ویب کے ڈیٹا سے ابتدائی کائنات میں تاریک ستاروں کے امکان کو تقویت

اسکائی ایٹ نائٹ میگزین کے مطابق، جیمز ویب اسپیس ٹیلی اسکوپ کے مشاہدات کا مطالعہ کرنے والے ماہرینِ فلکیات نے ایسے تین اجرام کی شناخت کی ہے جن کی روشنی عام ابتدائی کہکشاؤں کے بجائے تاریک ستاروں سے آ سکتی ہے۔ دستیاب طیف ابھی اتنے واضح نہیں کہ ان دونوں امکانات میں فیصلہ کیا جا سکے۔

یہ اجرام 700 ایسے ممکنہ ابتدائی کائناتی ماخذوں کے گروپ کا حصہ ہیں جن کی شناخت ویب کے 2022 کے ڈیٹا میں ہوئی تھی۔ ان میں سے صرف نو ماخذوں کے طیف اتنے دقیق ہیں کہ ان کی تفصیلی شناخت کی جا سکے۔ ان میں سے ایک کو ابتدائی کہکشاں ہونے کی تصدیق ہو چکی ہے کیونکہ اس کی روشنی میں کئی عناصر کے آثار موجود ہیں۔ مزید تین اجرام بدستور ممکنہ تاریک ستارے یا کہکشائیں ہیں، جبکہ باقی اجرام کے بارے میں دستیاب شواہد ان کی نوعیت طے کرنے کے لیے کافی نہیں۔

یہ فرق اس لیے اہم ہے کہ تاریک ستارے اس امر کی مختلف تصویر پیش کریں گے کہ پہلی بڑی ساختیں کیسے تشکیل پائیں۔ وہ اس بات کی وضاحت کا ایک راستہ بھی فراہم کر سکتے ہیں کہ کائناتی تاریخ میں انتہائی بڑے بلیک ہولز اتنی جلدی کیوں دکھائی دیتے ہیں۔

ایک مختلف نوعیت کا اولین ستارہ

تاریک ستارے اولین ستاروں کے نظری امیدوار ہیں، جو بگ بینگ کے تقریباً 200 ملین سال بعد نمودار ہوئے ہوں گے۔ عام ابتدائی ستاروں کی طرح ان کی ابتدا بھی بگ بینگ میں پیدا ہونے والی ہائیڈروجن اور ہیلیم سے ہوئی ہوگی۔ تاہم، ان کا توانائی کا منبع ابتدا میں جوہری امتزاج نہیں ہوگا۔

خیال ہے کہ یہ ستارے نوخیز پروٹو کہکشاؤں کے مراکز میں تشکیل پاتے ہیں، یعنی ان خطوں میں جہاں تاریک مادے کی مقدار خاصی زیادہ ہوتی ہے۔ جیسے ہی ہائیڈروجن گیس سکڑنا شروع کرتی، تاریک مادے کے ذرات ایک دوسرے کو فنا کر سکتے تھے۔ اس عمل سے پیدا ہونے والے فوٹونز اور دیگر ذرات گیس میں پھنس جاتے اور تاریک مادے کی توانائی تشکیل پانے والے جرم میں منتقل کرتے۔

یہ توانائی سکڑاؤ کو روک کر ستارے جیسا جسم تشکیل دے سکتی تھی۔ تاریک ستارے کا نام اس کے توانائی کے منبع کی طرف اشارہ کرتا ہے، اس کی ظاہری شکل کی طرف نہیں: یہ اجرام غیر معمولی طور پر روشن ہو سکتے تھے۔ ان کے اندرونی حصے نسبتاً ٹھنڈے ہوتے، جن کا درجۂ حرارت سورج کی سطح سے ملتا جلتا ہوتا، لیکن ان کا بے حد بڑا حجم انہیں انتہائی شدت سے چمکنے کے قابل بناتا۔

زیادہ گرم سطح سے پیدا ہونے والی بلند توانائی کی تاب کاری نہ ہونے کے باعث یہ جرم مادہ جمع کرنا جاری رکھ سکتا تھا۔ نظریاتی تاریک ستارے بالآخر سورج کی کمیت سے تقریباً ایک ملین گنا زیادہ کمیت حاصل کر سکتے تھے اور سورج کی روشنی سے تقریباً ایک ارب گنا زیادہ روشن ہو سکتے تھے۔ اس پیمانے پر ایک اکیلا تاریک ستارہ متعدد روایتی ستاروں پر مشتمل ایک نوخیز کہکشاں جتنا روشن دکھائی دے سکتا تھا۔

ان کی عمریں تاریک مادے تک رسائی پر منحصر ہوتیں۔ ایندھن کی فراہمی جاری رہنے کی صورت میں ایک تاریک ستارہ لاکھوں یا حتیٰ کہ اربوں سال تک فعال رہ سکتا تھا۔ اگر وہ تاریک مادے کے کسی کثیف ماحول سے باہر نکل جاتا تو اس کا توانائی کا منبع کمزور پڑ جاتا اور ستارہ سکڑنے اور گرم ہونے لگتا۔

ویب کا چیلنج: ستارہ یا کہکشاں؟

محققین اس خیال کو جانچنے کے لیے ستاروں اور کہکشاؤں کی روشنی کے درمیان موجود فرق استعمال کر رہے ہیں۔ ایک نوخیز کہکشاں میں بہت سے ستارے ہونے چاہییں، اس لیے اس کے طیف میں مختلف کیمیائی عناصر کی ایک وسیع range کے شواہد نظر آنے چاہییں۔ اس کے برعکس، ایک تاریک ستارہ صرف ہائیڈروجن اور ہیلیم پر مشتمل ہونا چاہیے۔

اس وقت دستیاب ریزولوشن پر دونوں اقسام کے ماخذ روشنی کے ایک نقطے کی طرح دکھائی دے سکتے ہیں۔ اصولی طور پر ایک کہکشاں اپنے ظاہری حجم یا شکل کے ذریعے مزید معلومات فراہم کر سکتی ہے، لیکن اس میں شامل بے پناہ فاصلوں کے باعث یہ کام مشکل ہے۔ چنانچہ طیف نگاری زیادہ اہم آزمائش فراہم کرتی ہے، اور ویب کے تین اہداف کے لیے موجودہ پیمائشیں ابھی کافی مضبوط نہیں۔

اسکائی ایٹ نائٹ میگزین نے اس تحقیق کے بارے میں کیتھرین فریز سے گفتگو کی، جو وائنبرگ انسٹی ٹیوٹ فار تھیوریٹیکل فزکس کی ڈائریکٹر اور یونیورسٹی آف ٹیکساس، آسٹن میں طبیعیات کی چیئر ہیں۔ فریز نظری کونیات اور فلکی ذراتی طبیعیات میں تخصص رکھتی ہیں اور تاریک ستاروں کی وضاحت پر کام کر چکی ہیں۔

دیوہیکل بلیک ہولز کے ممکنہ بیج

تاریک ستارے اولین تارکی نسل کو نوخیز کائنات میں مشاہدہ کیے جانے والے بڑے کمیت والے بلیک ہولز سے بھی جوڑ سکتے ہیں۔ جب تاریک مادے سے بھرپور ماحول کسی بہت بڑے تاریک ستارے کو مزید سہارا نہ دے سکے تو اس کا انہدام اس کی کمیت کے لحاظ سے مختلف انداز میں اختتام پذیر ہو سکتا ہے۔ ایک نسبتاً چھوٹا جرم گرم، امتزاج سے توانائی حاصل کرنے والا مرکز بنا سکتا ہے۔ تقریباً ایک ملین شمسی کمیت رکھنے والا تاریک ستارہ اس کے بجائے بلیک ہول میں منہدم ہو سکتا ہے۔

ماہرینِ فلکیات نے کائناتی تاریخ کے حیرت انگیز طور پر ابتدائی مرحلے میں ایسے بلیک ہولز دریافت کیے ہیں جن کی کمیت تقریباً ایک ارب سورجوں کے برابر ہے۔ اگر متعدد تاریک ستاروں نے تقریباً ایک ملین شمسی کمیت کے بلیک ہول بیج پیدا کیے ہوں تو یہ بیج آپس میں ضم ہو کر ممکنہ طور پر ان فوق الجسیم بلیک ہولز کو تشکیل دے سکتے تھے جو بعد کے مشاہدات میں نظر آتے ہیں۔

تاریک ستاروں کی تشریح کو جانچنے کا اگلا موقع ممکنہ طور پر کششِ ثقل کی عدسہ کاری سے بڑے دکھائی دینے والے اجرام سے مل سکتا ہے۔ جب زمین اور کسی دور دراز ماخذ کے درمیان کوئی بڑا جرم موجود ہو تو اس کی کششِ ثقل ماخذ کی روشنی کو موڑ دیتی ہے اور اسے بڑا دکھا سکتی ہے۔ قدرتی طور پر تقویت پانے والے ایسے ابتدائی کائناتی اجرام کے بہتر مشاہدات زیادہ واضح طیف فراہم کر سکتے ہیں اور یہ طے کرنا آسان بنا سکتے ہیں کہ امیدوار اجرام غیر معمولی ستارے ہیں یا نوخیز کہکشائیں۔