Cosmos · · 4 min read
JWST کے طیفی مشاہدات سے ابتدائی کہکشاؤں میں آکسیجن، کاربن اور نائٹروجن کی پیمائش
JWST کے ذریعے نو کہکشاؤں کے مطالعے میں براہِ راست درجۂ حرارت کی پیمائشیں استعمال کرتے ہوئے 6.0 سے 8.3 تک ریڈ شفٹ رکھنے والے ستارہ ساز نظاموں میں کیمیائی abundances کا جائزہ لیا گیا۔
نو دور دراز ستارہ ساز کہکشاؤں کے ایک مجموعے نے اپنی کیمیائی ساخت کی غیر معمولی طور پر براہِ راست پیمائشیں فراہم کی ہیں، جب ماہرینِ فلکیات نے ہر شے میں درجۂ حرارت سے حساس مدھم اخراجی لکیر کا سراغ لگایا۔ یہ نتائج جیمز ویب اسپیس ٹیلی اسکوپ کے Near-Infrared Spectrograph، یا NIRSpec، کے ذریعے GOODS-North میدان میں کیے گئے انتہائی گہرے مشاہدات سے حاصل ہوئے ہیں۔
یہ مطالعہ، جس کی رپورٹ astrobiology.com نے دی ہے، 6.0 اور 8.3 کے درمیان ریڈ شفٹ رکھنے والی کہکشاؤں پر مبنی ہے۔ ان کہکشاؤں کا انتخاب Origins of Metal Enrichment in Galaxies at cosmic dAwn، جسے OMEGA سروے کہا جاتا ہے، سے کیا گیا تھا۔ محققین نے NIRSpec کے دو آلاتی ترتیبات سے حاصل شدہ مشاہدات کو یکجا کیا تاکہ کہکشاؤں کے اپنے سکون کے فریم میں بالائے بنفشی اور بصری روشنی سے مطابقت رکھنے والی طولِ موجوں کا احاطہ کیا جا سکے۔
ان کا تجزیہ ایک ابتدائی مطالعے کے طور پر پیش کیا گیا ہے اور Monthly Notices of the Royal Astronomical Society کو جمع کرایا گیا ہے۔ یہ مقالہ Raunaq Singh Rai اور ان کے ساتھیوں نے 28 September 2026 کو arXiv پر شائع کیا۔
آکسیجن کی کثرت تک براہِ راست رسائی
اہم مشاہدہ تمام نو کہکشاؤں میں auroral [O III] λ4363 لکیر کا سراغ ملنا تھا۔ اس کمزور خصوصیت کو آئن زدہ گیس کا درجۂ حرارت معلوم کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ جب یہ درجۂ حرارت معلوم ہو جائیں تو محققین مضبوط اخراجی لکیروں کے درمیان تعلقات پر بنیادی انحصار کرنے کے بجائے براہِ راست آکسیجن کی کثرت کا حساب لگا سکتے ہیں۔
اس نمونے کے لیے حاصل شدہ 12 + log(O/H) کی قدریں 7.14 سے 8.18 تک ہیں۔ یہاں آکسیجن کی کثرت کو کہکشاؤں میں بھاری عناصر سے افزودگی کی مقدار کے پیمانے کے طور پر استعمال کیا گیا ہے۔ محققین کے مطابق براہِ راست طریقہ اس لیے اہم ہے کہ ان ریڈ شفٹوں پر ہونے والے مطالعات میں مضبوط لکیر کی calibration سب سے بڑی نظامی غیر یقینی صورتیں پیدا کر سکتی ہے۔
یہ مشاہدات اس لیے بھی خاص طور پر قیمتی تھے کہ انہوں نے سکون کے فریم میں بالائے بنفشی سے بصری حصے تک مسلسل احاطہ فراہم کیا۔ اس حد میں وہ اخراجی خصوصیات موجود ہیں جو نہ صرف آکسیجن کی پیمائش بلکہ دیگر عناصر کی طبعی حالتوں اور نسبتی کثرتوں کے جائزے کے لیے بھی درکار ہیں۔
کاربن اور نائٹروجن زیادہ مفصل تصویر پیش کرتے ہیں
آکسیجن کی پیمائشیں حاصل ہونے کے بعد ٹیم نے ان کا موازنہ کاربن بہ نسبت آکسیجن اور نائٹروجن بہ نسبت آکسیجن کے تناسبوں سے کیا۔ ان موازنوں کا مقصد یہ دکھانا ہے کہ انتہائی ابتدائی کہکشاؤں میں کیمیائی آمیزہ ان کی مجموعی آکسیجن افزودگی سے کس طرح وابستہ ہے۔
جب کاربن بہ نسبت آکسیجن کے تناسب کا موازنہ آکسیجن کی کثرت سے کیا جاتا ہے تو یہ کہکشائیں قریبی نظاموں میں نظر آنے والے رجحان کی پیروی کرتی ہیں۔ محققین اس نتیجے کو اپنے نمونے میں مضبوط قرار دیتے ہیں، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ ان دونوں مقداروں کے درمیان تعلق 6.0 سے 8.3 تک کی ریڈ شفٹ رکھنے والی کہکشاؤں میں پہلے ہی نمایاں ہے۔
نائٹروجن کے نتائج اتنے سیدھے نہیں ہیں۔ حاصل کردہ نائٹروجن بہ نسبت آکسیجن کا تناسب اس بات کے مطابق بدل جاتا ہے کہ نائٹروجن کا کون سا اشاریہ استعمال کیا جائے۔ متعلقہ پیمائشیں بالائے بنفشی N IV] یا N III] لکیروں، یا بصری [N II] لکیر سے حاصل ہوتی ہیں۔ اس لیے مطالعہ اس بات کی اہمیت اجاگر کرتا ہے کہ اس دور کی کہکشاؤں میں نائٹروجن کی تشریح کرتے وقت کون سا تشخیصی اشاریہ منتخب کیا گیا ہے۔
یہ فرق مشاہدات کے درمیان موازنوں کے لیے اہم ہے: مختلف طولِ موج کی حدود ایک ہی کثرتی تناسب کے ناقابلِ تبادلہ تخمینے فراہم کر سکتی ہیں۔ یہ نتیجہ بالائے بنفشی پیمائشوں کی افادیت ختم نہیں کرتا، بلکہ ظاہر کرتا ہے کہ نائٹروجن سے متعلق نتائج میں استعمال کی جانے والی مخصوص اخراجی لکیر کو مدنظر رکھنا ضروری ہے۔
ابتدائی نمونے سے وسیع تر سروے تک
یہ مشاہدات دکھاتے ہیں کہ جب انفرادی بلند ریڈ شفٹ والی کہکشاؤں کے لیے بالائے بنفشی اور بصری تشخیصی اشاریوں کو یکجا کیا جائے تو انتہائی گہری NIRSpec طیف نگاری کیا کچھ حاصل کر سکتی ہے۔ اس چھوٹے نمونے کے ہر رکن میں [O III] λ4363 کا سراغ ملنے سے محققین الیکٹران کے درجۂ حرارت معلوم کرنے اور آکسیجن کی کثرت حاصل کرنے میں کامیاب ہوئے، بغیر اس کے کہ مضبوط لکیر کی calibrations کو تجزیے کی بنیاد بنایا جاتا۔
مصنفین اس کام کو وسیع تر آبادی کی حتمی وضاحت کے بجائے ایک مظاہرے کے طور پر پیش کرتے ہیں۔ ان کی اگلی ضرورت 6 اور اس سے زیادہ ریڈ شفٹ رکھنے والی کہکشاؤں کا ایک شماریاتی نمونہ ہے۔ یہ جاننے کے لیے کہ یہ نو نظام کس حد تک نمائندہ ہیں، اور ابتدائی ستارہ ساز کہکشاؤں میں سحابی خصوصیات کی حد کا نقشہ بنانے کے لیے ایک بڑے مجموعے کی ضرورت ہو گی۔
فی الحال، یہ مطالعہ کائناتی صبح کے دوران موجود کہکشاؤں کے ایک چھوٹے گروہ کا تفصیلی کیمیائی منظر پیش کرتا ہے۔ یہ یہ بھی دکھاتا ہے کہ سکون کے فریم میں بالائے بنفشی اور بصری طیف نگاری کو یکجا کرنے سے آکسیجن کے ذریعے مجموعی افزودگی کی سطح، اور اس کے مقابلے میں کاربن اور نائٹروجن کے زیادہ مخصوص رویے، دونوں سامنے آ سکتے ہیں۔