कल्पना कीजिए, यदि आप करेंगे, तो ब्रह्मांड आज की तुलना में बहुत अधिक गंदी जगह था। यह भी कल्पना करें कि जो हम अपने आस-पास देखते हैं, एक अपेक्षाकृत स्वच्छ और अस्पष्ट ब्रह्मांड, अरबों वर्षों के सितारों के विशाल आकाशीय रूमबास की तरह व्यवहार करने का परिणाम है, जो हमारे आगमन की तैयारी में उनके आस-पास की जगह को साफ करता है। हाल ही में प्रकाशित कैटलॉग के एक सेट के अनुसार, जो ईएसए के नवीनतम निष्कर्षों का विवरण देता है हर्शल अंतरिक्ष वेधशाला , यह विवरण वास्तव में काफी उपयुक्त है।
ये कैटलॉग 100 से अधिक खगोलविदों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम के काम का प्रतिनिधित्व करते हैं जिन्होंने पिछले सात वर्षों में इन्फ्रारेड छवियों का विश्लेषण किया है। हर्शल एस्ट्रोफिजिकल टेराहर्ट्ज़ लार्ज एरिया सर्वे (हर्शल-एटलस)। इस सप्ताह की शुरुआत में प्रस्तुत किया गया राष्ट्रीय खगोल विज्ञान बैठक नॉटिंघम में, इस कैटलॉग ने खुलासा किया कि बिग बैंग के 1 अरब साल बाद, ब्रह्मांड आज की तुलना में बहुत अलग दिखता था।
इस शोध को संदर्भ में रखने के लिए इन्फ्रारेड एस्ट्रोनॉमी के महत्व को समझना जरूरी है। हर्शल (जिसे 2009 में लॉन्च किया गया था) जैसे मिशनों की तैनाती से पहले, खगोलविद सितारों और आकाशगंगाओं द्वारा उत्सर्जित प्रकाश का एक अच्छा हिस्सा देखने में असमर्थ थे। इस प्रकाश का लगभग आधा भाग तारे के बीच धूल के कणों द्वारा अवशोषित होने के कारण, आकाशगंगाओं के जन्म और जीवन पर शोध करना कठिन था।
लेकिन हर्शल एटलस जैसे सर्वेक्षणों के लिए धन्यवाद - साथ ही नासा के स्पिट्जर स्पेस टेलीस्कोप और यह वाइड-फील्ड इन्फ्रारेड सर्वे एक्सप्लोरर (WISE) - खगोलविद इस लापता ऊर्जा का हिसाब लगाने में सफल रहे हैं। और उन्होंने जो देखा है (विशेषकर इस नवीनतम सर्वेक्षण से) वह काफी उल्लेखनीय है, जो एक ऐसे ब्रह्मांड को प्रस्तुत करता है जो पहले की अपेक्षा कहीं अधिक सघन है।
हर्शल स्पेस टेलीस्कोप के कलाकार की छाप। श्रेय: ESA/AOES Medialab/NASA/ESA/STScI
कार्डिफ़ विश्वविद्यालय के प्रोफेसर हेली गोमेज़ ने राष्ट्रीय खगोल विज्ञान बैठक (जो 27 जून से 1 जुलाई तक चली) के तीसरे दिन के दौरान इस सूची को प्रस्तुत किया। जैसा कि उसने ईमेल के माध्यम से यूनिवर्स टुडे को बताया:
'हर्शेल सर्वेक्षण इन विशेष अवरक्त प्रकाश में आकाश का सबसे बड़ा सर्वेक्षण है। इस वजह से हम दुर्लभ वस्तुओं को देखते हैं जो हम आकाश के एक छोटे से हिस्से में नहीं देख सकते हैं, लेकिन अब हम पिछले दूरबीनों में देखी गई कुछ सौ की तुलना में सैकड़ों हजारों धूल भरी आकाशगंगाओं को भी देखते हैं। तो आकाशगंगाओं के प्रकार जानने के मामले में यह एक बड़ा सुधार है। इनमें से कुछ धूल में इतने ढके हुए हैं कि हमने उन्हें दृश्य प्रकाश दूरबीनों का उपयोग करते हुए कभी नहीं देखा होगा। इस हर्शेल सर्वेक्षण के साथ हमारे पास अभूतपूर्व बड़े क्षेत्र के कारण, हम वस्तुओं के प्रकार में भी एक विशाल विविधता देखते हैं, पास के धूल भरे तारे से लेकर बादल बनने तक, एंड्रोमेडा जैसी पास की धूल भरी आकाशगंगाओं से लेकर उन आकाशगंगाओं तक, जो अपने अवरक्त प्रकाश को 12 बिलियन से अधिक चमकते हैं। बहुत साल पहले। हम इस सर्वेक्षण का उपयोग ब्रह्मांड में आकाशगंगाओं की संरचना को समझने के लिए भी कर सकते हैं - तथाकथित ब्रह्मांडीय वेब एक तरह से हम कभी भी दूर अवरक्त में नहीं कर पाए हैं।'
उनके द्वारा दिखाए गए चित्रों ने उन सभी को अदृश्य सितारों और आकाशगंगाओं की एक झलक दी जो पिछले 12 अरब वर्षों के ब्रह्मांडीय इतिहास में मौजूद हैं। कुल मिलाकर, हर्शल-एटीएलएएस सर्वेक्षण द्वारा आधा मिलियन से अधिक दूर-अवरक्त स्रोतों को देखा गया है। इनमें से कई स्रोत आकाशगंगाएँ थीं जो हमारे अपने आस-पास और समान हैं, और जिन्हें पारंपरिक दूरबीनों का उपयोग करके पता लगाया जा सकता है।
अन्य बहुत अधिक दूर थे, उनके प्रकाश को हम तक पहुंचने में अरबों वर्ष लग रहे थे, और ब्रह्मांडीय धूल की सांद्रता से अस्पष्ट थे। इन आकाशगंगाओं में सबसे दूर लगभग 12 अरब प्रकाश वर्ष दूर थी, जिसका अर्थ है कि वे 12 अरब वर्ष पहले जैसी दिखाई देती थीं।
हर्शेल अंजीर2स्मॉलहर्शल एटलस के समय की पहुंच और इसके द्वारा खोजी गई वस्तुओं के प्रकार का चित्रण। श्रेय: हर्शल-एटलस/ईएसए/एएलएमए/एनआरएओ
एर्गो, खगोलविद अब जानते हैं कि 12 अरब साल पहले (यानी बिग बैंग के तुरंत बाद), तारे और आकाशगंगाएं अब की तुलना में बहुत अधिक धूल भरी थीं। उन्होंने आगे निष्कर्ष निकाला कि बिग बैंग के तुरंत बाद से हमारी आकाशगंगाओं का विकास अनिवार्य रूप से एक प्रमुख सफाई प्रयास रहा है, क्योंकि सितारों ने धीरे-धीरे उस धूल को अवशोषित कर लिया जिसने उनके प्रकाश को अस्पष्ट कर दिया, इस प्रकार इसे और अधिक 'दृश्यमान' स्थान बना दिया।
सर्वेक्षण द्वारा जारी किए गए डेटा में कई नक्शे और अतिरिक्त फाइलें शामिल हैं, जिनका वर्णन डॉ. एलिसाबेटा वैलियंटे और कार्डिफ विश्वविद्यालय की एक शोध टीम द्वारा निर्मित एक लेख में किया गया था - जिसका शीर्षक था ' हर्शल-एटीएलएएस डेटा रिलीज़ 1 पेपर I: मैप्स, कैटलॉग और नंबर काउंट्स '. जैसा कि डॉ. वैलिएंट ने ईमेल के माध्यम से यूनिवर्स टुडे को बताया:
'गैस और धूल सितारों के मुख्य घटक हैं: वे तारे बनाने के लिए ढह जाते हैं और तारों के जीवन के अंत में उन्हें बाहर निकाल दिया जाता है। हर्शल डेटा की बदौलत जो दिलचस्प बात खोजी गई है, वह यह है कि दोनों घटनाएं संतुलन में नहीं हैं। हम जानते थे कि यह 10 अरब साल पहले सच था, लेकिन हमें उम्मीद थी, मौजूदा मॉडलों के अनुसार, हाल के दिनों में कुछ संतुलन हासिल किया गया था। इसके बजाय, 5 अरब साल पहले आकाशगंगाओं में धूल की मात्रा आज की आकाशगंगाओं की तुलना में बहुत अधिक थी: यह अप्रत्याशित था।'
कुछ समय पहले तक, इस तरह का सर्वेक्षण इस तथ्य के कारण असंभव होता कि इनमें से कई अवरक्त स्रोत खगोलविदों के लिए अदृश्य रहे होंगे। इसका कारण, जो सर्वेक्षण से पता चला था, यह था कि ये आकाशगंगाएँ इतनी धूल भरी थीं कि पारंपरिक प्रकाशिकी के साथ इनका पता लगाना लगभग असंभव होता। क्या अधिक है, उनके प्रकाश को आकाशगंगाओं में हस्तक्षेप करके गुरुत्वाकर्षण रूप से बढ़ाया गया होगा।
इन्फ्रारेड छवियां (जैसे नासा के स्पिट्जर स्पेस टेलीस्कॉप द्वारा यहां कैप्चर की गई) अनगिनत सितारों और आकाशगंगाओं को दिखाती हैं जो ब्रह्मांडीय धूल से दृश्य-प्रकाश में अस्पष्ट हैं। श्रेय: NASA/JPL-कैल्टेक
सर्वेक्षण के विशाल आकार का मतलब यह भी है कि आकाशगंगाओं में जो परिवर्तन हुए हैं - ब्रह्मांडीय इतिहास में अपेक्षाकृत हाल ही में - पहली बार अध्ययन किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, सर्वेक्षण से पता चला है कि केवल एक अरब साल पहले, ब्रह्मांड की उम्र का एक छोटा सा अंश, आकाशगंगाएं तेज गति से तारे बना रही थीं और उनमें आज की तुलना में अधिक धूल थी।
एडिनबर्ग विश्वविद्यालय से डॉ. नाथन बॉर्न - कैटलॉग का वर्णन करने वाले एक अन्य पेपर के प्रमुख लेखक हैं। जैसा कि उन्होंने ईमेल के माध्यम से यूनिवर्स टुडे को बताया:
'हम आकाशगंगाओं को बड़ी रीसाइक्लिंग मशीनों के रूप में सोच सकते हैं। जब वे बनते हैं, तो वे अपने चारों ओर के ब्रह्मांड से गैस (ज्यादातर हाइड्रोजन और हीलियम, लिथियम और कुछ अन्य तत्वों के निशान के साथ) जमा करते हैं, और वे इसे सितारों में बदल देते हैं। जैसे-जैसे समय बीतता है, तारे इस गैस को वापस आकाशगंगा में, तारे के बीच के माध्यम में पंप करते हैं। तारों के भीतर परमाणु प्रक्रियाओं के कारण, गैस अब भारी तत्वों से समृद्ध होती है (जिसे हम धातु कहते हैं, हालांकि उनमें धातु और अधातु दोनों शामिल हैं), और इनमें से कुछ धूल के सूक्ष्म ठोस कण बनाते हैं, जैसे कि -उत्पाद।
'लेकिन अभी भी तारे बन रहे हैं, और सितारों की अगली पीढ़ी इस इंटरस्टेलर सामग्री को रीसायकल करती है, और अब जब इसमें भारी तत्व और धूल होते हैं, तो चीजें थोड़ी अलग होती हैं, और ग्रह भी नए सितारों के चारों ओर बन सकते हैं, इस भारी के संचय से सामग्री। इसलिए, यदि आप बड़ी तस्वीर को देखें, जब बिग बैंग के बाद पहले अरब वर्षों के भीतर पहली आकाशगंगा का निर्माण शुरू हुआ, तो उन्होंने अपने चारों ओर गैस का उपयोग करना शुरू कर दिया, और फिर जब वे सक्रिय होते हैं तो वे अपने इंटरस्टेलर माध्यम को गैस से भर देते हैं और धूल, लेकिन एक आकाशगंगा के जीवनचक्र के अंत तक, इसने इस सारी गैस और धूल का उपयोग कर लिया है, और आप कह सकते हैं कि इसने खुद को साफ कर लिया है।'
छिपे हुए ब्रह्मांड के कैटलॉग और नक्शे हर्शल टीम के लिए एक जीत हैं। इस तथ्य के बावजूद कि हर्शेल वेधशाला द्वारा प्राप्त अंतिम जानकारी 2013 में वापस आ गई थी, इसकी सेवा के वर्षों से उत्पादित नक्शे और कैटलॉग खगोलविदों के लिए महत्वपूर्ण हो गए हैं। ब्रह्मांड की छिपी हुई ऊर्जा को दिखाने के अलावा, वे भविष्य के अनुसंधान के लिए नींव भी रख रहे हैं।
पूरे आकाश की IR छवियां WISE ऑल-स्काई डेटा रिलीज़ (शीर्ष) द्वारा ली जाती हैं, और COBE अंतरिक्ष यान (नीचे) द्वारा ली गई छवियों द्वारा बनाई गई IR आकाश का एक प्रक्षेपण। श्रेय: NASA/JPL-कैल्टेक/UCLA (शीर्ष), NASA/DIRBE टीम/COBE/ (नीचे)
'अब हमें यह समझाने की ज़रूरत है कि धूल क्यों है जहां हमने इसे खोजने की उम्मीद नहीं की थी।' वैलेंटे ने कहा। 'और इसे समझाने के लिए, हमें अपने सिद्धांतों को बदलने की जरूरत है कि ब्रह्मांड कैसे विकसित होता है। हमारा डेटा एक चुनौती है जिसे हमने स्वीकार कर लिया है, लेकिन हमने अभी तक इससे पार नहीं पाया है!'
बॉर्न ने कहा, '[डब्ल्यू] ई इस बारे में बहुत कुछ समझता है कि आकाशगंगाएं कैसे विकसित होती हैं,' इस बारे में कि अधिकांश तारे कब बनते हैं, आकाशगंगाओं के विकसित होने पर गैस और धूल का क्या होता है, और ब्रह्मांड में तारे बनाने की गतिविधि कितनी तेजी से होती है। ब्रह्मांड के इतिहास के उत्तरार्ध में एक संपूर्ण फीका पड़ गया है। यह कहना उचित है कि यह समझ विभिन्न प्रकार के उपकरणों के एक पूरे सूट के पूरक तरीकों से आकाशगंगाओं के विभिन्न पहलुओं का अध्ययन करने से आती है, लेकिन हर्शल ने निश्चित रूप से उस प्रयास का एक बड़ा हिस्सा योगदान दिया है और इसकी एक स्थायी विरासत होगी। ”
हर्शल की चिरस्थायी विरासत को सुनिश्चित करना के मुख्य उद्देश्यों में से एक है हर्शल एक्सट्रैगैलेक्टिक प्रोजेक्ट (सहायता) कार्यक्रम, जिसकी देखरेख ईयू अनुसंधान कार्यकारी एजेंसी करती है। वे जिन अन्य परियोजनाओं की देखरेख करते हैं उनमें शामिल हैं: हर्शल मल्टी-टियर एक्स्ट्रागैलेक्टिक सर्वे (HerMES), जिसने पिछले महीने के अंत में सर्वेक्षण डेटा भी जारी किया था। इस सब ने खगोल विज्ञान के क्षेत्र में एक अमिट छाप छोड़ी है, इस तथ्य के बावजूद कि हर्शल अब संचालन में नहीं है। जैसा कि प्रोफेसर गोमेज़ ने हर्शल ऑब्जर्वेटरी के स्थायी योगदान के बारे में कहा:
'हर्शेल स्पेस ऑब्जर्वेटरी ने 2013 में डेटा लेना बंद कर दिया था, फिर भी धूल भरे ब्रह्मांड के बारे में हमारी समझ वास्तव में हाल के महीनों में बड़े सर्वेक्षणों और आकाशगंगा कैटलॉग के जारी होने के साथ ही शुरू हो रही है। आखिरकार, एक बार खगोलविदों ने सभी मूल्यवान डेटा के माध्यम से जाने के बाद, हर्शल ने आकाश के 1000 वर्ग डिग्री को कवर करने वाले इन्फ्रारेड ब्रह्मांड का एक दृश्य प्रदान किया होगा।'
इन निष्कर्षों के प्रभाव का ब्रह्मांड विज्ञान और खगोल विज्ञान से लेकर शायद उस मुश्किल फर्मी विरोधाभास पर कुछ प्रकाश डालने के लिए दूरगामी प्रभाव होने की संभावना है। क्या यह बुद्धिमान जीवन हो सकता है जो अरबों साल पहले उभरा था, अन्य स्टार सिस्टम के लिए उद्यम नहीं किया क्योंकि वे उन्हें नहीं देख सके? सिर्फ एक विचार…
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