दक्षिणी ध्रुव दूरबीन ने जारी किया ब्रह्मांड का नया नक्शा: 6,870 से अधिक आकाशगंगा समूहों की सूची

यह कैटलॉग अपने पूर्ववर्तियों की तुलना में कहीं अधिक गहरा और विस्तृत है। पिछले SPTpol-500d कैटलॉग में 689 उम्मीदवार थे, जिनमें से लगभग 21% बहुत दूर (z > 1) थे। यह नया SPT-3G कैटलॉग और भी छोटे द्रव्यमान वाले और उससे भी अधिक दूरी पर स्थित समूहों को खोजने में सक्षम है । हालांकि इस सूची के लिए 'नए खोजे गए' समूहों का सटीक प्रतिशत अभी प्रकाशित नहीं हुआ है, लेकिन इसने दक्षिणी ध्रुव दूरबीन से ज्ञात SZ-चयनित समूहों की संख्या को लगभग तीन गुना कर दिया है ।

एक साथी शोधपत्र के अनुसार, ξ = 4 के महत्व स्तर (सिग्निफिकेंस थ्रेशोल्ड) पर 8,892 आकाशगंगा समूह उम्मीदवारों का एक नमूना मिला है, जिसकी शुद्धता 82% से अधिक होने की उम्मीद है ।

SPT-3G उन्हें कैसे खोजता है: सन्याएव-ज़ेल्डोविच (SZ) प्रभाव

SPT-3G आकाशगंगा समूहों की पहचान एक अनोखी तकनीक से करता है। यह तीन मिलीमीटर-तरंग बैंड (95, 150 और 220 GHz) में आकाश का नक्शा बनाता है । यहां 'थर्मल सन्याएव-ज़ेल्डोविच (tSZ) प्रभाव' नामक घटना काम करती है। जब ब्रह्मांड की शुरुआत से बची हुई रोशनी (कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड या CMB) आकाशगंगा समूहों की गर्म गैसों (इंट्राक्लस्टर मीडियम) से टकराती है, तो इसकी ऊर्जा में थोड़ा बदलाव आता है। इसे ही SZ प्रभाव कहते हैं ।

SPT-3G अलग-अलग तरंगदैर्ध्य पर इन मानचित्रों की तुलना करके CMB और अन्य पृष्ठभूमि से इस अनूठे SZ सिग्नेचर को अलग कर लेता है। इस तरह से वह 'कॉम्पटन-y' मानचित्र बनाता है, जिसमें से आकाशगंगा समूहों के उम्मीदवार स्पष्ट रूप से उभर कर आते हैं ।

ब्रह्मांड विज्ञान (कॉस्मोलॉजी) के लिए यह क्यों महत्वपूर्ण है?

यह सूची ब्रह्मांड के सबसे बड़े रहस्यों को सुलझाने का एक शक्तिशाली औज़ार है:

• डार्क मैटर (काले पदार्थ) और ब्रह्मांडीय संरचना: आकाशगंगा समूह ब्रह्मांड में डार्क मैटर के सबसे घने क्षेत्रों को चिह्नित करते हैं। इन समूहों की संख्या और द्रव्यमान का अध्ययन करके हम यह पता लगा सकते हैं कि ब्रह्मांडीय संरचना कैसे विकसित हुई है ।
• डार्क एनर्जी (काली ऊर्जा): समय के साथ आकाशगंगा समूहों की संख्या में होने वाला बदलाव ब्रह्मांड के विस्तार के इतिहास के बारे में जानकारी देता है, जो डार्क एनर्जी को समझने के लिए महत्वपूर्ण है ।
• न्यूट्रिनो का द्रव्यमान: SPT-3G से प्राप्त आंकड़े तीनों प्रकार के न्यूट्रिनो के कुल द्रव्यमान को लगभग 0.10 eV की सटीकता से मापने में सक्षम हैं, जो प्रयोगशाला प्रयोगों की सीमा के बहुत करीब है ।
• अन्य सर्वेक्षणों के साथ सहयोग: इस सूची का उपयोग 'डार्क एनर्जी सर्वे' (DES) और 'यूक्लिड' (Euclid) जैसे ऑप्टिकल और नियर-इन्फ्रारेड सर्वेक्षणों के साथ मिलकर किया जाएगा, ताकि समूहों के द्रव्यमान और दूरी का और अधिक सटीक अनुमान लगाया जा सके ।

आगामी सर्वेक्षण जो इस कार्य को आगे बढ़ाएंगे

• SPT-3G+: दक्षिणी ध्रुव दूरबीन के लिए अगली पीढ़ी का कैमरा, जिसे 2028-2029 के ऑस्ट्रेलियाई गर्मियों में स्थापित किया जाना है। यह और अधिक संवेदनशील होगा और बेहोश तथा दूर के समूहों को खोजने में सक्षम होगा ।
• CMB-S4: यह CMB प्रयोगों की चौथी पीढ़ी है, जो सीधे SPT-3G तकनीक पर आधारित है। यह आकाश के एक बड़े हिस्से का सर्वेक्षण करेगा और हज़ारों आकाशगंगा समूहों का पता लगाने का लक्ष्य रखता है ।
• यूक्लिड (Euclid) और रुबिन/LSST: ये ऑप्टिकल सर्वेक्षण SPT-3G नमूने के लिए दूरी और द्रव्यमान का सटीक अनुमान प्रदान करेंगे, जिससे पूर्ण ब्रह्मांडीय विश्लेषण संभव हो सकेगा ।