वैज्ञानिकों ने अस्तित्व में आने वाली पहली आकाशगंगाओं के बारे में कुछ महत्वपूर्ण निर्धारण किए

प्रारंभिक ब्रह्मांड में उस अवधि के पहले खगोलभौतिकीय अध्ययनों में से एक में, जब ब्रह्मांडीय भोर के रूप में जाना जाता है, शोधकर्ताओं ने पहली आकाशगंगाओं के अस्तित्व के बारे में कुछ महत्वपूर्ण निर्धारण करने में सक्षम हुए हैं। भारत के SARAS3 रेडियो टेलीस्कोप के डेटा का उपयोग करते हुए, कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के नेतृत्व में शोधकर्ता बिग बैंग के ठीक 200 मिलियन वर्ष बाद बहुत प्रारंभिक ब्रह्मांड को देखने में सक्षम थे और पहले सितारों और आकाशगंगाओं के द्रव्यमान और ऊर्जा उत्पादन की सीमा निर्धारित करते थे।

काउंटरिन्टुइटिवली, शोधकर्ता 21-सेंटीमीटर हाइड्रोजन लाइन के रूप में जाना जाने वाला सिग्नल नहीं ढूंढकर इन सीमाओं को शुरुआती आकाशगंगाओं पर रखने में सक्षम थे। इस गैर-पहचान ने शोधकर्ताओं को ब्रह्मांडीय भोर के बारे में अन्य निर्धारण करने की अनुमति दी, पहली आकाशगंगाओं पर संयम रखते हुए, उन्हें उन आकाशगंगाओं सहित परिदृश्यों से बाहर निकलने में सक्षम बनाया जो ब्रह्मांडीय गैस के अक्षम हीटर और रेडियो उत्सर्जन के कुशल उत्पादक थे।

जबकि हम अभी तक इन शुरुआती आकाशगंगाओं का प्रत्यक्ष रूप से निरीक्षण नहीं कर सकते हैं, परिणाम, नेचर एस्ट्रोनॉमी पत्रिका में रिपोर्ट किए गए हैं, यह समझने में एक महत्वपूर्ण कदम का प्रतिनिधित्व करते हैं कि कैसे हमारा ब्रह्मांड ज्यादातर खाली से सितारों से भरा हुआ है। प्रारंभिक ब्रह्मांड को समझना, जब पहले तारे और आकाशगंगाएँ बनीं, नई वेधशालाओं के प्रमुख लक्ष्यों में से एक है। SARAS3 डेटा का उपयोग करके प्राप्त किए गए परिणाम एक प्रूफ-ऑफ-कॉन्सेप्ट अध्ययन हैं जो ब्रह्मांड के विकास में इस अवधि को समझने का मार्ग प्रशस्त करते हैं।

एसकेए परियोजना - जिसमें अगली पीढ़ी के दो टेलीस्कोप शामिल हैं, जो दशक के अंत तक पूरा हो जाएगा - संभवतः प्रारंभिक ब्रह्मांड की छवियां बनाने में सक्षम होगा, लेकिन वर्तमान दूरबीनों के लिए चुनौती पहले के ब्रह्माण्ड संबंधी संकेत का पता लगाने की है। मोटे हाइड्रोजन बादलों द्वारा पुनः विकिरित तारे।

इस संकेत को 21-सेंटीमीटर रेखा के रूप में जाना जाता है - प्रारंभिक ब्रह्मांड में हाइड्रोजन परमाणुओं द्वारा निर्मित एक रेडियो संकेत। हाल ही में लॉन्च किए गए JWST के विपरीत, जो प्रारंभिक ब्रह्मांड में अलग-अलग आकाशगंगाओं की सीधे छवि बनाने में सक्षम होगा, 21-सेंटीमीटर लाइन का अध्ययन, कैम्ब्रिज के नेतृत्व वाले REACH (कॉस्मिक हाइड्रोजन के विश्लेषण के लिए रेडियो प्रयोग) जैसे रेडियो टेलीस्कोप से बनाया गया है। हमें इससे भी पहले की आकाशगंगाओं की पूरी आबादी के बारे में बता सकता है। पहला परिणाम 2023 की शुरुआत में REACH से अपेक्षित है।

21-सेंटीमीटर रेखा का पता लगाने के लिए, खगोलविद शुरुआती ब्रह्मांड में हाइड्रोजन परमाणुओं द्वारा उत्पादित एक रेडियो सिग्नल की तलाश करते हैं, जो पहले सितारों से प्रकाश और हाइड्रोजन कोहरे के पीछे विकिरण से प्रभावित होता है। इस साल की शुरुआत में, उन्हीं शोधकर्ताओं ने एक ऐसी विधि विकसित की जिसके बारे में उनका कहना है कि इससे उन्हें प्रारंभिक ब्रह्मांड के कोहरे के माध्यम से देखने और पहले सितारों से प्रकाश का पता लगाने में मदद मिलेगी। इनमें से कुछ तकनीकों को वर्तमान अध्ययन में पहले ही प्रयोग में लाया जा चुका है।

2018 में, EDGES प्रयोग का संचालन करने वाले एक अन्य शोध समूह ने एक परिणाम प्रकाशित किया जिसने इस शुरुआती प्रकाश की संभावित पहचान का संकेत दिया। प्रारंभिक ब्रह्मांड की सरलतम खगोलभौतिकीय तस्वीर में अपेक्षित संकेत की तुलना में रिपोर्ट किया गया संकेत असामान्य रूप से मजबूत था। हाल ही में, SARAS3 डेटा ने इस खोज पर विवाद किया: EDGES परिणाम अभी भी स्वतंत्र टिप्पणियों से पुष्टि की प्रतीक्षा कर रहा है।

SARAS3 डेटा के पुन: विश्लेषण में, कैम्ब्रिज की अगुवाई वाली टीम ने विभिन्न प्रकार के खगोलीय परिदृश्यों का परीक्षण किया जो संभावित रूप से EDGES परिणाम की व्याख्या कर सकते थे, लेकिन उन्हें कोई संगत संकेत नहीं मिला। इसके बजाय, टीम पहले सितारों और आकाशगंगाओं के गुणों पर कुछ सीमाएं लगाने में सक्षम थी।

SARAS3 विश्लेषण के परिणाम पहली बार हैं कि औसत 21-सेंटीमीटर रेखा के रेडियो अवलोकन पहली आकाशगंगाओं के गुणों को उनके मुख्य भौतिक गुणों की सीमा के रूप में एक अंतर्दृष्टि प्रदान करने में सक्षम हैं। भारत, ऑस्ट्रेलिया और इज़राइल में सहयोगियों के साथ काम करते हुए, कैम्ब्रिज टीम ने SARAS3 प्रयोग के डेटा का उपयोग कॉस्मिक डॉन से संकेतों की तलाश के लिए किया, जब पहली आकाशगंगाएँ बनीं। सांख्यिकीय मॉडलिंग तकनीकों का उपयोग करते हुए, शोधकर्ता SARAS3 डेटा में कोई संकेत नहीं ढूंढ पाए।

"हम एक निश्चित आयाम के साथ एक संकेत की तलाश कर रहे थे," कैम्ब्रिज के कैवेंडिश प्रयोगशाला के पीएचडी छात्र और पेपर के प्रमुख लेखक हैरी बेविंस ने कहा। "लेकिन उस संकेत को न पाकर, हम इसकी गहराई पर एक सीमा लगा सकते हैं। बदले में, हमें यह बताना शुरू हो जाता है कि पहली आकाशगंगाएँ कितनी चमकीली थीं।"

कैम्ब्रिज इंस्टीट्यूट ऑफ एस्ट्रोनॉमी के सह-प्रमुख लेखक डॉ अनास्तासिया फियालकोव ने कहा, "हमारे विश्लेषण से पता चला है कि हाइड्रोजन सिग्नल हमें पहले सितारों और आकाशगंगाओं की आबादी के बारे में सूचित कर सकता है।" "हमारा विश्लेषण प्रकाश के पहले स्रोतों के कुछ प्रमुख गुणों को सीमित करता है, जिसमें शुरुआती आकाशगंगाओं के द्रव्यमान और दक्षता जिसके साथ ये आकाशगंगाएँ तारे बना सकती हैं। हम इस सवाल का भी समाधान करते हैं कि ये स्रोत कितनी कुशलता से एक्स-रे का उत्सर्जन करते हैं, रेडियो और पराबैंगनी विकिरण।"

"यह हमारे लिए एक प्रारंभिक कदम है जो हम आशा करते हैं कि खोज का एक दशक होगा कि कैसे ब्रह्मांड अंधेरे और शून्यता से सितारों, आकाशगंगाओं और अन्य खगोलीय पिंडों के जटिल दायरे में परिवर्तित हुआ।

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