ऐसा लगता है कि हर कुछ महीनों में एक नई 'अब तक की सबसे दूर की आकाशगंगा' की एक नई खोज होती है। यह वास्तव में कोई आश्चर्य की बात नहीं है कि नए बेंचमार्क इतनी अद्भुत आवृत्ति के साथ पहुंचे हैं क्योंकि हमारे टेलीस्कोप बेहतर हो जाते हैं और खगोलविद दूर और प्राचीन वस्तुओं को देखने के लिए अपनी तकनीकों को परिष्कृत करते हैं। यह नवीनतम 'सबसे दूर' इस मायने में बहुत दिलचस्प है कि इसे दो अंतरिक्ष दूरबीनों - हबल और स्पिट्जर से टिप्पणियों के संयोजन के साथ-साथ गुरुत्वाकर्षण लेंस के रूप में बड़े पैमाने पर आकाशगंगा समूहों का उपयोग करके उनके पीछे की दूर की आकाशगंगा को बढ़ाने के लिए पाया गया था। यह बहुत छोटा भी है और हो सकता है कि जिस समय हम इसे देख रहे हों, वह पूरी तरह से विकसित आकाशगंगा भी न हो।
जबकि MACS0647-JD नाम की यह आकाशगंगा नई छवियों में एक छोटी बूँद के रूप में दिखाई देती है, खगोलविदों का कहना है कि यह एक ऐसे समय में वापस झांकती है जब ब्रह्मांड अपनी वर्तमान आयु 13.7 बिलियन वर्ष का केवल 3 प्रतिशत था। इस नई खोजी गई आकाशगंगा को बिग बैंग के 420 मिलियन वर्ष बाद देखा गया था, और इसके प्रकाश ने पृथ्वी तक पहुंचने के लिए 13.3 बिलियन वर्ष की यात्रा की है।
'यह वस्तु आकाशगंगा के कई निर्माण खंडों में से एक हो सकती है,' स्पेस टेलीस्कोप साइंस इंस्टीट्यूट के डैन कोए ने कहा, टिप्पणियों पर एक नए पेपर के प्रमुख लेखक। 'अगले 13 अरब वर्षों में, इसमें अन्य आकाशगंगाओं और आकाशगंगा के टुकड़ों के साथ दर्जनों, सैकड़ों या हजारों विलय की घटनाएं हो सकती हैं।'
यह खोज हबल (CLASH) के साथ क्लस्टर लेंसिंग एंड सुपरनोवा सर्वे से हुई है, एक ऐसा कार्यक्रम जो अंतरिक्ष दूरबीनों की शक्ति को गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग के प्राकृतिक ज़ूम के साथ जोड़ता है ताकि प्रारंभिक ब्रह्मांड में दूर की आकाशगंगाओं को प्रकट किया जा सके। इस वस्तु की पुष्टि के लिए स्पिट्जर की अवरक्त आंखों के साथ टिप्पणियों की अनुमति है।
MACS0647-JD के प्रकाश को MACS J0647+7015 नामक एक विशाल आकाशगंगा समूह द्वारा बढ़ाया गया था, और क्लस्टर की आवर्धन शक्तियों के बिना, खगोलविदों ने दूरस्थ आकाशगंगा को नहीं देखा होगा। गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग के कारण, CLASH अनुसंधान दल हबल टेलीस्कोप के साथ MACS0647-JD की तीन आवर्धित छवियों का निरीक्षण करने में सक्षम था। क्लस्टर के गुरुत्वाकर्षण ने दूर की आकाशगंगा से प्रकाश को बढ़ाया, जिससे छवियां लगभग आठ, सात और दो गुना अधिक चमकदार दिखाई देती हैं, अन्यथा इससे खगोलविदों को आकाशगंगा का अधिक कुशलता से और अधिक आत्मविश्वास के साथ पता लगाने में सक्षम बनाता है।
'यह क्लस्टर वह करता है जो कोई मानव निर्मित टेलीस्कोप नहीं कर सकता है,' मार्क पोस्टमैन ने कहा, एसटीएससीआई से भी। 'आवर्धन के बिना, इस आकाशगंगा का निरीक्षण करने के लिए एक कठिन प्रयास की आवश्यकता होगी।'
MACS0647-JD हमारी आकाशगंगा के आकार का केवल एक अंश है, और इतना छोटा है कि यह पूरी तरह से गठित आकाशगंगा भी नहीं हो सकता है। डेटा दिखाता है कि आकाशगंगा 600 प्रकाश-वर्ष से कम चौड़ी है। कुछ निकट की आकाशगंगाओं के अवलोकन के आधार पर, खगोलविदों का अनुमान है कि समान आयु की एक विशिष्ट आकाशगंगा लगभग 2,000 प्रकाश-वर्ष चौड़ी होनी चाहिए। तुलना के लिए, आकाशगंगा के लिए एक बौना आकाशगंगा साथी लार्ज मैगेलैनिक क्लाउड, 14,000 प्रकाश-वर्ष चौड़ा है। हमारा आकाशगंगा 150,000 प्रकाश-वर्ष में फैला है।
प्लेयर लोड हो रहा है…हबल के वाइड फील्ड कैमरा 3 (WFC3) और एडवांस्ड कैमरा फॉर सर्वे (ACS) का उपयोग करते हुए, आकाशगंगा को 17 फिल्टर के साथ देखा गया, जो निकट-पराबैंगनी से लेकर निकट-अवरक्त तरंग दैर्ध्य तक फैला हुआ था। कोए ने फरवरी में आकाशगंगा की खोज की, जबकि CLASH सर्वेक्षण में 17 समूहों के हबल अवलोकनों में पाए गए हजारों गुरुत्वाकर्षण लेंस वाली वस्तुओं की सूची पर ध्यान दिया गया। लेकिन आकाशगंगा केवल दो सबसे लाल फिल्टर में दिखाई दी।
'तो या तो MACS0647-JD एक बहुत ही लाल वस्तु है, केवल लाल तरंग दैर्ध्य पर चमक रहा है, या यह बहुत दूर है और इसका प्रकाश इन तरंग दैर्ध्य, या दोनों के कुछ संयोजन के लिए 'रेडशिफ्ट' किया गया है,' कोए ने कहा। 'हमने संभावनाओं की इस पूरी श्रृंखला पर विचार किया।'
CLASH टीम ने आकाशगंगा समूह द्वारा लेंस की गई आठ आकाशगंगाओं की कई छवियों की पहचान की। उनकी स्थिति ने टीम को क्लस्टर के द्रव्यमान का नक्शा तैयार करने की अनुमति दी, जो मुख्य रूप से काले पदार्थ से बना है। डार्क मैटर पदार्थ का एक अदृश्य रूप है जो ब्रह्मांड के द्रव्यमान का बड़ा हिस्सा बनाता है। 'यह एक बड़ी पहेली की तरह है,' कोए ने कहा। 'हमें द्रव्यमान को क्लस्टर में व्यवस्थित करना होगा ताकि यह प्रत्येक आकाशगंगा के प्रकाश को देखे गए स्थान पर विक्षेपित कर सके।' टीम के विश्लेषण से पता चला कि क्लस्टर के बड़े पैमाने पर वितरण ने हबल छवि में देखी गई स्थितियों और सापेक्ष चमक पर MACS0647-JD की तीन लेंस वाली छवियां उत्पन्न कीं।
कोए और उनके सहयोगियों ने पृथ्वी से मध्यवर्ती दूरी पर लाल तारे, भूरे रंग के बौने और लाल (पुरानी या धूल भरी) आकाशगंगाओं सहित वस्तु की पहचान के लिए इन अन्य वैकल्पिक स्पष्टीकरणों को व्यवस्थित रूप से खारिज करते हुए महीनों बिताए। उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि एक बहुत दूर की आकाशगंगा सही व्याख्या थी।
रेडशिफ्ट ब्रह्मांडीय समय में अंतरिक्ष के विस्तार का परिणाम है। खगोलविद दूर के ब्रह्मांड का अध्ययन निकट-अवरक्त प्रकाश में करते हैं क्योंकि अंतरिक्ष का विस्तार आकाशगंगाओं से पराबैंगनी और दृश्य प्रकाश को अवरक्त तरंग दैर्ध्य में फैलाता है। Coe का अनुमान है कि MACS0647-JD में 11 का रेडशिफ्ट है, जो अब तक का सबसे अधिक देखा गया है।
स्पिट्जर स्पेस टेलीस्कोप से प्राप्त लंबी तरंग दैर्ध्य पर आकाशगंगा की छवियों ने विश्लेषण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। यदि वस्तु आंतरिक रूप से लाल थी, तो यह स्पिट्जर छवियों में उज्ज्वल दिखाई देगी। इसके बजाय, आकाशगंगा का बमुश्किल पता लगाया गया था, अगर बिल्कुल भी, इसकी महान दूरी को दर्शाता है। अनुसंधान दल ने आकाशगंगा की गहरी टिप्पणियों को प्राप्त करने के लिए स्पिट्जर का उपयोग करने की योजना बनाई है, जिससे आत्मविश्वास से पता लगाने के साथ-साथ वस्तु की उम्र और धूल सामग्री का अनुमान लगाना चाहिए।
MACS0647-JD आकाशगंगा, हालांकि, किसी भी वर्तमान दूरबीन के लिए स्पेक्ट्रोस्कोपी के आधार पर दूरी की पुष्टि करने के लिए बहुत दूर हो सकती है, जो किसी वस्तु के प्रकाश को हजारों रंगों में फैलाती है। फिर भी, कोए को विश्वास है कि नवेली आकाशगंगा अपने अद्वितीय रंगों और अनुसंधान दल के व्यापक विश्लेषण के आधार पर नई दूरी की चैंपियन है। 'सभी तीन लेंस वाली आकाशगंगा छवियां काफी अच्छी तरह से मेल खाती हैं और ऐसी स्थिति में हैं जब आप इस क्लस्टर के लिए हमारे सर्वश्रेष्ठ लेंस मॉडल की भविष्यवाणियों को देखते हुए उस दूरस्थ दूरी पर आकाशगंगा की अपेक्षा करेंगे,' कोए ने कहा।
न्यू डिस्टेंस चैंपियन दूसरी दूरस्थ आकाशगंगा है जिसे CLASH सर्वेक्षण में उजागर किया गया है, जो हबल के ACS और WFC3 के साथ 25 भारी आकाशगंगा समूहों की एक बहु-तरंग दैर्ध्य जनगणना है। इस साल की शुरुआत में, CLASH टीम ने एक आकाशगंगा की खोज की घोषणा की जो उस समय मौजूद थी जब ब्रह्मांड 490 मिलियन वर्ष पुराना था, नई रिकॉर्ड तोड़ने वाली आकाशगंगा की तुलना में 70 मिलियन वर्ष बाद। अब तक, सर्वेक्षण ने 25 में से 20 समूहों के लिए अवलोकन पूरा कर लिया है।
टीम इन शुरुआती युगों में अधिक बौनी आकाशगंगाओं की खोज के लिए हबल का उपयोग करने की उम्मीद करती है। यदि ये शिशु आकाशगंगाएँ असंख्य हैं, तो वे ब्रह्मांड को ढकने वाले हाइड्रोजन के कोहरे को जलाने के लिए ऊर्जा प्रदान कर सकती थीं, एक प्रक्रिया जिसे पुन: आयनीकरण कहा जाता है। पुन: आयनीकरण ने अंततः ब्रह्मांड को प्रकाश के लिए पारदर्शी बना दिया।
