दूरस्थ तारकीय धारा ने डार्क मैटर का मानचित्र बनाने का नया तरीका दिया

खगोलविदों ने मिल्की वे से परे एक आकाशगंगा में तारों की एक धुंधली धारा की पहचान की है। यह हमारी अपनी आकाशगंगा के बाहर किसी गोलाकार तारागुच्छ से बनी तारकीय धारा का पहला पता लगना है। यह अवलोकन यह भी दर्शाता है कि इन नाज़ुक संरचनाओं का उपयोग दूरस्थ आकाशगंगाओं में डार्क मैटर का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है।

अंतरराष्ट्रीय शोध दल का नेतृत्व नील्स बोहर संस्थान की जूली कील होल्म और DTU Space की सारा पियर्सन ने किया। इसके निष्कर्ष नेचर में प्रकाशित हुए, साइंसडेली के अनुसार, जिसने कोपेनहेगन विश्वविद्यालय द्वारा उपलब्ध कराई गई सामग्री पर रिपोर्ट दी।

यह धारा UGC9050-Dw1 में स्थित है, जो एक अल्ट्रा-डिफ्यूज़ आकाशगंगा है। ऐसी आकाशगंगाएँ बहुत कम प्रकाश उत्सर्जित करती हैं, जिससे आकाशगंगा और उसके भीतर मौजूद तारों की संकरी संरचना—दोनों का अध्ययन कठिन हो जाता है। शोधकर्ताओं ने नव-पहचानी गई धारा का उपयोग आकाशगंगा के कुल द्रव्यमान और उसमें उस द्रव्यमान के वितरण का अनुमान लगाने के लिए किया।

उनके परिणामों से संकेत मिलता है कि UGC9050-Dw1 में डार्क मैटर की पर्याप्त मात्रा है, जो अल्ट्रा-डिफ्यूज़ आकाशगंगाओं पर किए गए पहले के कार्यों के अनुरूप है। इस अध्ययन का महत्व केवल धारा की खोज में नहीं, बल्कि इस प्रदर्शन में भी है कि पहले मिल्की वे में इस्तेमाल की जा चुकी तकनीक किसी दूसरी आकाशगंगा में भी काम कर सकती है।

गुरुत्वाकर्षण से बनी धारा

गोलाकार तारागुच्छ तारों के घने समूह होते हैं, जो अपने पारस्परिक गुरुत्वाकर्षण से एक-दूसरे से बंधे रहते हैं। जब कोई तारागुच्छ अपनी मेज़बान आकाशगंगा से होकर गुजरता है, तो बड़ी आकाशगंगा का गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र धीरे-धीरे तारों को उससे अलग कर सकता है। समय के साथ, वे तारे तारागुच्छ के मार्ग के साथ एक लंबी, पतली धारा बना लेते हैं।

किसी धारा की संरचना उस पर काम कर रहे गुरुत्वाकर्षण बलों को दर्शाती है। उसके आकार और गति की जाँच करके खगोलविद आसपास की आकाशगंगा में पदार्थ के वितरण का अनुमान लगा सकते हैं। यही कारण है कि तारकीय धाराएँ डार्क मैटर के उपयोगी अप्रत्यक्ष संकेतक हैं, जिसे सीधे देखा नहीं जा सकता।

माना जाता है कि ब्रह्मांड के समस्त पदार्थ का लगभग 80 से 85 प्रतिशत हिस्सा डार्क मैटर है, हालांकि इसकी मूल प्रकृति अब भी अज्ञात है। इसकी मौजूदगी का अनुमान गुरुत्वाकर्षण के माध्यम से लगाया जाता है, जिसमें तारों और अन्य दृश्य पदार्थ पर इसके प्रभाव भी शामिल हैं। तारकीय धाराएँ इन प्रभावों का पता लगाने का एक और तरीका उपलब्ध कराती हैं, क्योंकि उनका विकास उनके आसपास के गुरुत्वाकर्षणीय वातावरण पर निर्भर करता है।

हाल तक, धाराओं को खोज पाना कठिन था क्योंकि वे असाधारण रूप से धुंधली होती हैं। अब अधिक व्यापक खगोलीय सर्वेक्षण, अवलोकनों के बड़े संग्रह और बेहतर विश्लेषणात्मक तकनीकों की मदद से उन संरचनाओं का पता लगाना और उनका अध्ययन करना संभव हो रहा है, जिन पर पहले ध्यान नहीं जा पाता था।

मिल्की वे की विधि का विस्तार

इस परिणाम से पहले, डार्क मैटर का अध्ययन करने के लिए गोलाकार तारागुच्छों की धाराओं का उपयोग केवल मिल्की वे तक सीमित था। इस सीमा का अर्थ था कि ऐसी संरचनाएँ अदृश्य द्रव्यमान के वितरण को कैसे प्रकट कर सकती हैं, इस पर विचार करते समय खगोलविदों के पास केवल एक आकाशगंगा की जानकारी थी।

UGC9050-Dw1 में हुआ यह अवलोकन इस विधि का विस्तार एक अलग आकाशगंगीय परिवेश तक करता है। अल्ट्रा-डिफ्यूज़ आकाशगंगाएँ विशेष रूप से महत्वपूर्ण लक्ष्य हैं, क्योंकि उनका धुंधला रूप इस बारे में सवाल उठाता है कि उनमें कितना डार्क मैटर है और वह किस तरह व्यवस्थित है। नया विश्लेषण इन सवालों से निपटने का एक अलग रास्ता उपलब्ध कराता है।

होल्म ने कहा कि यह कार्य दिखाता है कि मिल्की वे के अध्ययनों के माध्यम से विकसित किए गए उपकरण को उन आकाशगंगाओं पर लागू किया जा सकता है, जहाँ डार्क मैटर को मापना परंपरागत रूप से कहीं अधिक कठिन रहा है। पियर्सन ने कहा कि यह परिणाम अन्य आकाशगंगाओं में ऐसी ही धाराओं की खोज की संभावना पैदा करता है और अंततः अल्ट्रा-डिफ्यूज़ प्रणालियों की बड़ी आबादी में डार्क मैटर की मात्रा का आकलन करने में मदद कर सकता है।

शोधकर्ताओं ने ज़ोर दिया कि वर्तमान अध्ययन एक आकाशगंगा से संबंधित है। फिर भी, यह पुष्टि कि यह विधि मिल्की वे से परे भी काम करती है, अलग-अलग गुणों वाली आकाशगंगाओं के बीच तुलना संभव बना सकती है। ऐसी तुलनाएँ खगोलविदों को यह समझने में मदद कर सकती हैं कि पूरे ब्रह्मांड में डार्क मैटर किस तरह वितरित है और कैसे व्यवहार करता है।

आगे और खोजें

नए वेधशालाएँ जब धुंधली आकाशगंगाओं और उनके आसपास की संरचनाओं का अध्ययन करेंगी, तो ज्ञात उदाहरणों की संख्या बढ़ सकती है। Euclid Space Telescope और Nancy Grace Roman Space Telescope से ऐसे अवलोकन मिलने की उम्मीद है, जो अतिरिक्त तारकीय धाराओं का पता लगाने में मदद कर सकते हैं।

एक बड़ा नमूना शोधकर्ताओं को धारा की विशेषताओं, आकाशगंगा की संरचना और डार्क मैटर के बीच संबंधों की जाँच करने के अधिक अवसर देगा। फिलहाल, UGC9050-Dw1 में इस धारा का अवलोकन यह स्थापित करता है कि मिल्की वे के सबसे उपयोगी गुरुत्वाकर्षणीय संकेतकों में से एक को अधिक दूरियों पर और एक अलग प्रकार की आकाशगंगा में भी लागू किया जा सकता है।