शुरुआती आकाशगंगाओं में भारी तत्व मौजूद थे, लेकिन तारों की हवाएँ उम्मीद से कमजोर हो सकती थीं

शुरुआती आकाशगंगाओं को समझने के लिए दो अलग सवाल अहम हैं: तारों के बनाए तत्व गैस के साथ कहाँ जा रहे थे, और उन तारों से पदार्थ कितनी तेजी से निकल रहा था? जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) के अवलोकन पहले सवाल पर रोशनी डालते हैं। हबल स्पेस टेलीस्कोप का TEMPOS सर्वे दूसरे सवाल से जुड़ी तारकीय भौतिकी की जाँच करता है। दोनों को साथ पढ़ना उपयोगी है, लेकिन वे एक ही गैस प्रवाह को नहीं मापते। 110

इतनी जल्दी गैस में भारी तत्व कैसे पहुँचे?

JWST अध्ययन की तीन आकाशगंगाएँ हमें वैसी दिखती हैं जैसी वे बिग बैंग के लगभग 52–65 करोड़ साल बाद थीं। उनकी गैस में कार्बन, ऑक्सीजन और सिलिकॉन जैसे तत्व मिले हैं। खगोल विज्ञान में हाइड्रोजन और हीलियम से भारी तत्वों को सामूहिक रूप से ‘धातु’ कहा जाता है। इन तत्वों की मौजूदगी बताती है कि पहले बने तारों ने गैस को रासायनिक रूप से समृद्ध कर दिया था। तत्वों से समृद्ध गैस के बाहर की ओर बढ़ने के संकेत भी मिले हैं।

यह तस्वीर आकाशगंगा-स्तर के बैरिऑन चक्र के शुरुआती रूप की ओर इशारा करती है: गैस आकाशगंगा में आती है, उससे तारे बनते हैं और कुछ पदार्थ बाहर निकलता है। लेकिन गैस को बाहर जाते देखना इस बात का प्रमाण नहीं है कि वह बाद में लौट भी आई।

इन नतीजों का संबंध ‘पॉपुलेशन III’ तारों की खोज से भी है। यह नाम उन पहली पीढ़ी के तारों के लिए इस्तेमाल होता है जो भारी तत्वों के बिना बने होंगे। अध्ययन में जाँची गई गैस में भारी तत्व हैं, इसलिए वह आदिम, तत्व-विहीन गैस नहीं है। उसमें शुरुआती तारों के संभावित रासायनिक निशान मिलना और उन तारों को सीधे देख लेना अलग बातें हैं। नतीजे जाँची गई गैस में अब भी दिखाई दे सकने वाले तत्व-विहीन तारों की उम्मीद घटाते हैं; वे ब्रह्मांड में हर जगह उनकी संभावना को खारिज नहीं करते।

हबल ने पास की आकाशगंगाओं में क्या जाँचा?

TEMPOS ने पास की छह कम धात्विकता वाली बौनी आकाशगंगाओं के 29 विशाल O-प्रकार के तारों के पराबैंगनी स्पेक्ट्रा जुटाए। शुरुआती नतीजों में सबसे कम धात्विकता वाले वातावरण के तारकीय पवन—यानी तारों से बाहर निकलने वाले पदार्थ के प्रवाह—अपेक्षा से कमजोर दिखते हैं। संकेत यह भी है कि सूर्य की धात्विकता के लगभग दसवें हिस्से से नीचे इन पवनों की ताकत अनुमानित क्रमिक रुझान से अधिक तेजी से घट सकती है। इस सीमा और गिरावट की तीव्रता की आगे जाँच जरूरी है। 161013

तारकीय पवन को JWST द्वारा देखे गए पूरी आकाशगंगा के पैमाने पर गैस के बहाव से नहीं मिलाना चाहिए। विशाल तारों से पदार्थ निकलना आकाशगंगा के विकास को प्रभावित करने वाली प्रक्रियाओं में एक है। इसलिए पवन की ताकत का अनुमान बदलने से युवा आकाशगंगाओं के मॉडल भी बदल सकते हैं। मगर TEMPOS ने दूर स्थित उन शुरुआती आकाशगंगाओं के तारों को सीधे नहीं मापा है, न ही उसने यह साबित किया है कि उनके गैस प्रवाह किस प्रक्रिया से शुरू हुए। 13

ऑक्सीजन का एक आँकड़ा काफी क्यों नहीं हो सकता?

तारकीय पवनों को चलाने में तारे के वायुमंडल के धातु आयन भूमिका निभाते हैं। TEMPOS में लोहे के प्रकाश-अवशोषण के संकेतों में अंतर मिला है। इससे मॉडलिंग का एक प्रचलित सरलीकरण जटिल हो जाता है: आकाशगंगा की गैस में मापी गई ऑक्सीजन की मात्रा को उसके तारों की पवनों के लिए प्रासंगिक रासायनिक बनावट का सीधा प्रतिनिधि मान लेना। अत्यंत कम धात्विकता वाली आकाशगंगाओं पर पहले के अध्ययन ने भी दिखाया था कि तारों में लोहे और गैस में ऑक्सीजन के माप एक जैसी तत्व-अनुपात वाली तस्वीर नहीं देते। 346

बड़ी सीख मॉडलिंग के लिए है, तैयार जवाब के लिए नहीं। शुरुआती आकाशगंगाओं के मॉडल में गैस के आने-जाने और रासायनिक समृद्धि के साथ-साथ बहुत कम धात्विकता पर तारकीय पवनों की अनिश्चित ताकत तथा अलग-अलग तत्वों के अनुपात भी परखने होंगे। JWST और हबल के ये नतीजे उस जाँच को बेहतर आधार देते हैं—लेकिन JWST को दिख रही जटिल युवा आकाशगंगाओं की एकमात्र, सिद्ध व्याख्या अभी नहीं हैं। 1410