कैसे जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप डेटा पहले ही आश्चर्यचकित कर चुका है

जनता से रिश्ता वेबडेस्क। मासिमो पास्कल गैलेक्सी क्लस्टर SMACS 0723 का अध्ययन करने की योजना नहीं बना रहा था। लेकिन जैसे ही उसने जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप, या JWST से पहली छवि में क्लस्टर को चमकते हुए देखा, वह और उसके सहयोगी खुद की मदद नहीं कर सके।

"हम जैसे थे, हमें कुछ करना है," कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले के एक खगोलशास्त्री पास्कल कहते हैं। "हम इस डेटा का विश्लेषण करने से खुद को रोक नहीं सकते हैं। यह बहुत रोमांचक था।"

पास्कल की टीम वैज्ञानिकों के कई समूहों में से एक है जिन्होंने पहली JWST छवियों को देखा और तुरंत अपनी आस्तीन ऊपर कर ली। छवियों और उन्हें बनाने के लिए उपयोग किए गए डेटा को सार्वजनिक किए जाने के बाद पहले कुछ दिनों में, वैज्ञानिकों ने क्लस्टर के द्रव्यमान की मात्रा का अनुमान लगाया है, क्लस्टर के हाल के दिनों में एक हिंसक घटना का खुलासा किया है और आकाशगंगाओं में सितारों की उम्र का अनुमान लगाया है। स्वयं क्लस्टर।

"हम इसके लिए लंबे समय से तैयारी कर रहे थे। खुद, मैं वर्षों से तैयारी कर रहा हूं, और मैं बहुत बूढ़ा नहीं हूं, "पास्केल कहते हैं, जो अपने स्नातक स्कूल के चौथे वर्ष में है। JWST "वास्तव में खगोलविदों की एक नई पीढ़ी और पूरी तरह से विज्ञान की एक नई पीढ़ी को परिभाषित करने जा रहा है।"

जब 11 जुलाई को व्हाइट हाउस ब्रीफिंग में SMACS 0723 की छवि जारी की गई, तो अधिकांश ध्यान पृष्ठभूमि में अत्यंत दूर की आकाशगंगाओं पर गया (SN: 7/11/22)। लेकिन छवि के बीच में स्मैक SMACS 0723 ही है, जो पृथ्वी से लगभग 4.6 बिलियन प्रकाश वर्ष दूर आकाशगंगाओं का एक बहुत करीब समूह है। इसका द्रव्यमान दूर से भी प्रकाश को झुकाता है, जिससे अधिक दूर की वस्तुएं आवर्धित दिखाई देती हैं, जैसे कि उनका प्रकाश किसी अन्य ब्रह्मांडीय आकार के टेलीस्कोप के लेंस से होकर गुजरा हो।

इस छवि में सबसे दूर की आकाशगंगा से प्रकाश ने लगभग 13.3 अरब साल पहले JWST की अपनी यात्रा शुरू की थी - "लगभग ब्रह्मांड के भोर में," इंग्लैंड में डरहम विश्वविद्यालय के खगोल भौतिक विज्ञानी गिलाउम महलर कहते हैं, जो पहले से ही अपने ज़ूम के रूप में चित्र का उपयोग कर रहे हैं पार्श्वभूमि।

लेकिन छवि हस्तक्षेप करने वाले आकाशगंगा समूह के इतिहास में भी भर सकती है। "लोग कभी-कभी इसके बारे में भूल जाते हैं - आकाशगंगा समूह भी बहुत महत्वपूर्ण है," पास्कल कहते हैं।

पास्कल और महलर की टीमों ने दूर की आकाशगंगाओं की सूची लेकर शुरुआत की जो छवि में फैली हुई और विकृत दिखाई देती हैं। इनमें से कुछ आकाशगंगाओं का प्रकाश विकृत है कि एक ही आकाशगंगा के अनेक चित्र अलग-अलग स्थानों पर दिखाई देते हैं। उन गुणा-प्रतिबिंबित आकाशगंगाओं का मानचित्रण क्लस्टर के चारों ओर द्रव्यमान के प्रसार के तरीके की एक संवेदनशील जांच है। बदले में, यह प्रकट कर सकता है कि क्लस्टर में डार्क मैटर, अदृश्य, रहस्यमय पदार्थ है जो ब्रह्मांड में अधिकांश द्रव्यमान बनाता है (एसएन: 9/10/20)।

दोनों टीमों ने पाया कि SMACS 0723 पिछली टिप्पणियों की तुलना में अधिक लम्बा है। उन्हें तारों से क्लस्टर के अंदर एक फीकी चमक, जिसे इंट्राक्लस्टर लाइट कहा जाता है, जो किसी विशेष आकाशगंगा से संबंधित नहीं है। साथ में, उन विशेषताओं से पता चलता है कि एसएमएस 0723 अभी भी एक अन्य आकाशगंगा क्लस्टर के साथ अपेक्षाकृत हाल के स्मैश-अप से उबर रहा है, टीमों ने 14 जुलाई को arXiv.org को प्रस्तुत किए गए कागजात की एक जोड़ी में अलग से रिपोर्ट की।

एक आकाशगंगा समूह जो कल्पों से अपने आप बैठा है, उसमें SMACS 0723 के आयताकार आकार के बजाय पदार्थ और इंट्राक्लस्टर प्रकाश का एक गोल वितरण होना चाहिए। इंट्राक्लस्टर प्रकाश का उत्सर्जन करने वाले तारे संभवत: टक्कर के दौरान गुरुत्वाकर्षण बल द्वारा अपनी घरेलू आकाशगंगाओं से फट गए थे।

"दो अलग-अलग समूहों का एक साथ विलय हो गया है, और यह हमें ऐसा लगता है जैसे यह अभी तक पूरी तरह से व्यवस्थित नहीं हुआ है," पास्कल कहते हैं। "हम जो देख रहे हैं वह एक निरंतर विलय है।"

JWST डीप फील्ड इमेज का एक भाग जिसमें तीरों द्वारा चिह्नित गुणा छवि वाली आकाशगंगाएँ होती हैं

पहले जेडब्लूएसटी छवि के इस छोटे से क्षेत्र से सफेद, लाल और पीले तीरों के साथ चिह्नित बहुगुणित आकाशगंगाओं के तीन उदाहरण। अग्रभूमि आकाशगंगा समूह से गुरुत्वाकर्षण ने इन आकाशगंगाओं से प्रकाश को विकृत कर दिया, जिससे वे एक साथ कम से कम दो स्थानों पर दिखाई देने लगे।

एम. पास्कल एट अल/एआरएक्सआईवी.ओआरजी 2022 . से पुनरुत्पादित

दूर-दराज की आकाशगंगाएँ

महलर का कहना है कि छवि की पृष्ठभूमि में अधिक दूर की आकाशगंगाओं के गुणों को डिकोड करने के लिए क्लस्टर में द्रव्यमान का मानचित्रण भी आवश्यक है। "पीछे क्या है यह समझने के लिए आपको क्लस्टर और इसकी आवर्धन शक्ति को समझने की आवश्यकता है।"

कुछ वैज्ञानिक पहले से ही उन दूर की आकाशगंगाओं की विस्तार से जांच कर रहे हैं। पहले JWST डेटा में न केवल सुंदर चित्र बल्कि स्पेक्ट्रा भी शामिल हैं, यह माप कि कोई वस्तु विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर कितना प्रकाश उत्सर्जित करती है। स्पेक्ट्रा वैज्ञानिकों को यह निर्धारित करने की अनुमति देता है कि ब्रह्मांड के विस्तार से कितनी दूर की वस्तु का प्रकाश बढ़ाया गया है - या फिर से बदल दिया गया है, जो कि इसकी दूरी के लिए एक प्रॉक्सी है। इस तरह के डेटा आकाशगंगा की संरचना और उसके सितारों की उम्र को प्रकट करने में भी मदद कर सकते हैं।

एडिनबर्ग विश्वविद्यालय के खगोल भौतिक विज्ञानी एडम कार्नल कहते हैं, "आकाशगंगाओं में तारा निर्माण के अध्ययन को सीमित करने वाली मुख्य बात डेटा की गुणवत्ता है।" लेकिन टी के साथ