नासा का वेब डिस्क आकाशगंगाओं की संरचनात्मक उत्पत्ति में खोदता है

वर्तमान-दिन की डिस्क आकाशगंगाओं में अक्सर एक मोटी, स्टार से भरी बाहरी डिस्क और सितारों की एक एम्बेडेड पतली डिस्क होती है। उदाहरण के लिए, हमारा अपना मिल्की वे गैलेक्सी मोटी डिस्क ऊंचाई में लगभग 3,000 प्रकाश-वर्ष है, और इसकी पतली डिस्क लगभग 1,000 प्रकाश-वर्ष मोटी है।

यह दोहरी डिस्क संरचना कैसे और क्यों बनती है? नासा के जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप द्वारा कई अवलोकन कार्यक्रमों से अभिलेखीय डेटा का विश्लेषण करके, खगोलविदों की एक टीम उत्तर के करीब है, साथ ही साथ सामान्य रूप से डिस्क आकाशगंगाओं की उत्पत्ति को समझती है।

टीम ने सावधानीपूर्वक पहचान की, नेत्रहीन सत्यापित किया, और विभिन्न अवधियों में 111 एज-ऑन डिस्क आकाशगंगाओं के एक सांख्यिकीय नमूने का विश्लेषण किया-11 बिलियन साल पहले (या बिग बैंग के लगभग 2.8 बिलियन साल बाद)। यह पहली बार है जब वैज्ञानिकों ने इस तरह की विशाल दूरी पर फैले मोटे और पतले-पतले संरचनाओं की जांच की है, जो शुरुआती ब्रह्मांड और गेलेक्टिक पुरातत्वविदों की जांच करने वाले पर्यवेक्षकों के बीच अंतर को पाटते हैं, जो हमारे अपने आकाशगंगा के इतिहास को समझने के लिए चाहते हैं।

“डिस्क की मोटाई का यह अनूठा माप उच्च लालचया शुरुआती ब्रह्मांड में कई बार, सैद्धांतिक अध्ययन के लिए एक बेंचमार्क है जो केवल वेब के साथ संभव था, ”कैनबरा में ऑस्ट्रेलियन नेशनल यूनिवर्सिटी में पेपर के प्रमुख लेखक और एक शोधकर्ता ताकाफुमी त्सुकुई ने कहा।” आमतौर पर, पुराने, मोटे डिस्क स्टार्स बेहोश होते हैं, और युवा, पतली डिस्क सितारे पूरे आकाशगंगा को बाहर कर देते हैं। लेकिन वेब के संकल्प के साथ और अद्वितीय क्षमता धूल के माध्यम से देखने और बेहोश पुराने सितारों को उजागर करने के लिए, हम आकाशगंगाओं की दो-डिस्क संरचना की पहचान कर सकते हैं और उनकी मोटाई को अलग से माप सकते हैं। ”

कॉस्मोलॉजिकल समय पर इन 111 लक्ष्यों का विश्लेषण करके, टीम एकल-डिस्क आकाशगंगाओं और डबल-डिस्क आकाशगंगाओं का अध्ययन करने में सक्षम थी। उनके परिणामों से संकेत मिलता है कि आकाशगंगाएं पहले एक मोटी डिस्क बनाते हैं, इसके बाद एक पतली डिस्क होती है। जब यह होता है तो समय गैलेक्सी के द्रव्यमान पर निर्भर होता है: उच्च-द्रव्यमान, एकल-डिस्क आकाशगंगाओं ने लगभग 8 बिलियन साल पहले दो-डिस्क संरचनाओं में संक्रमण किया था। इसके विपरीत, कम-द्रव्यमान, एकल-डिस्क आकाशगंगाओं ने लगभग 4 बिलियन साल पहले अपने एम्बेडेड पतले डिस्क का गठन किया।

कैनबरा में ऑस्ट्रेलियाई नेशनल यूनिवर्सिटी में पेपर के सह-लेखक एमिली विस्निओस्की ने कहा, “यह पहली बार है जब उच्च रेडशिफ्ट पर पतले स्टेलर डिस्क को हल करना संभव हो गया है। वास्तव में उपन्यास क्या है, जब पतले तारकीय डिस्क उभरने लगते हैं,” कैनबरा में ऑस्ट्रेलियाई राष्ट्रीय विश्वविद्यालय में पेपर के सह-लेखक एमिली विस्नियोस्की ने कहा। “8 बिलियन साल पहले या इससे पहले कि पहले से ही पतले तारकीय डिस्क को देखने के लिए आश्चर्यजनक था।”

एक एकल, मोटी डिस्क से एक मोटी और पतली डिस्क से इस संक्रमण को समझाने के लिए, और उच्च और निम्न-द्रव्यमान वाले आकाशगंगाओं के लिए समय में अंतर, टीम ने अपने प्रारंभिक एज-ऑन गैलेक्सी नमूने से परे देखा और अटाकामा बड़े मिलीमीटर/सबमिलिमीटर सरणी (अल्मा) और ग्राउंड-आधारित सर्वेक्षणों से गति में गैस दिखाते हुए डेटा की जांच की।

आकाशगंगाओं के गैस डिस्क की गति को ध्यान में रखते हुए, टीम अपने परिणामों को “अशांत गैस डिस्क” परिदृश्य के साथ संरेखित करती है, तीन प्रमुख परिकल्पनाओं में से एक जो मोटी और पतली-डिस्क गठन की प्रक्रिया को समझाने के लिए प्रस्तावित की गई है। इस परिदृश्य में, प्रारंभिक ब्रह्मांड में एक अशांत गैस डिस्क तीव्र स्टार गठन को बढ़ाती है, जिससे एक मोटी तारकीय डिस्क बनती है। सितारों के रूप में, वे गैस डिस्क को स्थिर करते हैं, जो कम अशांत हो जाता है और परिणामस्वरूप, पतले हो जाते हैं।

चूंकि बड़े पैमाने पर आकाशगंगाएं अधिक कुशलता से गैस को तारों में परिवर्तित कर सकती हैं, वे अपने कम-द्रव्यमान समकक्षों की तुलना में जल्द ही बस जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप पतले डिस्क के पहले गठन होते हैं। टीम नोट करती है कि मोटी और पतली-पतन गठन को मौन की घटनाएं नहीं हैं: मोटी डिस्क बढ़ती रहती है क्योंकि आकाशगंगा विकसित होती है, हालांकि यह पतली डिस्क की वृद्धि की दर से धीमी है।

वेब की संवेदनशीलता खगोलविदों को छोटे और बेहोश आकाशगंगाओं का निरीक्षण करने के लिए सक्षम कर रही है, हमारे स्वयं के लिए, शुरुआती समय में और पहली बार अभूतपूर्व स्पष्टता के साथ। इस अध्ययन में, टीम ने कहा कि मोटी डिस्क से मोटी डिस्क से एक मोटी और पतली डिस्क में संक्रमण की अवधि मोटे तौर पर मिल्की वे गैलेक्सी की पतली डिस्क के गठन के साथ मेल खाती है। वेब के साथ, खगोलविद मिल्की वे-जैसे पूर्वजों-आकाशगंगाओं की जांच करने में सक्षम होंगे-जो कि मिल्की वे से पहले होंगे-जो हमारे आकाशगंगा के गठन के इतिहास को समझाने में मदद कर सकते हैं।

भविष्य में, टीम अपने एज-ऑन गैलेक्सी नमूने में अन्य डेटा बिंदुओं को शामिल करने का इरादा रखती है।

“जबकि यह अध्ययन संरचनात्मक रूप से पतले और मोटे डिस्क को अलग करता है, तब भी बहुत कुछ है जो हम तलाशना चाहते हैं,” त्सुकुई ने कहा। “हम आमतौर पर लोगों को पास की आकाशगंगाओं के लिए प्राप्त करने के प्रकार को जोड़ना चाहते हैं, जैसे कि तारकीय गति, उम्र, और धातुता। ऐसा करने से, हम आकाशगंगाओं से अंतर्दृष्टि को पास और दूर तक पा सकते हैं, और डिस्क गठन की हमारी समझ को परिष्कृत कर सकते हैं।”

इन परिणामों को प्रकाशित किया गया था रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसाइटी के मासिक नोटिस।

जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप दुनिया का प्रमुख अंतरिक्ष विज्ञान वेधशाला है। वेब हमारे सौर मंडल में रहस्यों को हल कर रहा है, अन्य सितारों के आसपास दूर की दुनिया से परे देख रहा है, और हमारे ब्रह्मांड की रहस्यमय संरचनाओं और मूल की जांच कर रहा है और उसमें हमारे स्थान पर है। वेब अपने भागीदारों, ईएसए (यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी) और सीएसए (कनाडाई अंतरिक्ष एजेंसी) के साथ नासा के नेतृत्व में एक अंतरराष्ट्रीय कार्यक्रम है।

वेब के बारे में अधिक जानने के लिए, यात्रा करें:

https://science.nasa.gov/webb