ஆரம்பகால-பிரபஞ்ச குவாசர் சுற்றுப்புறங்கள் உண்மையில் இரைச்சலானவை

NSF NOIRLab இன் திட்டமான சிலியில் உள்ள Cerro Tololo இன்டர்-அமெரிக்கன் ஆய்வகத்தில் US National Science Foundation Víctor M. Blanco 4-மீட்டர் தொலைநோக்கியில் DECam ஆனது எரிசக்தி துறையால் புனையப்பட்டது.

சிலியில் உள்ள டியாகோ போர்ட்டேல்ஸ் பல்கலைக்கழகத்தின் வானியற்பியல் ஆய்வுக் கழகத்தில் பிஎச்டி மாணவராக இந்தப் பணியை முடித்த டிரிஸ்டன் லம்பேர்ட் இந்த ஆய்வுக்கு தலைமை தாங்கினார். [1] இப்போது வானொலி வானியல் ஆராய்ச்சிக்கான சர்வதேச மையத்தில் (ICRAR) மேற்கு ஆஸ்திரேலியா பல்கலைக்கழக முனையில் ஒரு போஸ்ட்டாக். DECam இன் பாரிய பார்வையைப் பயன்படுத்தி, குழுவானது, அதன் சுற்றுச்சூழலின் அடர்த்தியை அளவிடும் முயற்சியில், சுற்றியுள்ள துணை விண்மீன் திரள்களின் எண்ணிக்கையைக் கணக்கிடும் முயற்சியில், ஆரம்பகால-யுனிவர்ஸ் குவாசரைச் சுற்றி இதுவரை இல்லாத அளவில் மிகப்பெரிய ஆன்-வானப் பகுதி தேடலை நடத்தியது.

அவர்களின் விசாரணைக்கு, குழுவிற்கு நன்கு வரையறுக்கப்பட்ட தூரம் கொண்ட குவாசர் தேவைப்பட்டது. அதிர்ஷ்டவசமாக, quasar VIK 2348-3054 ஆனது அட்டகாமா லார்ஜ் மில்லிமீட்டர்/சப்மில்லிமீட்டர் வரிசையுடன் (ALMA) முந்தைய அவதானிப்புகளால் தீர்மானிக்கப்பட்ட தூரத்தைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் DECam இன் மூன்று-சதுர-டிகிரி பார்வைக் களம் அதன் அண்டவெளியில் ஒரு விரிவான தோற்றத்தை வழங்கியது. தற்செயலாக, DECam ஆனது அதன் துணை விண்மீன் திரள்களைக் கண்டறிவதற்காகக் கச்சிதமாகப் பொருந்திய ஒரு நாரோபேண்ட் வடிப்பானையும் கொண்டுள்ளது. “இந்த குவாசர் ஆய்வு உண்மையில் சரியான புயல்” என்கிறார் லம்பேர்ட். “எங்களிடம் நன்கு அறியப்பட்ட தூரத்துடன் ஒரு குவாசர் இருந்தது, மேலும் பிளாங்கோ தொலைநோக்கியில் உள்ள DECam எங்களுக்குத் தேவையான மிகப்பெரிய பார்வை மற்றும் சரியான வடிகட்டியை வழங்கியது.”

DECam இன் சிறப்பு வடிகட்டியானது, லைமன்-ஆல்ஃபா கதிர்வீச்சு எனப்படும், அவை வெளியிடும் ஒரு குறிப்பிட்ட வகை ஒளியைக் கண்டறிவதன் மூலம், குவாசரைச் சுற்றியுள்ள துணை விண்மீன்களின் எண்ணிக்கையைக் கணக்கிட குழுவை அனுமதித்தது. லைமன் ஆல்பா கதிர்வீச்சு என்பது ஹைட்ரஜனின் ஒரு குறிப்பிட்ட ஆற்றல் கையொப்பமாகும், இது அயனியாக்கம் செய்யப்படும்போது உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது, பின்னர் நட்சத்திர உருவாக்கத்தின் போது மீண்டும் இணைக்கப்படுகிறது. லைமன்-ஆல்ஃபா உமிழ்ப்பான்கள் பொதுவாக இளமையானவை, சிறிய விண்மீன் திரள்கள் மற்றும் அவற்றின் லைமன்-ஆல்பா உமிழ்வை நம்பகத்தன்மையுடன் அவற்றின் தூரத்தை அளவிடுவதற்கான ஒரு வழியாகப் பயன்படுத்தலாம். பல லைமன்-ஆல்ஃபா உமிழ்ப்பான்களுக்கான தொலைவு அளவீடுகள் பின்னர் ஒரு குவாசரின் சுற்றுப்புறத்தின் 3D வரைபடத்தை உருவாக்க பயன்படுத்தப்படலாம்.

குவாசார் VIK J2348-3054 ஐச் சுற்றியுள்ள விண்வெளிப் பகுதியை முறையாக வரைபடமாக்கிய பிறகு, லம்பேர்ட்டும் அவரது குழுவும் குவாசரைச் சுற்றியுள்ள பரந்த சூழலில் 38 துணை விண்மீன் திரள்களைக் கண்டறிந்தனர் — 60 மில்லியன் ஒளியாண்டுகள் தொலைவில் — இது எதிர்பார்க்கப்பட்டவற்றுடன் ஒத்துப்போகிறது. அடர்ந்த பகுதிகளில் வசிக்கும் குவாசர்களுக்கு. இருப்பினும், குவாசரின் 15 மில்லியன் ஒளியாண்டுகளுக்குள், துணைவர்கள் யாரும் இல்லை என்பதைக் கண்டு அவர்கள் ஆச்சரியப்பட்டனர்.

இந்த கண்டுபிடிப்பு, ஆரம்பகால பிரபஞ்ச குவாசர் சூழல்களை வகைப்படுத்துவதை நோக்கமாகக் கொண்ட கடந்தகால ஆய்வுகளின் யதார்த்தத்தை விளக்குகிறது மற்றும் அவை ஏன் முரண்பட்ட முடிவுகளை எடுத்தன என்பதற்கான சாத்தியமான விளக்கத்தை முன்மொழிகிறது. இந்த மாதிரியான வேறு எந்தக் கருத்துக்கணிப்பும் DECam வழங்கியதைப் போல பெரிய தேடல் பகுதியைப் பயன்படுத்தவில்லை, எனவே சிறிய பகுதி தேடல்களுக்கு குவாசரின் சூழல் ஏமாற்றும் வகையில் காலியாகத் தோன்றும்.

“குவாசர் சுற்றுப்புறங்களை முழுமையாகப் படிக்க DECam இன் மிகவும் பரந்த பார்வை அவசியம். நீங்கள் உண்மையில் ஒரு பெரிய பகுதிக்கு திறக்க வேண்டும்,” என்கிறார் லம்பேர்ட். “முந்தைய அவதானிப்புகள் ஏன் ஒன்றுக்கொன்று முரண்படுகின்றன என்பதற்கான நியாயமான விளக்கத்தை இது பரிந்துரைக்கிறது.”

குவாசரின் உடனடி அருகாமையில் துணை விண்மீன் திரள்கள் இல்லாததற்கான விளக்கத்தையும் குழு பரிந்துரைக்கிறது. குவாசரிலிருந்து வரும் கதிர்வீச்சின் தீவிரம், இந்த விண்மீன் திரள்களில் நட்சத்திரங்களின் உருவாக்கத்தை பாதிக்கும் அல்லது நிறுத்தக்கூடிய அளவுக்கு பெரியதாக இருக்கலாம், அவை நமது அவதானிப்புகளுக்கு கண்ணுக்கு தெரியாததாக இருக்கும் என்று அவர்கள் முன்வைக்கின்றனர்.

“சில குவாசர்கள் அமைதியான அண்டை நாடுகளாக இல்லை” என்கிறார் லம்பேர்ட். “விண்மீன் திரள்களில் உள்ள நட்சத்திரங்கள் அதன் சொந்த ஈர்ப்பு விசையின் கீழ் சரிந்துவிடும் அளவுக்கு குளிர்ச்சியான வாயுவில் இருந்து உருவாகின்றன. ஒளிரும் குவாசர்கள் இந்த வாயுவை அருகிலுள்ள விண்மீன் திரள்களில் ஒளிரச் செய்து அதை வெப்பப்படுத்தக்கூடிய அளவுக்கு பிரகாசமாக இருக்கும், இந்த சரிவைத் தடுக்கிறது.”

லெம்பெர்ட்டின் குழு தற்போது நிறமாலையைப் பெறுவதற்கும் நட்சத்திர உருவாக்கம் ஒடுக்கப்படுவதை உறுதிப்படுத்துவதற்கும் கூடுதல் அவதானிப்புகளைப் பின்பற்றுகிறது. மேலும் வலுவான மாதிரி அளவை உருவாக்க மற்ற குவாசர்களைக் கண்காணிக்கவும் அவர்கள் திட்டமிட்டுள்ளனர்.

“இந்த கண்டுபிடிப்புகள் எரிசக்தி துறையுடன் தேசிய அறிவியல் அறக்கட்டளையின் உற்பத்தி கூட்டுறவின் மதிப்பைக் காட்டுகின்றன” என்று NSF NOIRLab இன் NSF திட்ட இயக்குனர் கிறிஸ் டேவிஸ் கூறுகிறார். “வரவிருக்கும் NSF-DOE Vera C. Rubin Observatory மூலம் உற்பத்தித்திறன் மிகப்பெரிய அளவில் பெருகும் என்று நாங்கள் எதிர்பார்க்கிறோம், இது ஆரம்பகால பிரபஞ்சம் மற்றும் இந்த குறிப்பிடத்தக்க பொருட்களைப் பற்றி இன்னும் அதிகமாக வெளிப்படுத்தும் அடுத்த தலைமுறை வசதி.”

குறிப்புகள்

[1] டியாகோ போர்ட்டல்ஸ் பல்கலைக்கழகம் மற்றும் மேக்ஸ் பிளாங்க் இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் வானியல் ஆராய்ச்சியாளர்களின் ஒத்துழைப்பு மூலம் இந்த ஆய்வு சாத்தியமானது. இந்த வேலையின் ஒரு பகுதி சிலியின் தேசிய ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டு நிறுவனம் (ANID) மூலம் மேக்ஸ் பிளாங்க் நிறுவனங்களுடனான ஒத்துழைப்புக்காக நிதியளிக்கப்பட்டது.