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किसी भी बड़ी सर्पिल आकाशगंगा की डिस्क को देखें, और बाह्य रूप से यह चिकनी दिखाई देती है, जिसमें तारे समान रूप से वितरित होते हैं। लेकिन जब युवा तारे बन रहे होते हैं, तो वे धूल और गैस के घने बादलों में एक साथ जमा हो जाते हैं। तो क्या होता है जब आकाशगंगा परिपक्व होती है ताकि आकाशगंगाओं जैसे आकाशगंगाओं में सुगम वितरण की अनुमति मिल सके? नासा के स्पिट्जर स्पेस टेलीस्कोप का उपयोग करते हुए, खगोलविदों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने दूर की आकाशगंगाओं में अपने जन्म के कोकून से बहने वाले युवा सितारों की धाराओं की खोज की है। तारों की ये दूर की नदियाँ खगोल विज्ञान की सबसे बुनियादी पहेली में से एक का जवाब देती हैं।
खगोलविद जानते हैं कि जिन समूहों में तारे बनते हैं वे गायब होने लगते हैं जब उनकी उम्र कई सौ मिलियन वर्ष तक पहुंच जाती है। कुछ तंत्र इसे समझाने के लिए सोचा जाता है: कुछ क्लस्टर वाष्पित हो जाते हैं जब यादृच्छिक आंतरिक गति एक-एक करके सितारों को बाहर निकालती है, और अन्य क्लस्टर बादलों के बीच टकराव के परिणामस्वरूप फैलते हैं जहां वे पैदा हुए थे। बड़े पैमाने पर काम कर रहे तंत्रों के लिए ज़ूम आउट करना, आकाशगंगा के अपने केंद्र के चारों ओर घूमने के कारण होने वाली कतरनी गति युवा सितारों के समूहों के समूहों को फैलाती है।
'हमारा विश्लेषण अब बड़ी पहेली का जवाब देता है। हमने जिन आकाशगंगाओं का अध्ययन किया है, उन सभी डिस्क में युवा सितारों की असंख्य धाराओं को ढूंढकर, हम देखते हैं कि युवा सितारों के समूहों को अलग करने का तंत्र मूल आकाशगंगा की कतरनी गति है। दक्षिण अफ्रीका में यूनिवर्सिटी ऑफ विटवाटरसैंड के टीम लीडर डेविड ब्लॉक ने कहा कि ये धाराएं 'लापता लिंक' हैं, जिसे हमें यह समझने की जरूरत है कि आकाशगंगाओं के डिस्क कैसे विकसित होते हैं।
इस खोज के लिए महत्वपूर्ण था लाखों प्रकाश-वर्ष दूर आकाशगंगाओं में पहले छिपी युवा तारकीय धाराओं की छवि बनाने का एक तरीका खोजना। ऐसा करने के लिए टीम ने स्पिट्जर से उच्च-रिज़ॉल्यूशन इन्फ्रारेड अवलोकनों का उपयोग किया।
आकाशगंगाओं को देखने के लिए दृश्य प्रकाश के बजाय इन्फ्रारेड का उपयोग करने से समूह को सितारों को सही उम्र में चुनने की अनुमति मिलती है जब सितारे अपने समूहों से फैलना शुरू कर रहे होते हैं।
न्यू यॉर्क में आईबीएम के रिसर्च डिवीजन के सह-लेखक ब्रूस एल्मेग्रीन ने कहा, 'स्पिट्जर इन्फ्रारेड में देखता है जहां सितारों की 100 मिलियन वर्षीय आबादी प्रकाश पर हावी है।' 'छोटे क्षेत्र स्पेक्ट्रम के दृश्यमान और पराबैंगनी भागों में अधिक चमकते हैं, और पुराने क्षेत्र देखने के लिए बहुत कम हो जाते हैं। इसलिए हम इन्फ्रारेड कैमरे से तस्वीरें खींचकर उन सभी सितारों को फ़िल्टर कर सकते हैं जिन्हें हम नहीं चाहते हैं।'
इन्फ्रारेड भी महत्वपूर्ण है क्योंकि स्पेक्ट्रम के इस हिस्से में प्रकाश उन गुच्छों के आसपास के घने धूल के बादलों में प्रवेश कर सकता है जहां तारे बनते हैं।
मिनेसोटा विश्वविद्यालय के रॉबर्ट गेहर्ज़ ने कहा, 'धूल ऑप्टिकल स्टारलाइट को बहुत प्रभावी ढंग से अवरुद्ध करती है,' लेकिन इसकी लंबी तरंग दैर्ध्य के साथ अवरक्त प्रकाश हमारे दृश्य को अवरुद्ध करने वाले धूल कणों के ठीक आसपास जाता है। यह युवा सितारों से अवरक्त प्रकाश को अधिक स्पष्ट रूप से देखने की अनुमति देता है।'
लेकिन यहां तक कि जब छवियों को इन्फ्रारेड में लिया जाता है, तब भी वे आकाशगंगाओं की चिकनी पुरानी डिस्क से प्रकाश का प्रभुत्व रखते हैं, न कि युवा फैलाव वाले समूहों की धुंधली पटरियों पर। समूहों को चुनने के लिए विशेष गणितीय जोड़तोड़ की आवश्यकता थी, जिनके फीके ट्रैक अभी भी ठीक से देखे जा सकते हैं क्योंकि वे चिकने नहीं हैं।
मेक्सिको के पुएब्ला में इंस्टिट्यूट नैशनल डी एस्ट्रोफिसिका, ऑप्टिका वाई इलेक्ट्रॉनिका के टीम सदस्य इवानियो पुएरारी ने 1800 के दशक की शुरुआत में गणितज्ञ जीन बैप्टिस्ट फूरियर द्वारा आविष्कार की गई तकनीक का इस्तेमाल किया। तकनीक प्रभावी रूप से एक स्थानिक फिल्टर है जो भौतिक पैमाने पर संरचना को चुनती है जहां स्टार गठन होता है। पुएरारी ने कहा, 'मानव आंखों के साथ मूल स्पिट्जर छवियों पर संरचनाओं को नहीं देखा जा सकता है।'
'फूरियर फ़िल्टरिंग और इन्फ्रारेड छवियों के संयोजन ने सही आकार और सही उम्र के क्षेत्रों को हाइलाइट किया। एक साल पहले आकाशगंगाओं के डिस्क में इतनी सारी स्टार धाराओं का अनावरण करना अकल्पनीय था। यह खोज स्पिट्जर स्पेस टेलीस्कॉप की विशाल क्षमता को उजागर करने के लिए जारी है, योगदान करने के लिए हम में से कोई भी संभव नहीं हो सकता है, 'हार्वर्ड-स्मिथसोनियन सेंटर फॉर एस्ट्रोफिजिक्स से जियोवानी फाज़ियो ने टिप्पणी की, स्पिट्जर इन्फ्रारेड एरे कैमरा टीम के प्रोजेक्ट लीडर ने इसे लिया। चित्र, और खोज के सह-लेखक।
'गैलीलियो, खगोलशास्त्री और गणितज्ञ दोनों के रूप में, गर्व महसूस करते। यह खगोलीय अवलोकन और गणित और कंप्यूटर के उपयोग के बीच एक अद्भुत अंतःक्रिया है, ठीक 400 साल बाद जब गैलीलियो ने 1609 में हमारी आकाशगंगा आकाशगंगा की जांच के लिए अपनी दूरबीन का उपयोग किया था, 'फाज़ियो ने कहा