बड़ी आकाशगंगाएँ कैसे बनती हैं?

अधिकांश वर्तमान बड़ी आकाशगंगाएँ सर्पिल हैं, जो एक केंद्रीय उभार के आसपास एक डिस्क प्रस्तुत करती हैं। प्रसिद्ध उदाहरण हमारी अपनी आकाशगंगा या एंड्रोमेडा गैलेक्सी हैं। इन सर्पिल आकाशगंगाओं का निर्माण कब और कैसे हुआ? उनमें से अधिकांश बहुमत एक विशाल केंद्रीय उभार क्यों पेश करते हैं?

खगोलविदों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम [1] इन मूलभूत सवालों के नए ठोस जवाब प्रस्तुत करती है। इसके लिए, वे कई अंतरिक्ष- और जमीन-आधारित दूरबीनों से ली गई आकाशगंगाओं के अवलोकन के व्यापक डेटासेट पर भरोसा करते हैं। विशेष रूप से, उन्होंने दो साल की अवधि में ईएसओ के वेरी लार्ज टेलीस्कोप पर कई उपकरणों का उपयोग किया।

दूसरों के बीच, उनकी टिप्पणियों से पता चलता है कि वर्तमान में लगभग आधे तारे 8,000 मिलियन और 4,000 मिलियन वर्ष पहले की अवधि में बने थे, ज्यादातर चमकदार इन्फ्रारेड आकाशगंगाओं में होने वाले तीव्र स्टार गठन के एपिसोडिक विस्फोट में।

इस और अन्य सबूतों से, खगोलविदों ने एक अभिनव परिदृश्य तैयार किया, जिसे ‘सर्पिल पुनर्निर्माण’ कहा गया। उनका दावा है कि अधिकांश वर्तमान सर्पिल आकाशगंगाएं एक या कई विलय की घटनाओं का परिणाम हैं। यदि पुष्टि की जाती है, तो यह नया परिदृश्य खगोलविदों के सोचने के तरीके में क्रांतिकारी बदलाव ला सकता है।

उपकरणों का एक बेड़ा
आकाशगंगाएँ कैसे और कब बनीं? इन द्वीप ब्रह्मांडों में तारे कैसे और कब बने? ये सवाल आज भी खगोलविदों के लिए काफी चुनौती पेश कर रहे हैं।

खगोलविदों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम द्वारा जमीन और अंतरिक्ष-आधारित दूरबीनों के बेड़े के साथ प्राप्त फ्रंट-लाइन अवलोकन परिणाम इन मूलभूत मुद्दों में नई अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।

इसके लिए, उन्होंने 195 आकाशगंगाओं के विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर एक महत्वाकांक्षी दीर्घकालिक अध्ययन शुरू किया, जिसमें एक रेडशिफ्ट [2] 0.4 से अधिक है, यानी 4000 मिलियन से अधिक प्रकाश-वर्ष दूर स्थित है। इन आकाशगंगाओं का अध्ययन ईएसओ के वेरी लार्ज टेलीस्कोप, साथ ही नासा/ईएसए हबल स्पेस टेलीस्कोप, ईएसए इन्फ्रारेड स्पेस ऑब्जर्वेटरी (आईएसओ) उपग्रह और एनआरएओ वेरी लार्ज एरे का उपयोग करके किया गया था।

वेरी लार्ज टेलीस्कोप के साथ, दृश्य में अर्ध-जुड़वां उपकरणों FORS1 और FORS2 और अवरक्त में ISAAC का उपयोग करके दो साल की अवधि में अंतु और कुयेन पर अवलोकन किए गए थे। दोनों ही मामलों में, आवश्यक संकल्प के साथ उच्च गुणवत्ता वाले स्पेक्ट्रा प्राप्त करने के लिए वीएलटी की अनूठी क्षमताओं पर भरोसा करना आवश्यक था।

परिणामों का एक बेड़ा
अपने व्यापक डेटा सेट से, खगोलविद कई महत्वपूर्ण निष्कर्ष निकाल सकते हैं।

सबसे पहले, आकाशगंगाओं की निकट-अवरक्त चमक के आधार पर, वे अनुमान लगाते हैं कि उनके द्वारा अध्ययन की गई अधिकांश आकाशगंगाओं में सितारों के रूप में सूर्य के द्रव्यमान का 30,000 मिलियन से 300,000 मिलियन गुना के बीच होता है। यह मोटे तौर पर हमारे अपने मिल्की वे में सितारों में बंद द्रव्यमान की मात्रा 0.2 से 2 का कारक है।

दूसरा, उन्होंने पाया कि स्थानीय ब्रह्मांड के विपरीत जहां तथाकथित चमकदार इन्फ्रारेड आकाशगंगाएं (एलआईआरजी; [3]) बहुत दुर्लभ वस्तुएं हैं, 0.4 से 1 के रेडशिफ्ट पर, यानी 4,000 से 8,000 मिलियन वर्ष पहले, लगभग एक छठा चमकीली आकाशगंगाओं में से LIRGs थीं।

क्योंकि माना जाता है कि आकाशगंगाओं का यह अजीबोगरीब वर्ग तारा निर्माण के एक बहुत सक्रिय चरण से गुजर रहा है, जिसमें तारकीय द्रव्यमान का दोगुना 1,000 मिलियन से कम वर्षों में होता है, पिछले ब्रह्मांड में इन LIRG के इतने बड़े अंश का अस्तित्व है कुल तारकीय गठन दर पर महत्वपूर्ण परिणाम।
टीम के नेता फ्रान? ओइस हैमर (पेरिस ऑब्जर्वेटरी, फ्रांस) के रूप में, कहते हैं: ‘इस प्रकार हम इस निष्कर्ष पर पहुंचे हैं कि लगभग 8,000 मिलियन से 4,000 मिलियन वर्ष पहले की अवधि के दौरान, मध्यवर्ती द्रव्यमान आकाशगंगाओं ने अपने आधे हिस्से को परिवर्तित कर दिया था। सितारों में कुल द्रव्यमान। इसके अलावा, यह तारा निर्माण बहुत तीव्र विस्फोटों में हुआ होगा जब आकाशगंगाएँ भारी मात्रा में अवरक्त विकिरण का उत्सर्जन कर रही थीं और LIRGs के रूप में दिखाई दीं। ”

वेरी लार्ज टेलीस्कोप से प्राप्त स्पेक्ट्रा का उपयोग करके एक और परिणाम प्राप्त किया जा सकता है: खगोलविदों ने कई देखी गई आकाशगंगाओं (पीआर फोटो 02 ए / 05) में रासायनिक प्रचुरता को मापा। वे पाते हैं कि बड़ी रेडशिफ्ट वाली आकाशगंगाएँ ऑक्सीजन की प्रचुरता को वर्तमान समय के सर्पिलों की तुलना में दो गुना कम दिखाती हैं। चूंकि यह तारे हैं जो एक आकाशगंगा में ऑक्सीजन का उत्पादन करते हैं, यह फिर से इस तथ्य का समर्थन करता है कि ये आकाशगंगाएँ 8,000 और 4,000 मिलियन वर्ष पहले की अवधि में सक्रिय रूप से तारे बना रही हैं।

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और क्योंकि यह माना जाता है कि आकाशगंगा के टकराव और विलय, बढ़ी हुई तारा-निर्माण गतिविधि के ऐसे चरणों को ट्रिगर करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, इन टिप्पणियों से संकेत मिलता है कि आकाशगंगा विलय अभी भी 8,000 मिलियन वर्ष से भी कम समय पहले हुआ था।

सर्पिल पुनर्निर्माण
इन अवलोकनों से सामने आई कहानी तथाकथित ‘आकाशगंगाओं के पदानुक्रमित विलय’ परिदृश्य के अनुरूप है, जो लगभग 20 वर्षों से साहित्य में मौजूद है। इस मॉडल के अनुसार, छोटी आकाशगंगाएँ आपस में मिलकर बड़ी आकाशगंगाएँ बनाती हैं। जैसा कि फ्रान? ओइस हैमर बताते हैं: ‘वर्तमान परिदृश्य में, आमतौर पर यह माना जाता था कि आकाशगंगा का विलय लगभग 8,000 मिलियन वर्ष पहले बंद हो गया था। हमारे अवलोकनों के पूरे सेट से पता चलता है कि यह मामला होने से बहुत दूर है। निम्नलिखित 4,000 मिलियन वर्षों में, आकाशगंगाएँ अभी भी विलीन हो गई हैं और बड़े सर्पिलों का निर्माण करती हैं जिन्हें हम स्थानीय ब्रह्मांड में देखते हैं। ”

इन सभी गुणों को ध्यान में रखते हुए, खगोलविदों ने इस प्रकार एक नया आकाशगंगा निर्माण परिदृश्य तैयार किया, जिसमें तीन प्रमुख चरण शामिल हैं: एक विलय घटना, एक कॉम्पैक्ट आकाशगंगा चरण और ‘डिस्क की वृद्धि’ चरण (पीआर फोटो 02 बी/05 देखें)।

इस परिदृश्य के अनूठे पहलुओं के कारण, जहां बड़ी आकाशगंगाएं पहले एक बड़ी टक्कर से बाधित होती हैं, जो बाद में एक वर्तमान सर्पिल आकाशगंगा के रूप में फिर से पैदा होती हैं, खगोलविदों ने तार्किक रूप से उनके विकासवादी अनुक्रम को ‘सर्पिल आकाशगंगा पुनर्निर्माण’ करार दिया।

हालांकि मानक विचारों के साथ अंतर होने पर, जो दावा करते हैं कि आकाशगंगा विलय सर्पिल के बजाय अंडाकार आकाशगंगाओं का उत्पादन करते हैं, खगोलविदों का कहना है कि उनका परिदृश्य विभिन्न प्रकार की आकाशगंगाओं के देखे गए अंशों के अनुरूप है और सभी अवलोकनों के लिए जिम्मेदार हो सकता है।

नया परिदृश्य वास्तव में वर्तमान सर्पिल आकाशगंगाओं के लगभग तीन चौथाई के गठन के लिए जिम्मेदार हो सकता है, जिनमें बड़े पैमाने पर केंद्रीय उभार हैं। यह उदाहरण के लिए एंड्रोमेडा गैलेक्सी पर लागू होगा लेकिन हमारे अपने मिल्की वे पर नहीं। ऐसा लगता है कि हमारी गैलेक्सी पिछले हजारों मिलियन वर्षों में किसी तरह बड़ी टक्करों से बच गई।

आगे के अवलोकन, विशेष रूप से वीएलटी पर फ्लेम्स उपकरण के साथ, यह दिखाएगा कि क्या सर्पिल आकाशगंगाएं वास्तव में प्रमुख विलय की घटनाओं से बनाई गई अपेक्षाकृत हाल ही में पैदा हुई प्रणाली हैं।

अधिक जानकारी
इस प्रेस विज्ञप्ति में प्रस्तुत शोध प्रमुख खगोलीय पत्रिका एस्ट्रोनॉमी एंड एस्ट्रोफिजिक्स, वॉल्यूम में प्रकाशित हुआ है। 430(1). पेपर (‘क्या अधिकांश वर्तमान सर्पिल पिछले 8 Gyrs के दौरान बने थे? – एफ हैमर एट अल द्वारा हिंसक एपिसोड के साथ एक गठन इतिहास’ एफ हैमर एट अल द्वारा प्रकट किया गया था।) ए एंड ए वेब साइट से पीडीएफ प्रारूप में उपलब्ध है।

टिप्पणियाँ
[1]: टीम फ्रान से बनी है? ओइस हैमर और हेक्टर फ्लोर्स (ऑब्जर्वेटोएरे डे पेरिस, मेउडन, फ्रांस), डेविड एल्बाज़ (सीईए सैकले, फ्रांस), जियान-झोंग झेंग (ऑब्जर्वेटोएयर डी पेरिस, मेउडॉन, फ्रांस और मैक्स- प्लैंक इंस्टीट्यूट एफ? आर एस्ट्रोनॉमी, जर्मनी), यान-चुन लियांग (ऑब्जर्वेटोएयर डी पेरिस, मेडॉन, फ्रांस और नेशनल एस्ट्रोनॉमिकल ऑब्जर्वेटरीज, चीन) और कैथरीन सेसर्स्की (ईएसओ, गार्चिंग, जर्मनी)।

[2]: खगोल विज्ञान में, रेडशिफ्ट उस अंश को दर्शाता है जिसके द्वारा किसी वस्तु के स्पेक्ट्रम में रेखाएं लंबी तरंग दैर्ध्य की ओर स्थानांतरित हो जाती हैं। एक दूरस्थ आकाशगंगा की देखी गई रेडशिफ्ट इसकी दूरी का अनुमान प्रदान करती है। वर्तमान पाठ में दर्शाई गई दूरियां और आयु ब्रह्मांड की 13,700 मिलियन वर्ष की आयु पर आधारित हैं।

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[3]: चमकदार इन्फ्रारेड आकाशगंगा (एलआईआरजी) आकाशगंगाओं का एक सबसेट है, जिनकी अवरक्त चमक हमारे सूर्य की चमक से 100,000 मिलियन गुना अधिक है। उन्हें पहली बार ईएसए आईएसओ उपग्रह द्वारा एक वर्ग के रूप में खोजा गया था और माना जाता है कि वे आकाशगंगाएँ हैं जो बढ़ी हुई तारकीय संरचना के दौर से गुजर रही हैं।

मूल स्रोत: ईएसओ समाचार विज्ञप्ति


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