शुरुआती आकाशगंगाओं से बाहर जाता धातुयुक्त गैस, पर तारों की हवाएं उम्मीद से कमजोर

शुरुआती ब्रह्मांड की कहानी समझने में दो अलग पैमानों की पहेली सामने आई है। जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) के SPURS अवलोकन तीन दूरस्थ आकाशगंगाओं से धातुयुक्त गैस के बाहर जाने का संकेत देते हैं। दूसरी ओर, हबल स्पेस टेलीस्कोप के TEMPOS सर्वे में पास की धातु-गरीब आकाशगंगाओं के विशाल तारों की हवाएं अपेक्षा से कमजोर मिली हैं। यहां ‘धातु’ से मतलब हाइड्रोजन और हीलियम से भारी तत्वों से है। पास के ये तारे शुरुआती तारों को समझने के लिए तुलनात्मक नमूने हैं, उनके प्रत्यक्ष अवलोकन नहीं।45

तीन आकाशगंगाओं में बाहरी बहाव का सबूत क्या है?

SPURS की तीन आकाशगंगाएं रेडशिफ्ट 7.2–9.3 पर हैं—यानी उनके प्रकाश से ब्रह्मांड के बहुत शुरुआती दौर की जानकारी मिलती है। उनके पराबैंगनी प्रकाश में भारी तत्वों की अवशोषण रेखाएं कई आयनीकरण अवस्थाओं में दिखती हैं। ये रेखाएं आकाशगंगाओं के सापेक्ष नीली ओर खिसकी हुई हैं, जो हमारी दृष्टि-रेखा के साथ धातुयुक्त गैस के बाहर की ओर बढ़ने से मेल खाती हैं। यह बाहरी बहाव का सबूत है, लेकिन केवल इन रेखाओं से पता नहीं चलता कि गैस कितनी दूर गई या आकाशगंगाओं से निकलकर अंतर-आकाशगंगीय अंतरिक्ष तक पहुंची या नहीं।

यह फर्क पॉपुलेशन III तारों की खोज के लिए अहम है। माना जाता है कि ये प्रथम पीढ़ी के तारे लगभग पूरी तरह धातु-मुक्त गैस से बनते होंगे। अगर शुरुआती बहाव ने आसपास के उन क्षेत्रों तक भारी तत्व पहुंचाए जहां नए तारे बन रहे थे, तो वहां ऐसी मूल गैस कम बची होगी। लेकिन SPURS के नतीजे यह नहीं दिखाते कि हर क्षेत्र धातुओं से समृद्ध हो गया था; धातु-मुक्त गैस के अलग-अलग हिस्से अब भी संभव हैं।13

हबल ने तारकीय हवाओं के बारे में क्या पाया?

TEMPOS ने हबल के पराबैंगनी अवलोकनों से पास की छह धातु-गरीब बौनी आकाशगंगाओं के 29 विशाल तारों का अध्ययन किया। इन तारों की हवाएं अपेक्षा से कमजोर मिलीं। खासकर सूर्य की तुलना में लगभग दसवें हिस्से से भी कम भारी-तत्व प्रचुरता वाले तारों में हवा का व्यवहार अधिक धातु वाले तारों से निकाले गए क्रमिक अनुमान से अलग हो सकता है। फिलहाल यह प्रारंभिक संकेत है, स्थापित नियम नहीं।4510

इसके पीछे जांचने योग्य भौतिक वजह है: भारी तत्वों के आयन विकिरण का संवेग तारे के वायुमंडल तक पहुंचाने में मदद करते हैं, जिससे गैस बाहर निकलती है। हवा कमजोर हो तो तारा अपने जीवनकाल में कम द्रव्यमान खो सकता है।3 हालांकि, सभी अध्ययनों से एक जैसा निष्कर्ष नहीं निकलता। कम धातु वाले 11 O-प्रकार के तारों के एक पहले विश्लेषण में भी हवाएं बहुत कमजोर मिली थीं, लेकिन उनका मापा गया व्यवहार पहले से प्रचलित रुझान को आगे बढ़ाने पर मिलने वाले अनुमान के अनुरूप था। इसलिए अलग नमूनों और विश्लेषण विधियों की सावधानी से तुलना जरूरी है।15

शुरुआती आकाशगंगाओं के मॉडल पर क्या असर पड़ सकता है?

अगर बड़े तारकीय नमूने में भी TEMPOS का कमजोर-हवा वाला रुझान बना रहा, तो विशाल तारे अपने अंतिम चरण तक अधिक द्रव्यमान बचाए रख सकते हैं। तब उनके संभावित विस्फोटों, पीछे छूटने वाले सघन अवशेषों और बाद में तारे बनाने वाली गैस में ऊर्जा व पदार्थ की वापसी के अनुमान दोबारा परखने होंगे।34 TEMPOS ने उन तारों की अंतिम अवस्था नहीं देखी; SPURS ने भी यह तय नहीं किया कि उसकी आकाशगंगाओं में बहाव किस प्रक्रिया ने शुरू किया। पूरी आकाशगंगा से गैस का बहाव और किसी एक तारे की हवा जुड़े हुए सवाल हैं, एक ही माप नहीं।

आगे के विस्तृत प्रकाश-वर्णक्रम अवलोकन और मॉडल यह जांच सकते हैं कि कमजोर हवाओं का रुझान कितना व्यापक है और तारों में भारी तत्वों की मात्रा उससे कैसे जुड़ती है। बहुत कम धातु वाले संभावित पिंडों का JWST से गहरा अध्ययन पॉपुलेशन III संबंधी व्याख्याओं को परख सकता है। शुरुआती आकाशगंगाओं की गैस के और माप यह स्पष्ट करने में मदद करेंगे कि बाहर जाती दिखी धातुएं आखिर कहां पहुंचीं।51013