प्रारंभिक ब्रह्मांड के रहस्यों को प्रकट करने के लिए क्वासर का उपयोग करते हुए नासा का वेब टेलीस्कोप समय में पीछे मुड़कर देखेगा

प्रारंभिक ब्रह्मांड के रहस्यों को प्रकट करने के लिए क्वासर का उपयोग करते हुए नासा का वेब टेलीस्कोप समय में पीछे मुड़कर देखेगा

यह एक कलाकार की आकाशगंगा की अवधारणा है जिसके केंद्र में एक चमकीला क्वासर तारा है। क्वासर एक बहुत ही चमकीला, दूर और सक्रिय सुपरमैसिव ब्लैक होल है जिसका द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान से लाखों से अरबों गुना अधिक है। ब्रह्मांड की सबसे चमकीली चीजों में, क्वासर का प्रकाश उसकी मेजबान आकाशगंगा के सभी तारों के संयुक्त प्रकाश से बेहतर है। क्वासर गिरते हुए पदार्थ पर भोजन करते हैं और हवा और विकिरण के प्रवाह को छोड़ते हैं, जिससे वे आकाशगंगाओं का निर्माण करते हैं। वेब की अनूठी क्षमताओं का उपयोग करते हुए, वैज्ञानिक ब्रह्मांड में छह सबसे दूर और चमकीले क्वासरों का अध्ययन करेंगे। श्रेय: NASA, ESA, और जे. ओल्मस्टेड (STScI)

क्वासर अपनी मेजबान आकाशगंगाओं के सभी तारों को संयुक्त रूप से पछाड़ते हैं, और ब्रह्मांड की सबसे चमकीली चीजों में से हैं। ये उज्ज्वल, दूर, सक्रिय सुपरमैसिव ब्लैक होल उन आकाशगंगाओं को बनाते हैं जिनमें वे रहते हैं। इसके प्रक्षेपण के तुरंत बाद, वैज्ञानिक बहुत युवा ब्रह्मांड में अपनी मेजबान आकाशगंगाओं के साथ छह सबसे चमकीले और सबसे दूर के क्वासरों का अध्ययन करने के लिए वेब का उपयोग करेंगे। वे इन शुरुआती समय के दौरान आकाशगंगाओं के विकास में निभाई गई भूमिका की जांच करेंगे। टीम शिशु ब्रह्मांड में अंतरिक्ष अंतरिक्ष में गैस का अध्ययन करने के लिए क्वासर का भी उपयोग करेगी। केवल कम रोशनी के स्तर और शानदार कोण रिज़ॉल्यूशन के लिए वेब की अत्यधिक संवेदनशीलता के साथ ही यह संभव होगा।

क्वासर अत्यंत उज्ज्वल, दूर, सक्रिय ब्लैक होल हैं जिनका द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान से लाखों से अरबों गुना अधिक है। आमतौर पर आकाशगंगाओं के केंद्रों में स्थित, वे गिरते हुए पदार्थ को खाते हैं और विकिरण के शानदार प्रवाह को छोड़ते हैं। ब्रह्मांड में सबसे चमकदार चीजों में, क्वासर प्रकाश सामूहिक रूप से अपनी मेजबान आकाशगंगा में सभी सितारों को प्रकाशित करता है, और इसके जेट और हवाएं उस आकाशगंगा को आकार देती हैं जिसमें वह रहता है।

इस साल के अंत में लॉन्च होने के कुछ समय बाद, वैज्ञानिकों का एक दल नासा के जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप को सबसे दूर और सबसे चमकीले छह क्वासरों पर प्रशिक्षित करेगा। वे इन क्वासरों और उनकी मेजबान आकाशगंगाओं के गुणों का अध्ययन करेंगे, और कैसे वे प्रारंभिक ब्रह्मांड में गांगेय विकास के प्रारंभिक चरणों के दौरान परस्पर जुड़े हुए हैं। टीम अंतरिक्ष अंतरिक्ष में गैस की जांच के लिए क्वासर का भी उपयोग करेगी, विशेष रूप से ब्रह्मांडीय पुनर्मिलन की अवधि के दौरान, जब ब्रह्मांड बहुत छोटा था। वे इसे कम रोशनी के स्तर और प्रभावशाली कोण रिज़ॉल्यूशन के लिए वेब की अत्यधिक संवेदनशीलता के साथ पूरा करेंगे।

ब्रह्मांडीय पुनर्आयनीकरण इन्फोग्राफिक फसल

(पूरा आरेख देखने के लिए चित्र पर क्लिक करें।) १३ अरब साल पहले, पुनर्आयनीकरण के युग के दौरान, ब्रह्मांड एक पूरी तरह से अलग जगह थी। इंटरगैलेक्टिक गैस ऊर्जावान प्रकाश के लिए बहुत अपारदर्शी थी, जिससे युवा आकाशगंगाओं को देखना मुश्किल हो गया। किस कारण से ब्रह्मांड पूरी तरह से आयनित या पारदर्शी हो गया, जिसके कारण आज अधिकांश ब्रह्मांड में “स्पष्ट” स्थितियों का पता चला है? जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप ब्रह्मांड के इतिहास में इस प्रमुख बदलाव को समझने में हमारी मदद करने के लिए पुनर्मिलन के युग के दौरान मौजूद चीजों के बारे में अधिक जानकारी इकट्ठा करने के लिए अंतरिक्ष में गहराई से उतरेगा। श्रेय: NASA, ESA, और जे. कांग (STScI)

वेब: युवा ब्रह्मांड का दौरा

जैसा कि वेब ब्रह्मांड की गहराई को देखता है, वह वास्तव में समय में पीछे मुड़कर देखेगा। इन दूर के क्वासरों से प्रकाश ने वेब पर अपनी यात्रा शुरू की जब ब्रह्मांड बहुत छोटा था और पहुंचने में अरबों साल लग गए। हम चीजों को वैसे ही देखेंगे जैसे वे बहुत पहले थे, न कि आज जैसे हैं।

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“इन सभी क्वासरों का हम अध्ययन करते हैं, जब ब्रह्मांड 800 मिलियन वर्ष से कम पुराना था, या इसकी वर्तमान आयु के 6 प्रतिशत से कम था। इसलिए ये अवलोकन हमें आकाशगंगाओं के विकास और गठन का अध्ययन करने का अवसर देते हैं। और इन शुरुआती समय में सुपरमैसिव ब्लैक होल का विकास। बहुत ज्यादा, ”टीम के सदस्य सैंटियागो एरिबास, मैड्रिड, स्पेन में सेंटर फॉर एस्ट्रोबायोलॉजी में खगोल भौतिकी विभाग में अनुसंधान प्रोफेसर ने समझाया। अरीबास वेब के नियर-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोग्राफ (एनआईआरएसपीसी) इंस्ट्रूमेंट साइंस टीम का भी सदस्य है।

कॉस्मिक रेडशिफ्ट क्या है?

(पूरा आरेख देखने के लिए छवि पर क्लिक करें।) ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा है, और यह विस्तार ब्रह्मांडीय रेडशिफ्ट के रूप में जानी जाने वाली घटना में अंतरिक्ष के माध्यम से यात्रा करने वाले प्रकाश को फैलाता है। रेडशिफ्ट जितना अधिक होगा, प्रकाश द्वारा तय की गई दूरी उतनी ही अधिक होगी। नतीजतन, पहली और सबसे दूर की आकाशगंगाओं से प्रकाश देखने के लिए इन्फ्रारेड डिटेक्टरों से लैस टेलीस्कोप आवश्यक हैं। श्रेय: NASA, ESA, और एल. हस्तक (STSci)

अंतरिक्ष के विस्तार के कारण इन बहुत दूर की वस्तुओं से प्रकाश फैला है। इसे कॉस्मिक रेडशिफ्ट के रूप में जाना जाता है। प्रकाश जितना दूर होगा, रेडशिफ्ट उतना ही अधिक होगा। वास्तव में, प्रारंभिक ब्रह्मांड से दृश्य प्रकाश इतना अधिक फैला हुआ है कि जब यह हमारे पास पहुंचता है तो यह अवरक्त विकिरण में बदल जाता है। इन्फ्रारेड में ट्यून किए गए उपकरणों की एक श्रृंखला के साथ, वेब इस प्रकार के प्रकाश का अध्ययन करने के लिए विशिष्ट रूप से उपयुक्त है।

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क्वासर, उनकी आकाशगंगाओं, उनके मेजबान वातावरण और उनकी शक्तिशाली धाराओं का अध्ययन

टीम जिन क्वासरों का अध्ययन करेगी, वे न केवल ब्रह्मांड में सबसे दूर के हैं, बल्कि सबसे चमकीले भी हैं। इन क्वासरों में आमतौर पर ब्लैक होल का द्रव्यमान सबसे अधिक होता है, और उनमें उच्चतम अभिवृद्धि दर भी होती है – वह दर जिस पर सामग्री ब्लैक होल में गिरती है।

“हम सबसे चमकीले क्वासरों को देखने में रुचि रखते हैं क्योंकि वे अपने कोर में उत्पन्न होने वाली ऊर्जा की बहुत अधिक मात्रा में क्वासर प्रवाह और हीटिंग जैसे तंत्रों के माध्यम से मेजबान आकाशगंगा पर सबसे बड़ा प्रभाव डालते हैं,” क्रिस ने कहा। विलॉट, ब्रिटिश कोलंबिया के विक्टोरिया में कनाडा के नेशनल रिसर्च काउंसिल (NRC) के हर्ज़बर्ग एस्ट्रोनॉमी एंड एस्ट्रोफिज़िक्स रिसर्च सेंटर के एक शोध वैज्ञानिक हैं। विलॉट सीएसए के वेब प्रोजेक्ट साइंटिस्ट भी हैं। “हम उस समय इन क्वासरों का निरीक्षण करना चाहते हैं जब उनका मेजबान आकाशगंगाओं पर सबसे अधिक प्रभाव पड़ता है।”

जब सुपरमैसिव ब्लैक होल द्वारा पदार्थ जमा होता है तो भारी मात्रा में ऊर्जा निकलती है। यह ऊर्जा गर्म होती है और आसपास की गैस को बाहर की ओर धकेलती है, जिससे शक्तिशाली बहिर्वाह उत्पन्न होता है जो सुनामी की तरह इंटरस्टेलर स्पेस से चीरता है, जिससे मेजबान आकाशगंगा में तबाही होती है।


देखें कि कैसे एक सुपरमैसिव ब्लैक होल से जेट और हवाएं मेजबान आकाशगंगा को प्रभावित करती हैं – और लाखों वर्षों में सैकड़ों-हजारों प्रकाश-वर्ष दूर अंतरिक्ष। श्रेय: NASA, ESA, और एल. हस्तक (STScI)

आकाशगंगाओं के विकास में बहिर्वाह महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। गैस ईंधन स्टार गठन, इसलिए जब बहिर्वाह के कारण गैस हटा दी जाती है, तो स्टार गठन की दर कम हो जाती है। कुछ मामलों में, बहिर्वाह इतने शक्तिशाली होते हैं कि वे इतनी बड़ी मात्रा में गैस को बाहर निकाल देते हैं कि वे मेजबान आकाशगंगा के भीतर तारा निर्माण को पूरी तरह से रोक सकते हैं। वैज्ञानिकों का यह भी मानना ​​​​है कि बहिर्वाह मुख्य तंत्र है जिसके द्वारा गैस, धूल और तत्वों को आकाशगंगा के भीतर बड़ी दूरी पर पुनर्वितरित किया जाता है या यहां तक ​​​​कि इंटरगैलेक्टिक स्पेस – इंटरगैलेक्टिक माध्यम में भी निष्कासित किया जा सकता है। यह मेजबान आकाशगंगा और अंतरिक्ष माध्यम दोनों के गुणों में मूलभूत परिवर्तन को गति प्रदान कर सकता है।

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पुनर्मिलन के युग के दौरान अंतरिक्ष अंतरिक्ष के गुणों की जांच

13 अरब साल से भी पहले, जब ब्रह्मांड बहुत छोटा था, तब परिदृश्य स्पष्ट नहीं था। आकाशगंगाओं के बीच तटस्थ गैस ने ब्रह्मांड को कुछ प्रकार के प्रकाश के लिए अपारदर्शी बना दिया है। सैकड़ों लाखों वर्षों में, अंतरिक्ष माध्यम में तटस्थ गैस चार्ज या आयनित हो गई है, जिससे यह पराबैंगनी प्रकाश के लिए पारदर्शी हो गई है। इस काल को पुनर्आयनीकरण का युग कहा जाता है। लेकिन किस कारण से पुनर्मिलन हुआ जिसने “स्पष्ट” स्थितियों का निर्माण किया जो आज अधिकांश ब्रह्मांड में पाए जाते हैं? ब्रह्मांड के इतिहास में इस बड़े परिवर्तन के बारे में अधिक जानकारी इकट्ठा करने के लिए वेब अंतरिक्ष में जाएगा। अवलोकन हमें पुनर्आयनीकरण के युग को समझने में मदद करेंगे, जो खगोल भौतिकी में प्रमुख सीमाओं में से एक है।

टीम हमारे और क्वासर के बीच गैस का अध्ययन करने के लिए पृष्ठभूमि प्रकाश स्रोतों के रूप में क्वासर का उपयोग करेगी। यह गैस विशिष्ट तरंग दैर्ध्य पर क्वासर प्रकाश को अवशोषित करती है। इमेजिंग स्पेक्ट्रोस्कोपी नामक तकनीक के माध्यम से, वे हस्तक्षेप करने वाली गैस में अवशोषण लाइनों की तलाश करेंगे। और क्वासर जितना तेज होगा, स्पेक्ट्रम में उतनी ही मजबूत अवशोषण रेखा होगी। यह निर्धारित करके कि गैस तटस्थ है या आयनित है, वैज्ञानिक सीखेंगे कि ब्रह्मांड कितना तटस्थ है और उस विशेष बिंदु पर यह पुनर्आयनीकरण प्रक्रिया कितनी होती है।


जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप एक ही समय में छवियों और स्पेक्ट्रा को पकड़ने के लिए एक एकीकृत फील्ड यूनिट (आईएफयू) नामक एक अभिनव उपकरण का उपयोग करेगा। यह वीडियो IFU कैसे काम करता है इसका एक बुनियादी अवलोकन प्रदान करता है। श्रेय: NASA, ESA, CSA, और L. Hustak (STScI)

“यदि आप ब्रह्मांड का अध्ययन करना चाहते हैं, तो आपको बहुत उज्ज्वल पृष्ठभूमि स्रोतों की आवश्यकता है। एक क्वासर दूर ब्रह्मांड में एकदम सही चीज है, क्योंकि यह काफी चमकदार है,” टीम के सदस्य कैमिला पैसिफिक ने कहा, जो कनाडाई अंतरिक्ष एजेंसी से संबद्ध है लेकिन काम करता है स्पेस टेलीस्कोप साइंस इंस्टीट्यूट में एक उपकरण वैज्ञानिक के रूप में। इसलिए हम इसे बहुत अच्छी तरह से देख सकते हैं। बाल्टीमोर में। “हम प्रारंभिक ब्रह्मांड का अध्ययन करना चाहते हैं क्योंकि ब्रह्मांड विकसित हो रहा है, और हम जानना चाहते हैं कि यह कैसे शुरू हुआ।”

टीम एनआईआरएसपेक का उपयोग करके क्वासर से आने वाले प्रकाश का विश्लेषण करेगी ताकि यह पता लगाया जा सके कि खगोलविद “धातु” कहते हैं, जो तत्व हाइड्रोजन और हीलियम से भारी होते हैं। ये तत्व पहले तारों और पहली आकाशगंगाओं में बने और बहिर्वाह द्वारा निष्कासित कर दिए गए। गैस उन आकाशगंगाओं से बाहर निकलती है जिनमें यह मूल रूप से स्थित थी और अंतरिक्ष माध्यम में चली जाती है। टीम इन पहले “धातुओं” की पीढ़ी को मापने की योजना बना रही है, साथ ही साथ इन शुरुआती बहिर्वाहों द्वारा उन्हें अंतरिक्ष माध्यम में धकेलने के तरीके को मापने की योजना है।

वेब शक्ति

वेब एक अत्यधिक संवेदनशील दूरबीन है जो बहुत कम स्तर के प्रकाश का पता लगाने में सक्षम है। यह महत्वपूर्ण है, क्योंकि हालांकि क्वासर आंतरिक रूप से बहुत उज्ज्वल हैं, जिन्हें यह टीम देखेगी वे ब्रह्मांड में सबसे दूर की वस्तुओं में से हैं। वास्तव में, वे इतने दूर हैं कि वेब को जो संकेत प्राप्त होंगे, वे बहुत, बहुत कम हैं। वेब की उल्लेखनीय संवेदनशीलता से ही इस विज्ञान को सिद्ध किया जा सकता है। वेब उत्कृष्ट कोणीय संकल्प भी प्रदान करता है, जिससे क्वासर के प्रकाश को उसकी मेजबान आकाशगंगा से अलग करना संभव हो जाता है।

यहाँ वर्णित क्वासर कार्यक्रम हैं: गारंटीड टाइम नोट्स एनआईआरएसपीसी की वर्णक्रमीय क्षमताओं को शामिल करना।

जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप 2021 में लॉन्च होने पर दुनिया का प्रमुख अंतरिक्ष विज्ञान वेधशाला होगा। वेब हमारे सौर मंडल के रहस्यों को सुलझाएगा, अन्य सितारों के आसपास की दूर की दुनिया को देखेगा, और ब्रह्मांड की रहस्यमय संरचनाओं और उत्पत्ति की जांच करेगा और उसमें हमारा स्थान। वेब एक अंतरराष्ट्रीय कार्यक्रम है जिसका नेतृत्व नासा ने अपने सहयोगियों ईएसए (यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी) और कनाडाई अंतरिक्ष एजेंसी के साथ किया है।

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