ජාත්‍යන්තර තාරකා විද්‍යාඥයින් කණ්ඩායමක් මේ දක්වා නිරීක්ෂණය කරන ලද දුරස්ථ මන්දාකිණියේ සංකීර්ණ කාබනික අණු හඳුනා ගැනීම සඳහා විශිෂ්ට ජේම්ස් වෙබ් අභ්‍යවකාශ දුරේක්ෂය භාවිතා කර ඇත. මෙම අණු පෘථිවියේ දුම්, දුම සහ දුම් වල දක්නට ලැබෙන ඒවාට සමානකමක් දරයි.
ආලෝක වර්ෂ බිලියන 12කට වඩා ඈතින් පිහිටා ඇති, SPT0418-47 ලෙස හඳුන්වන මන්දාකිණිය විශ්වය වසර බිලියන 1.5 ක් පමණ පැරණි වන විට අප වෙත ළඟා වූ ආලෝකය විමෝචනය කරයි, එය එහි වර්තමාන වයසෙන් ආසන්න වශයෙන් 10% කි.
නේචර් සඟරාවේ ප්‍රකාශයට පත් කරන ලද මෙම සොයාගැනීම, මෙම අණු තනිකරම තරු සෑදීමට සම්බන්ධ වන බවට පෙර පැවති මතය අභියෝගයට ලක් කරයි. කාබනික අණුවල ඉහළ සාන්ද්‍රණයන් නිරීක්ෂණය කළද, පර්යේෂකයන් විසින් නව තාරකා ඉපදීමේ කිසිදු සලකුණක් අනාවරණය කර ගත්තේ නැත.
භාවිතා කරන ක්‍රමවේදය:
තාරකා විද්‍යාඥයින් ජේම්ස් වෙබ් අභ්‍යවකාශ දුරේක්ෂයේ අසාමාන්‍ය හැකියාවන් උපයෝගී කර ගත් අතර එය 2021 දෙසැම්බර් මාසයේදී දියත් කරන ලද අතර දැනට පෘථිවියේ සිට කිලෝමීටර මිලියන 1.5 ක් පමණ දුරින් පිහිටි ලක්ෂ්‍යයක් වටා කක්ෂගත වේ.
ආලෝක එකතු කිරීමේදී පෙර පැවති අභ්‍යවකාශ දුරේක්ෂ සියල්ල අභිබවා යන විශාල කැඩපතකින් සහ අදෘශ්‍යමාන අධෝරක්ත කිරණ නිරීක්ෂණය කිරීමේ උපකරණ කට්ටලයකින් සමන්විත මෙම දුරේක්ෂය දුරස්ථ මන්දාකිණි අධ්‍යයනය සඳහා සුවිශේෂී ලෙස ගැලපේ. කාබනික අණු හඳුනාගැනීම සඳහා අධෝරක්ත කිරණ විශේෂයෙන් වාසිදායක වන්නේ ඒවායේ ලාක්ෂණික සංඥා මෙම පරාසය තුළ නිකුත් වන බැවිනි.
කෙසේ වෙතත්, වෙබ් දුරේක්ෂයේ දියුණු හැකියාවන් තිබියදීත්, මෙතරම් විශාල දුරකින් මන්දාකිනියක් නිරීක්ෂණය කිරීම බලවත් කාර්යයකි. ක්‍රියාවලියට ආධාර කිරීම සඳහා, පර්යේෂකයන් ගුරුත්වාකර්ෂණ කාචය ප්‍රාග්ධනය කර ගත් අතර, මන්දාකිණියක් හෝ මන්දාකිණි පොකුරක් වැනි දැවැන්ත වස්තුවක් වටා ඇති අවකාශ කාලය එහි පිටුපසින් ඇති වන ආලෝකය සඳහා විශාලන වීදුරුවක් ලෙස ක්‍රියා කරන ස්වාභාවික සංසිද්ධියක් වේ.
මෙම අවස්ථාවෙහිදී, SPT0418-47 හි ආලෝකය අපෙන් ආලෝක වර්ෂ බිලියන 3 ක් පමණ දුරින් පිහිටි පෙරබිම් මන්දාකිණියක් මගින් විකෘති කර විශාලනය කරන ලදී. එහි ප්‍රතිඵලයක් වශයෙන්, අයින්ස්ටයින් වළල්ලක් - වළල්ලක හැඩැති පසුබිම් මන්දාකිනියේ රූපයක් - නිර්මාණය විය.
ප්රධාන සොයාගැනීම්:
පර්යේෂකයන් SPT0418-47 හි අධෝරක්ත වර්ණාවලි ඉතා සූක්ෂම ලෙස විශ්ලේෂණය කර, වළලු ව්‍යුහයන් තුළ සකස් කර ඇති කාබන් සහ හයිඩ්‍රජන් පරමාණු වලින් සමන්විත විශාල කාබනික අණු බහු චක්‍රීය ඇරෝමැටික හයිඩ්‍රොකාබන (PAHs) තිබීම සාර්ථකව හඳුනාගෙන ඇත. PAHs පෘථිවියේ බහුලව පවතින අතර පොසිල ඉන්ධන හෝ ජෛව ස්කන්ධ අසම්පූර්ණ දහනය හරහා ජනනය වේ. ඒවා අභ්‍යවකාශයේ ද සුලභ වන අතර නිතර දූවිලි ධාන්ය වලට සම්බන්ධ වේ.
මන්දාකිණිවල පරිණාමය අවබෝධ කර ගැනීමේදී PAHs තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි, මන්ද ඒවා අන්තර් තාරකා වායුවේ සිසිලනය සහ තාපනයට බලපෑම් කරන අතර තාරකා සහ ග්‍රහලෝක සෑදීමට බලපෑම් කරයි.
පෙර අධ්‍යයනයන් තරුණ තරු මගින් නිකුත් කරන පාරජම්බුල කිරණ මගින් ඒවා නිර්මාණය වීම නිසා නව තරු නිර්මාණය වන ප්‍රදේශ සමඟ PAHs සම්බන්ධ කර ඇති අතර, පර්යේෂකයන් SPT0418-47 හි වෙනස් දර්ශනයක් සොයා ගත්හ. ඔවුන් තරු සෑදීමේ ක්‍රියාකාරකම් වලින් තොර ප්‍රදේශ වල PAHs අනාවරණය කර ගත් අතර අනෙක් අතට.
මෙම කුතුහලය දනවන සොයාගැනීමෙන් පෙනී යන්නේ, සුපර්නෝවා පිපිරුම් හෝ ගැටෙන වායු වලාකුළු වලින් ඇති වන කම්පන වැනි විකල්ප මූලාශ්‍ර හෝ යාන්ත්‍රණයන් මුල් විශ්වයේ PAHs නිෂ්පාදනය සඳහා වගකිව හැකි බවයි.
සොයාගැනීමේ වැදගත්කම:
මෙතරම් විශාල දුරකින් පිහිටා ඇති මන්දාකිණියක PAHs හඳුනාගැනීමෙන් පෙන්නුම් කරන්නේ විශ්වය එහි වර්තමාන වයසෙන් 10% ට වඩා අඩු වූ විට සංකීර්ණ කාබනික රසායන විද්‍යාව දැනටමත් ක්‍රියාත්මක වෙමින් පැවති බවයි.
එපමණක් නොව, මන්දාකිණි තුළ මෙම අණු සෑදී විසිරී යන ආකාරය මෙන්ම මන්දාකිණි පරිණාමය කෙරෙහි ඒවායේ බලපෑම පිළිබඳ අපගේ පවතින අවබෝධයට මෙම සොයාගැනීම අභියෝග කරයි.
පර්යේෂකයන් අදහස් කරන්නේ ජේම්ස් වෙබ් අභ්‍යවකාශ දුරේක්ෂය භාවිතා කරමින් ඊටත් වඩා දුරස්ථ මන්දාකිණි අධ්‍යයනය කරමින් ඒවායේ රසායනික විවිධත්වය සහ ඉතිහාසය පිළිබඳව සොයා බැලීමයි.
මීට අමතරව, ඔවුන්ගේ අනාගත විමර්ශනවල අරමුණ වන්නේ ජලය සහ කාබන් මොනොක්සයිඩ් ඇතුළු අනෙකුත් අණු වර්ග හඳුනා ගැනීමයි, එමඟින් මෙම පුරාණ විශ්ව ව්‍යුහයන් තුළ භෞතික තත්ත්වයන් සහ ක්‍රියාවලීන් පිළිබඳ වටිනා අවබෝධයක් ලබා දිය හැකිය.
An international team of astronomers has utilized the remarkable James Webb Space Telescope to identify complex organic molecules in the farthest observed galaxy to date. These molecules bear a resemblance to the ones found in smoke, soot, and smog on Earth.
Located over 12 billion light-years away, the galaxy known as SPT0418-47 emits light that reached us when the universe was merely 1.5 billion years old, accounting for approximately 10% of its current age.
Published in the journal Nature, this discovery challenges the previous notion that these molecules are exclusively linked to star formation. Despite observing high concentrations of organic molecules, the researchers detected no signs of new stars being born.
Methodology Employed:
The astronomers leveraged the extraordinary capabilities of the James Webb Space Telescope, which was launched in December 2021 and currently orbits a point approximately 1.5 million kilometers from Earth.
Featuring a large mirror that outperforms all previous space telescopes in light collection and a suite of instruments for observing invisible infrared light, the telescope is exceptionally suited for studying remote galaxies. Infrared light is particularly advantageous for detecting organic molecules as their characteristic signals are emitted in this range.
However, observing a galaxy at such a tremendous distance is a formidable task, even with the advanced capabilities of the Webb telescope. To aid in the process, the researchers capitalized on gravitational lensing, a natural phenomenon where the space-time around a massive object, such as a galaxy or a cluster of galaxies, acts as a magnifying glass for the light originating from behind it.
In this case, the light from SPT0418-47 was distorted and magnified by a foreground galaxy positioned about 3 billion light-years away from us. As a result, an Einstein ring—an image of the background galaxy shaped like a ring—was formed.
Key Findings:
The researchers meticulously analyzed the infrared spectra of SPT0418-47 and successfully identified the presence of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), large organic molecules composed of carbon and hydrogen atoms arranged in ring structures. PAHs are abundant on Earth and are generated through the incomplete combustion of fossil fuels or biomass. They are also common in space, frequently attached to dust grains.
PAHs play a crucial role in comprehending the evolution of galaxies as they impact the cooling and heating of interstellar gas and influence the formation of stars and planets.
While previous studies have associated PAHs with regions where new stars are forming due to their creation by the ultraviolet radiation emitted by young stars, the researchers discovered a different scenario in SPT0418-47. They detected PAHs in areas devoid of star formation activity and vice versa.
This intriguing finding suggests that alternative sources or mechanisms, such as supernova explosions or shocks from colliding gas clouds, could be responsible for the production of PAHs in the early universe.
Significance of the Discovery:
The detection of PAHs in a galaxy located at such an immense distance indicates that complex organic chemistry was already underway when the universe was less than 10% of its present age.
Moreover, this discovery challenges our existing understanding of how these molecules form and disperse in galaxies, as well as their influence on galactic evolution.
The researchers intend to employ the James Webb Space Telescope to study even more distant galaxies, delving into their chemical diversity and history.
Additionally, their future investigations aim to identify other types of molecules, including water and carbon monoxide, which may provide valuable insights into the physical conditions and processes within these ancient cosmic structures.
