आकाशगंगा J1148 + 5251 में बेबी बूम

स्टार गठन के रोगाणु कोशिकाओं के रूप में गैलेक्सी नाभिक

ओरियन नेबुला (काला फ्रेम) में क्षेत्र ओरियन-केएल में, स्टार गठन गतिविधि जे 1148 + 5251 के मध्य क्षेत्र में समान है - लेकिन बहुत कम मात्रा तक सीमित है। © NASA / ESA / Robberto (STScI / ESA) / ओरियन ट्रेजरी प्रोजेक्ट टीम
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प्रारंभिक ब्रह्मांड में बहुत परेशानी थी: मैक्स प्लैंक वैज्ञानिकों ने दूर और युवा आकाशगंगा के मूल में स्टार जन्मों की विस्फोटक दर देखी है। हर साल, 1, 000 से अधिक सौर द्रव्यमान वाले कुल द्रव्यमान वाले तारे बनाए जाते हैं। जाहिर है, आकाशगंगा नाभिक में इस तरह के तुलनात्मक रूप से छोटे क्षेत्र स्टार गठन की रोगाणु कोशिकाएं हैं, शोधकर्ताओं ने वैज्ञानिक पत्रिका नेचर में रिपोर्ट किया है।

आकाशगंगा, हमारे मिल्की वे और इसके लौकिक रिश्तेदार, सैकड़ों अरबों तारे हैं। लेकिन एक बार पैदा हुए ये विशालकाय सिस्टम कैसे थे? प्रारंभ में, केवल सितारों वाला एक केंद्रीय क्षेत्र, जो समय के साथ बढ़ता गया? या आकाशगंगाओं के वर्तमान आयतन में तारे समान रूप से बने थे? मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोनॉमी के वैज्ञानिकों के नेतृत्व में एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने इन सवालों के जवाब देने की दिशा में एक लंबा सफर तय किया है।

यात्रा का समय 12.8 बिलियन वर्ष

शोधकर्ताओं ने सबसे दूर की ज्ञात सक्रिय आकाशगंगाओं में से एक का अध्ययन किया, एक क्वासर जिसे J1148 + 5251 कहा जाता है। इस आकाशगंगा से प्रकाश 12.8 बिलियन वर्षों की यात्रा के समय के बाद ही पृथ्वी पर पहुँचता है। अवलोकनों इसलिए इस वस्तु को दिखाने के रूप में यह 12.8 बिलियन साल पहले किया था - दुनिया को अंतरिक्ष में लाया कि बड़े धमाके के बाद एक अरब साल से भी कम।

IRAM इंटरफेरोमीटर के साथ, एक जर्मन-फ्रांसीसी-स्पैनिश रेडियो टेलीस्कोप, वैज्ञानिकों ने सबूत दिए कि J1148 + 5251 के समय बहुत से सितारों का गठन किया गया था - जितनी तेजी से भौतिकी के नियम अनुमति देते हैं। पिछले मापों के विपरीत, स्टार निर्माण क्षेत्र की सीमा निर्धारित करना भी संभव था: यह केवल 5, 000 प्रकाश वर्ष है।

मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोनॉमी के एक वैज्ञानिक और नेचर में लेख के प्रमुख लेखक फैबियन वाल्टर कहते हैं, "यह आकाशगंगा प्रति वर्ष 1, 000 से अधिक सौर द्रव्यमान वाले तारों और खगोलीय स्थितियों के लिए अपेक्षाकृत छोटे क्षेत्र पर सितारों का उत्पादन करती है।" तुलना के लिए: यदि आप हमारे मिल्की वे में पैदा होने वाले सभी सितारों के द्रव्यमान को जोड़ते हैं, तो हर साल केवल एक सूर्य द्रव्यमान जोड़ा जाता है। प्रदर्शन

शारीरिक सीमा पर कठोर

तथ्य यह है कि युवा आकाशगंगाओं में काफी मात्रा में तारे पहले से ही देखे जा चुके हैं। अपने नए मापों में, वाल्टर और उनके सहयोगी भी स्टार निर्माण क्षेत्र की सीमा निर्धारित करने में सक्षम थे। यह मूल्य था - लगभग 5, 000 प्रकाश वर्ष - जिसने खगोलविदों को प्रति स्टार गठन दर का अनुमान लगाने और उनकी तुलना मॉडल के साथ-साथ विशेष रूप से हमारी अपनी आकाशगंगा में सक्रिय रूप से सक्रिय सितारा निर्माण क्षेत्रों से करने की अनुमति दी।

गैलेक्सी J1148 + 5251 की झूठी रंग की छवि न्यू मैक्सिको में वेरी लार्ज एरे के रेडियो दूरबीनों के साथ ली गई। NRAO / AUI / NSF

मापा गतिविधि के साथ, कासर J1148 + 5251 के स्टार गठन क्षेत्र शारीरिक रूप से स्वीकार्य की सीमा तक पहुंचते हैं। सितारों का जन्म तब होता है जब धूल और गैस के ब्रह्मांडीय बादल गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में ढह जाते हैं और गर्म हो जाते हैं। लेकिन परिणामस्वरूप विकिरण गैस और धूल के बादलों को अलग करता है और आगे के पतन और नए तारों के गठन को जटिल बनाता है। यह एक निश्चित समय के भीतर अंतरिक्ष के एक निश्चित क्षेत्र में कितने सितारों के लिए एक ऊपरी सीमा में परिणाम है।

और अब यह ऊपरी सीमा अब देखे गए स्टार क्षेत्र में पहुँच गई है। हमारे मिल्की वे में, ऐसी चरम स्थिति केवल बहुत छोटे क्षेत्रों में पाई जाती है, जैसे कि ओरियन नेबुला के कुछ हिस्सों में। वाल्टर बताते हैं, "हमने जो देखा है वह 100 मिलियन ओरियन क्षेत्रों के संग्रह के बराबर है।" शोधकर्ताओं ने इसे पहली बार गैलेक्टिक तराजू पर साबित करने में सक्षम थे - पिछले कुछ अनुमानों के विपरीत, जो आकाशगंगाओं में अधिकतम स्टार गठन दर के लिए दस गुना कम सीमा पर आए थे।

अंदर से बाहर

इस तरह के एक छोटे से स्थान में इतनी गतिविधि एक अन्य कारण से भी रूचि रखती है: जाहिर है कि इस आकाशगंगा में तारों का संचय भीतर से होता है। क्योंकि पहले तो केवल एक ही कोर क्षेत्र होता है जिसमें कई तारे बनते हैं। केवल समय के दौरान स्टार-भरा केंद्रीय क्षेत्र बढ़ता है - उदाहरण के लिए, अन्य आकाशगंगाओं के साथ टकराव और विलय के माध्यम से - और असमान सीमा तक पहुंच जाता है जो कि पुरानी आकाशगंगाओं में विशेषता से पाया जाता है। इसलिए यह परिणाम आकाशगंगा विकास के सैद्धांतिक मॉडलिंग के लिए बहुत महत्व का है।

वास्तव में दूर की आकाशगंगा के मध्य क्षेत्र का मॉडल तैयार करने के लिए, शोधकर्ताओं को कुछ कठिनाई को दूर करना पड़ा: आकाशगंगा लगभग 13 बिलियन प्रकाश वर्ष दूर है - redshift value z = 6.42 - और इस विशाल दूरी पर तारा निर्माण क्षेत्र केवल 0 के कोण पर दिखाई देता है। 27 चाप सेकंड - लगभग 18 किलोमीटर दूर से देखे गए एक-यूरो के सिक्के जितना बड़ा। इसके अलावा, स्टार बनाने वाले क्षेत्रों (लगभग एक मिलीमीटर) के अवलोकन के लिए उपयुक्त तरंग दैर्ध्य पर बारीक विवरण की इमेजिंग दृश्यमान प्रकाश की तुलना में काफी अधिक कठिन है।

सही तरंग दैर्ध्य पर

अंत में, शोधकर्ताओं को संयोग से मदद मिली: कम से कम आयनित कार्बन परमाणुओं की एक निश्चित आवृत्ति विशेषता पर, स्टार बनाने वाले क्षेत्र J1148 + 5251 के सक्रिय, उज्ज्वल नाभिक का निरीक्षण करते हैं। ब्रह्मांड के विस्तार के लिए धन्यवाद, यह विकिरण रेडियो तरंगों के रूप में पृथ्वी तक पहुंचता है, जिसे उपयुक्त दूरबीनों से पता लगाया जा सकता है। इन उपकरणों में से एक आईआरएएम इंटरफेरोमीटर है, जो फ्रांसीसी आल्प्स में पठार डे ब्यूर पर एक समग्र रेडियो टेलीस्कोप है।

इस उपकरण पर माप भविष्य की टेलीस्कोप परियोजनाओं के लिए एक परीक्षण के मामले के रूप में भी महत्वपूर्ण हैं, विशेष रूप से उत्तरी चिली में वर्तमान में निर्माणाधीन ALMA (अटाकामा लार्ज मिलीमीटर एरे) के लिए। यह कि मोनोअनसाइज्ड कार्बन की लाइन का उपयोग दूर आकाशगंगाओं के स्टार गठन क्षेत्रों का पता लगाने और उन्हें मैप करने के लिए किया जा सकता है, जो कि नियोजित ALMA अवलोकन कार्यक्रम के लिए एक महत्वपूर्ण शर्त है। यहां वर्णित मापों के साथ, इस तकनीक को अब पहली बार व्यावहारिक रूप से प्रदर्शित किया गया था।

वाल्टर: "बिग बैंग के लगभग एक अरब साल बाद, ब्रह्मांडीय विकास के प्रारंभिक चरण में आकाशगंगाओं का अध्ययन, अगले कुछ वर्षों में खगोल विज्ञान में अनुसंधान का एक केंद्रीय क्षेत्र होगा। हमारे माप युवा ब्रह्मांड में स्टार निर्माण को चिह्नित करने का एक नया तरीका खोलते हैं। "

(मैक्स प्लैंक सोसायटी, 06.02.2009 - डीएलओ)