों (साथ ही वाणिज्यिक डिजिटल कैमरों) में उपयोग किए जाने वाले सीसीडी-डिटेक्टर, लगभग 1000 एनएम (1? मी) तक तरंग दैर्ध्य के प्रकाश के प्रति संवेदनशील होते हैं, यानी, बहुत निकट अवरक्त स्पेक्ट्रल क्षेत्र में, सबसे लाल बत्ती से परे? लगभग 700-750 एनएम पर मानव आंख से माना जाता है।
उज्ज्वल निकट अवरक्त रात का आकाश
हालांकि, इस तरह के काम के लिए एक और समस्या है। दूर आकाशगंगाओं से बेहोश लाइमैन-अल्फा उत्सर्जन की खोज इस तथ्य से जटिल है कि स्थलीय वातावरण - जिसके माध्यम से सभी भू-आधारित दूरबीनों को देखना होगा - प्रकाश का उत्सर्जन भी करता है। यह विशेष रूप से स्पेक्ट्रम के लाल और निकट-अवरक्त भाग में होता है, जहां सैकड़ों असतत उत्सर्जन लाइनें हाइड्रॉक्सिल अणु (OH रेडिकल) से उत्पन्न होती हैं, जो लगभग 80 किमी की ऊंचाई पर ऊपरी स्थलीय वातावरण में मौजूद है (पीआर फोटो देखें) 13a / 03)।
यह मजबूत उत्सर्जन जो खगोलविदों को "आकाश पृष्ठभूमि" के रूप में संदर्भित करता है, बेहोशी की सीमा के लिए जिम्मेदार है, जिस पर आकाशीय वस्तुओं को निकट-अवरक्त तरंगदैर्ध्य पर जमीन-आधारित दूरबीनों के साथ पता लगाया जा सकता है। हालाँकि, "लो ओएच-बैकग्राउंड" के सौभाग्य से वर्णक्रमीय अंतराल हैं, जहाँ ये उत्सर्जन रेखाएँ बहुत अधिक विचित्र हैं, इस प्रकार यह ग्राउंड अवलोकनों से बेहोशी का पता लगाने की अनुमति देता है। ऐसी दो "डार्क-स्काई विंडो" पीआर फोटो 13 ए / 03 में 820 और 920 एनएम के तरंग दैर्ध्य के पास स्पष्ट हैं।
इन पहलुओं पर विचार करते हुए, सबसे दूर की आकाशगंगाओं के लिए कुशलता से खोज करने का एक आशाजनक तरीका है, इसलिए संकीर्ण बैंड ऑप्टिकल फिल्टर के माध्यम से 920 एनएम के पास तरंग दैर्ध्य का निरीक्षण करना। लगभग 10 एनएम तक इस फिल्टर की वर्णक्रमीय चौड़ाई को अपनाने से आकाशीय उत्सर्जन के प्रतिकूल प्रभाव को कम करते हुए फिल्टर से मेल खाती हुई वर्णक्रमीय रेखा में उत्सर्जित होने पर आकाशीय पिंडों से अधिक से अधिक प्रकाश का पता लगाने की अनुमति मिलती है।
दूसरे शब्दों में, दूर की वस्तुओं से अधिकतम प्रकाश एकत्र करने और स्थलीय वातावरण से प्रकाश को परेशान करने की न्यूनतम के साथ, उन दूर की वस्तुओं का पता लगाने के लिए संभावनाएं इष्टतम हैं। खगोलशास्त्री इस तरंगदैर्ध्य पर उत्सर्जन रेखाएँ दिखाने वाली वस्तुओं के "विपरीत को अधिकतम करने" के बारे में बात करते हैं।
CFHT खोज कार्यक्रम
उपरोक्त विचारों के आधार पर, खगोलविदों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम [2] ने मौना की (हवाई, यूएसए) में कनाडा-फ्रांस-हवाई दूरबीन में CFH12K उपकरण पर लगभग अवरक्त तरंग दैर्ध्य 920 एनएम पर केंद्रित एक संकीर्ण-बैंड ऑप्टिकल फिल्टर स्थापित किया। अत्यंत दूर की आकाशगंगाओं की खोज करना। CFH12K एक वाइड-फील्ड कैमरा है, जिसका उपयोग CFHT के मुख्य फोकस में किया जाता है, जो लगभग एक फील्ड-ऑफ-व्यू प्रदान करता है। 30 x 40 आर्कमिन 2, पूर्णिमा से कुछ बड़ा है [5]।
अलग-अलग फिल्टर के माध्यम से लिए गए एक ही आकाश क्षेत्र की छवियों की तुलना करके, खगोल विज्ञानी उन वस्तुओं की पहचान करने में सक्षम थे जो NB920 छवि में "उज्ज्वल" दिखाई देते हैं और अन्य फिल्टर के माध्यम से प्राप्त की गई छवियों में "बेहोश" (या दिखाई नहीं देते हैं)। । PR Photo 13b / 03 में एक शानदार उदाहरण दिखाया गया है - केंद्र में ऑब्जेक्ट 920nm छवि में अच्छी तरह से दिखाई देता है, लेकिन अन्य छवियों में बिल्कुल भी नहीं।
इस तरह के एक असामान्य रंग के साथ किसी वस्तु के लिए सबसे संभावित व्याख्या यह है कि यह एक बहुत दूर की आकाशगंगा है, जिसके लिए मजबूत लियमन-अल्फा उत्सर्जन लाइन की मनाया तरंग दैर्ध्य 920 एनएम के करीब है, रेडशिफ्ट के कारण। Lyman- अल्फा की तुलना में कम तरंग दैर्ध्य पर आकाशगंगा द्वारा उत्सर्जित किसी भी प्रकाश को इंटरस्टेलर और इंटरगलेक्टिक हाइड्रोजन गैस को हस्तक्षेप करके दृढ़ता से अवशोषित किया जाता है; यही कारण है कि अन्य सभी फिल्टरों में ऑब्जेक्ट दिखाई नहीं देता है।
वीएलटी स्पेक्ट्रम
इस वस्तु की वास्तविक प्रकृति को सीखने के लिए, इसके स्पेक्ट्रम का अवलोकन करके एक स्पेक्ट्रोस्कोपिक अनुवर्ती प्रदर्शन करना आवश्यक है। यह ईएसओ पैरानल ऑब्जर्वेटरी में 8.2-एम वीएलटी यपुन टेलिस्कोप के लिए फोर्स 2 मल्टी-मोड इंस्ट्रूमेंट के साथ पूरा किया गया था। यह सुविधा मध्यम वर्णक्रमीय रिज़ॉल्यूशन और लाल रंग में उच्च संवेदनशीलता का एक आदर्श संयोजन प्रदान करती है जो इस तरह के बहुत ही मांग वाले अवलोकन के लिए है। परिणामस्वरूप (बेहोश) स्पेक्ट्रम पीआर फोटो 13 सी / 03 में दिखाया गया है।
पीआर फोटो 13 डी / 03 पीआर फोटो 13 सी / 03 में दिखाए गए चित्र से निष्कर्षण के बाद वस्तु के अंतिम ("साफ") निशान का पता लगाता है। एक व्यापक उत्सर्जन रेखा का स्पष्ट रूप से पता लगाया जाता है (केंद्र के बाईं ओर; सम्मिलित में बढ़े हुए)। यह असममित है, इसकी नीली (बाईं ओर) उदास है। यह इस तथ्य के साथ संयुक्त है कि लाइन के बाईं ओर कोई निरंतर प्रकाश का पता नहीं चलता है, लाइमैन-अल्फ़ा लाइन का एक स्पष्ट वर्णक्रमीय हस्ताक्षर है: लियान-अल्फा की तुलना में फोटॉन "ब्लर" आकाशगंगा में मौजूद गैस द्वारा भारी रूप से अवशोषित होते हैं। , और पृथ्वी और वस्तु के बीच की रेखा के साथ अंतर-माध्यम में।
इसलिए स्पेक्ट्रोस्कोपिक अवलोकनों ने खगोलविदों को स्पष्ट रूप से इस रेखा को लाइमैन-अल्फा के रूप में पहचानने की अनुमति दी, और इसलिए इस विशेष वस्तु की महान दूरी (उच्च रेडशिफ्ट) की पुष्टि करने के लिए। मापी गई रेडशिफ्ट 6.17 है, जो इस वस्तु को अब तक की सबसे दूर की आकाशगंगाओं में से एक बनाती है। इसे पदनाम "z6VDF J022803-041618" प्राप्त हुआ - इसमें से कुछ हद तक बिना नाम वाला नाम सर्वेक्षण को संदर्भित करता है और दूसरा आकाश में इस आकाशगंगा की स्थिति को इंगित करता है।
प्रारंभिक ब्रह्मांड में स्टारलाईट
हालांकि, ये अवलोकन आश्चर्य के बिना नहीं आए! खगोलविदों ने 920 एनएम वर्णक्रमीय खिड़की के केंद्र में ऑब्जेक्ट से लिमन-अल्फा लाइन का पता लगाने की उम्मीद (और उम्मीद) की थी। हालाँकि, जब Lyman- अल्फा लाइन पाई गई थी, वह कुछ कम तरंग दैर्ध्य पर स्थित थी।
इस प्रकार, यह ल्यमन-अल्फा उत्सर्जन नहीं था, जिसके कारण यह आकाशगंगा संकीर्ण-बैंड (NB920) छवि में "उज्ज्वल" थी, लेकिन लायन-अल्फा की तुलना में तरंगदैर्ध्य पर "निरंतरता" उत्सर्जन। पीआर फोटो 13 सी / 03 में एक क्षैतिज, विसरित रेखा के रूप में यह विकिरण बहुत ही धूमिल दिखाई देता है।
एक परिणाम यह है कि 6.17 की मापी गई रेडशिफ्ट मूल रूप से अनुमानित रेडशिफ्ट के 6.5 से कम है। एक और बात यह है कि z6VDF J022803-041618 का पता उसके बड़े-बड़े तारों ("सातत्य") से प्रकाश में आया था और हाइड्रोजन गैस (लिमन-अल्फा लाइन) से उत्सर्जन से नहीं।
यह दिलचस्प निष्कर्ष विशेष रुचि का है क्योंकि यह दर्शाता है कि लिमैन-अल्फा उत्सर्जन लाइन पर भरोसा किए बिना इस विशाल दूरी पर आकाशगंगाओं का पता लगाना संभव है, जो हमेशा दूर की आकाशगंगाओं के स्पेक्ट्रा में मौजूद नहीं हो सकता है। यह खगोलविदों को प्रारंभिक ब्रह्मांड में आकाशगंगा की आबादी की पूरी तस्वीर के साथ प्रदान करेगा।
इसके अलावा, इन दूर की आकाशगंगाओं का अधिक से अधिक अवलोकन करने से इस उम्र में ब्रह्मांड की आयनीकरण स्थिति को बेहतर ढंग से समझने में मदद मिलेगी: इन आकाशगंगाओं द्वारा उत्सर्जित पराबैंगनी प्रकाश हमें "तटस्थ" ब्रह्मांड में नहीं पहुंचना चाहिए, अर्थात पुन: आयनीकरण होने से पहले। । इस तरह की अधिक आकाशगंगाओं का शिकार अब यह स्पष्ट करने के लिए है कि अंधेरे युग से संक्रमण कैसे हुआ!
मूल स्रोत: ESO समाचार रिलीज़
