COSMOS-z3.1-A: आकाशगंगाओं के भविष्य के महा-समूह का सबसे दूरस्थ ज्ञात पूर्वज

COSMOS-z3.1-A एक असाधारण रूप से विशाल प्रोटो-सुपरक्लस्टर है—यानी आकाशगंगाओं के ऐसे ‘क्लस्टर-ऑफ-क्लस्टर्स’ का शुरुआती पूर्वज जो अभी पूरी तरह एकीकृत नहीं हुआ है। इसे रेडशिफ्ट 3.1 पर देखा गया, उस समय जब ब्रह्मांड की आयु करीब 2.1 अरब वर्ष थी। इसे अब तक मिला किसी गैलेक्सी सुपरक्लस्टर का सबसे दूरस्थ ज्ञात पूर्वज बताया गया है। 12

इसका आकार और भविष्य कितना विशाल है?

शोधकर्ताओं के अनुसार COSMOS-z3.1-A का अनुमानित द्रव्यमान हमारी मिल्की वे आकाशगंगा से लगभग 5,000 गुना है। 9 घनत्व और सिमुलेशन पर आधारित ‘वंशज-द्रव्यमान’ अनुमान संकेत देते हैं कि आज के ब्रह्मांड तक पहुंचते-पहुंचते यह कॉमा क्लस्टर से भी अधिक द्रव्यमान वाली विशाल क्लस्टर-व्यवस्था बन सकता है। कॉमा क्लस्टर हमारे निकटवर्ती ब्रह्मांड के सबसे बड़े ज्ञात गैलेक्सी क्लस्टरों में गिना जाता है। 212

हालांकि, इसका भावी द्रव्यमान प्रत्यक्ष माप नहीं है। यह वर्तमान घनत्व, संरचना और कंप्यूटर मॉडलों से निकला अनुमान है; इसलिए इसमें मॉडल-निर्भर अनिश्चितता बनी रहती है। 24

यह एक अकेला, स्थिर क्लस्टर नहीं है

COSMOS-z3.1-A किसी परिपक्व, गोलाकार गैलेक्सी क्लस्टर जैसा नहीं दिखता। इसमें कई घने और असमान प्रोटोक्लस्टर केंद्र हैं, जिनसे पूंछ-जैसी या धागेनुमा संरचनाएं जुड़ी हुई दिखाई देती हैं। इन्हें कॉस्मिक वेब के फिलामेंट माना जाता है—ब्रह्मांड में पदार्थ के विशाल धागे, जो गैस, डार्क मैटर और आकाशगंगाओं को घने क्षेत्रों की ओर पहुंचाने में भूमिका निभाते हैं। 2

यह संरचना करीब 90 × 70 × 60 कॉमूविंग मेगापारसेक के क्षेत्र में फैली है। इसका स्थान कॉस्मिक वेब के अत्यंत घने संगमों में है, इसलिए इतने शुरुआती समय में इतनी विशाल संरचना मिलना बेहद दुर्लभ है। 2

इसे कैसे खोजा और तीन आयामों में कैसे देखा गया?

टीम ने ODIN सर्वे के तहत संकीर्ण-बैंड इमेजिंग का इस्तेमाल कर उचित दूरी पर बड़ी संख्या में लाइमन-अल्फा उत्सर्जक आकाशगंगाओं को पहचाना। इस काम में मुख्य रूप से डार्क एनर्जी कैमरा (DECam) का उपयोग हुआ। 4

फिर DESI के स्पेक्ट्रोस्कोपिक आंकड़ों और Gemini South/GMOS तथा Keck II/DEIMOS से किए गए अनुवर्ती अवलोकनों ने आकाशगंगाओं की रेडशिफ्ट की पुष्टि की। इससे केवल आकाश पर दिखने वाली भीड़ को एक त्रि-आयामी मानचित्र में बदला जा सका और घने केंद्रों को जोड़ने वाले फिलामेंटों का पता चला। 2

‘बॉटम-अप’ ब्रह्मांडीय निर्माण का प्रमाण क्यों?

आधुनिक ब्रह्मांड-विज्ञान में संरचना-निर्माण का प्रमुख विचार पदानुक्रमित या ‘बॉटम-अप’ विकास है। इसके अनुसार पहले छोटे डार्क-मैटर हेलो और आकाशगंगा समूह बनते हैं; बाद में वे आपस में मिलते हैं और कॉस्मिक-वेब फिलामेंटों से पदार्थ खींचते हुए बड़े क्लस्टर तथा सुपरक्लस्टर बनाते हैं।

COSMOS-z3.1-A इसी बीच की अवस्था की प्रत्यक्ष झलक देता है: कई अलग-अलग प्रोटोक्लस्टर केंद्र, जिनमें फिलामेंटों के जरिए पदार्थ पहुंच रहा है, लेकिन जो अभी एक परिपक्व एकल क्लस्टर में नहीं बदले हैं। 2

JWST के भारी शुरुआती गैलेक्सी परिणाम से इसका संबंध

जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) के एक अलग अध्ययन में कुछ शुरुआती विशाल आकाशगंगाओं में अपेक्षा से कहीं अधिक मंद, कम-द्रव्यमान वाले तारों के संकेत मिले हैं। यदि यह निष्कर्ष व्यापक रूप से सही साबित होता है, तो उन आकाशगंगाओं का अनुमानित तारकीय द्रव्यमान लगभग तीन से चार गुना तक बढ़ सकता है। 1013

COSMOS-z3.1-A जैसे बेहद घने, फिलामेंटों से पोषित वातावरण तेज आकाशगंगा-विकास के लिए एक संभावित अनुकूल परिवेश दिखाते हैं। लेकिन इससे JWST वाला सवाल पूरी तरह हल नहीं होता: विशाल डार्क-मैटर संरचना का जल्दी बनना और किसी गैलेक्सी के भीतर तारों की संख्या-वितरण तथा तारा-निर्माण दक्षता को समझना दो अलग वैज्ञानिक समस्याएं हैं।

आगे क्या देखा जाएगा?

वेरा सी. रुबिन वेधशाला का Legacy Survey of Space and Time (LSST) गहरे, व्यापक और बहु-बैंड आकाशीय चित्र उपलब्ध कराएगा। इससे दूरस्थ प्रोटोक्लस्टरों के और अधिक उम्मीदवार तलाशना तथा उनके परिवेश का व्यवस्थित अध्ययन संभव होगा। वेधशाला ने LSST संचालन शुरू कर दिया है। फिर भी, उनकी वास्तविक त्रि-आयामी स्थिति और विकास-इतिहास तय करने के लिए स्पेक्ट्रोस्कोपी जरूरी रहेगी। 1

संक्षेप में, COSMOS-z3.1-A हमें उस युग की दुर्लभ तस्वीर देता है जब आज की सबसे विशाल गैलेक्सी-व्यवस्थाओं के बीज कॉस्मिक वेब में जुड़ रहे थे।