नासा के जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप का उपयोग करने वाले वैज्ञानिकों ने अब तक का सबसे विस्तृत और उच्चतम-रिज़ॉल्यूशन वाला डार्क मैटर मानचित्र तैयार किया है, जो अरबों वर्षों में ब्रह्मांड की संरचना को आकार देने वाले छिपे हुए गुरुत्वाकर्षण ढांचे को प्रकट करता है। सोमवार को नेचर एस्ट्रोनॉमी पत्रिका में प्रकाशित इस शोध ने कॉस्मोस-वेब सर्वेक्षण के तहत 255 घंटों में देखी गई लगभग 800,000 आकाशगंगाओं का विश्लेषण किया, जो टेलीस्कोप के वैज्ञानिक संचालन के पहले वर्ष का सबसे बड़ा अवलोकन कार्यक्रम है। परिणामी मानचित्र किसी भी पिछले डार्क मैटर मानचित्र से दोगुनी रिज़ॉल्यूशन प्रदान करता है।
अंतरराष्ट्रीय टीम, जिसकी संयुक्त रूप से डरहम विश्वविद्यालय, नासा की जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी और स्विट्जरलैंड के इकोल पॉलिटेक्निक फेडेराल डी लॉज़ेन के शोधकर्ताओं ने अगुवाई की, ने सेक्स्टान्स तारामंडल में आकाश के एक क्षेत्र का मानचित्रण किया जो पूर्ण चंद्रमा से लगभग 2.5 गुना बड़े क्षेत्र को कवर करता है। कमजोर गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग नामक तकनीक का उपयोग करते हुए, वैज्ञानिकों ने मापा कि अदृश्य द्रव्यमान की गुरुत्वाकर्षण शक्ति लगभग 250,000 दूरस्थ पृष्ठभूमि आकाशगंगाओं के प्रकाश को कैसे मोड़ती है, जिससे सूक्ष्म आकार विकृतियां उत्पन्न होती हैं जो अदृश्य पदार्थ के वितरण को प्रकट करती हैं। मानचित्र ने 8 से 10 अरब वर्ष पुरानी डार्क मैटर संरचनाओं को हल किया, जो आकाशगंगा निर्माण के लिए एक महत्वपूर्ण अवधि है।
प्रमुख लेखिका डायना स्कोन्यामिलियो, नासा की जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी में प्रेक्षण ब्रह्मांड विज्ञानी, ने कहा कि जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप ब्रह्मांड के लिए नए चश्मे पहनने जैसा है, जो पहले से कहीं अधिक तीक्ष्ण विवरण के साथ धुंधली और अधिक दूरस्थ आकाशगंगाओं को देख सकता है। उन्होंने बताया कि यह मानचित्र वेब से निर्मित सबसे बड़ा डार्क मैटर मानचित्र है और अन्य वेधशालाओं द्वारा बनाए गए किसी भी डार्क मैटर मानचित्र से दोगुना स्पष्ट है। मानचित्र ने प्रति वर्ग आर्कमिनट 129 आकाशगंगाओं के आकार को मापा, जिसमें भू-आधारित वेधशालाओं द्वारा उसी क्षेत्र के मानचित्रों की तुलना में लगभग 10 गुना अधिक आकाशगंगाएं और हबल स्पेस टेलीस्कोप की तुलना में दोगुनी आकाशगंगाएं शामिल हैं।
निष्कर्षों ने मानचित्रित क्षेत्र में आकाशगंगा समूहों और डार्क मैटर सांद्रता के बीच एक मजबूत सहसंबंध प्रकट किया। डरहम विश्वविद्यालय के प्रोफेसर रिचर्ड मैसी ने समझाया कि आज ब्रह्मांड में जहां भी सामान्य पदार्थ पाया जाता है, वहां डार्क मैटर भी मौजूद होता है। शोध ने प्रदर्शित किया कि डार्क मैटर की गुरुत्वाकर्षण शक्ति ने ब्रह्मांडीय इतिहास में सामान्य पदार्थ को अपनी ओर खींचा, प्रभावी रूप से रीढ़ की हड्डी और मूलभूत खाके के रूप में कार्य करते हुए जिस पर दृश्य आकाशगंगाएं एकत्रित हुईं।
कॉस्मोस-वेब सर्वेक्षण ने आकाश के उसी हिस्से की 255 घंटे तक जांच की, जो 2007 के एक अग्रणी अध्ययन पर आधारित है जिसने हबल स्पेस टेलीस्कोप का उपयोग करके उसी क्षेत्र का पहला विस्तृत डार्क मैटर मानचित्र तैयार किया था। वेब डेटा ने पहले अदृश्य तंतुओं, समूहों और कम घनत्व वाले क्षेत्रों को अभूतपूर्व स्पष्टता के साथ प्रकट किया। शोधकर्ताओं ने वेब की इन्फ्रारेड संवेदनशीलता का लाभ उठाकर यह सफलता हासिल की, जिसने उन्हें किसी भी पिछले उपकरण की तुलना में कहीं अधिक दूरस्थ और धुंधली आकाशगंगाओं का पता लगाने और मापने में सक्षम बनाया।
टीम नासा के आगामी नैन्सी ग्रेस रोमन स्पेस टेलीस्कोप का उपयोग करके इस कार्य को विस्तारित करने की योजना बना रही है, जिससे कॉस्मोस क्षेत्र से 4,400 गुना बड़े क्षेत्र में डार्क मैटर का मानचित्रण होने की उम्मीद है। हालांकि रोमन वेब की स्थानिक रिज़ॉल्यूशन से मेल नहीं खा पाएगा, जिसका अर्थ है कि डार्क मैटर संरचना के अधिक विस्तृत दृश्यों के लिए प्रस्तावित हैबिटेबल वर्ल्ड्स ऑब्जर्वेटरी जैसे अगली पीढ़ी के टेलीस्कोप की आवश्यकता होगी। यह अध्ययन अवलोकन योग्य ब्रह्मांड में डार्क मैटर वितरण का त्रि-आयामी मानचित्र बनाने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है।
डार्क मैटर ब्रह्मांड के कुल द्रव्यमान और ऊर्जा सामग्री का लगभग 27 प्रतिशत है, फिर भी इसे सीधे देखा नहीं जा सकता क्योंकि यह प्रकाश उत्सर्जित, अवशोषित या परावर्तित नहीं करता। इसका अस्तित्व दृश्य पदार्थ, विकिरण और ब्रह्मांड की बड़े पैमाने की संरचना पर गुरुत्वाकर्षण प्रभावों से अनुमानित किया जाता है। इसके वितरण को समझना ब्रह्मांड के 13.8 अरब वर्ष के इतिहास में आकाशगंगाओं के निर्माण और विकास को समझाने के लिए आवश्यक माना जाता है।
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