अर्बौँ प्रकाश वर्ष टाढाबाट हाइड्रोजनको दुर्लभ रेडियो सङ्केत

२५ भदौ, काठमाडौं । खगोलविद्हरूले अर्बौँ प्रकाश वर्ष टाढा रहेको हाइड्रोजन ग्यासबाट एउटा अत्यन्तै धमिलो रेडियो सङ्केत प्रत्यक्ष रूपमा फेला पारेका छन्। यो सफलताले ब्रह्माण्डको विशाल संरचनाको नक्साङ्कन गर्ने एउटा नयाँ र आशाजनक विधि देखाएको छ।

म्यानचेस्टर विश्वविद्यालय र युनिभर्सिटी अफ द वेस्टर्न केपका अनुसन्धानकर्ताहरूको नेतृत्वमा रहेको अन्तर्राष्ट्रिय टोलीले दक्षिण अफ्रिकाको म्यारक्याट रेडियो टेलिस्कोपको प्रयोग गरेको थियो। टोलीले ब्रह्माण्ड अहिलेभन्दा अर्बौँ वर्ष कान्छो हुँदाको समयको न्युट्रल हाइड्रोजन उत्सर्जन मापन गरेको हो।

यो अनुसन्धान द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्समा प्रकाशित भएको छ। यस नतिजाले हाइड्रोजन इन्टेन्सिटी म्यापिङ  प्रविधिको बढ्दो क्षमतालाई उजागर गरेको छ। यो प्रविधिले प्रत्येक ग्यालेक्सीलाई छुट्टाछुट्टै पहिचान गर्ने पुराना विधिहरूभन्दा निकै छिटो र प्रभावकारी रूपमा अन्तरिक्षका विशाल क्षेत्रहरूको सर्भे गर्छ।

न्युट्रल हाइड्रोजनले प्राकृतिक रूपमा २१ सेन्टिमिटर लाइन भनिने धेरै कमजोर रेडियो उत्सर्जन गर्छ। ब्रह्माण्ड विस्तार भइरहेकाले यो सङ्केत अन्तरिक्षमा यात्रा गर्दा लामो वेभलेन्थमा परिणत हुन्छ। त्यो बदलाव मापन गरेर खगोलविद्हरूले ब्रह्माण्डको इतिहासका विभिन्न कालखण्डका हाइड्रोजनको अध्ययन गर्न सक्छन्।

हाइड्रोजन इन्टेन्सिटी म्यापिङले परम्परागत ग्यालेक्सी सर्भेभन्दा फरक तरिकाले यो सङ्केतको फाइदा उठाउँछ। खगोलविद्हरूले एक पटकमा एउटा ग्यालेक्सी पहिचान गर्नुको सट्टा धेरै ग्यालेक्सीहरूमा रहेको हाइड्रोजनको संयुक्त रेडियो चमक डिटेक्ट गर्छन्।

यो पहुँचले अन्तरिक्षको विशाल भागको परीक्षण गर्न र ब्रह्माण्डभरि पदार्थ कसरी फैलिएको छ भन्ने कुराको त्रि-आयामी दृश्य निर्माण गर्न सम्भव बनाउँछ।

यी दूरीहरूमा हाइड्रोजनको अघिल्ला विश्वसनीय मापनहरूका लागि सामान्यतया रेडियो टेलिस्कोपको अवलोकनलाई अप्टिकल ग्यालेक्सी सर्भेको डेटासँग मिलाउनुपर्ने हुन्थ्यो। यस पटक भने अनुसन्धानकर्ताहरूले म्यारक्याट रेडियो अवलोकनको मात्र प्रयोग गरेर हाइड्रोजन इन्टेन्सिटी म्यापिङ सङ्केत प्रत्यक्ष रूपमा पहिचान गर्न सफल भए।

अनुसन्धानकर्ताहरूले म्यारक्याटका लगभग ९६ घण्टाका अवलोकनहरूको परीक्षण गरे। उनीहरूले ब्रह्माण्डको इतिहासका दुई फरक समयका सङ्केतहरू फेला पारे। ती उत्सर्जनहरू पृथ्वीमा आइपुग्न करिब चार देखि पाँच अर्ब वर्ष लागेको थियो।

यी मापनहरूले टोलीलाई धेरै मिलियन प्रकाश वर्षको दूरीसम्म हाइड्रोजनको अध्ययन गर्न मद्दत गरे। यो दूरी लगभग हाम्रो मिल्की वे र छिमेकी एन्ड्रोमेडा ग्यालेक्सी बीचको दूरी जस्तै हो।

अध्ययनका प्रमुख लेखक डा. सौरभ पोलले भने, “यो धेरै रोमाञ्चक कोसेढुङ्गा हो।” उनले थपे, “हाइड्रोजन इन्टेन्सिटी म्यापिङलाई लामो समयदेखि ब्रह्माण्डको कुशलतापूर्वक नक्साङ्कन गर्ने आशाजनक उपायको रूपमा हेरिएको थियो, तर यो सङ्केत अत्यन्तै धमिलो छ र अगाडिका अन्य उत्सर्जन, मानव निर्मित रेडियो फ्रिक्वेन्सीका हस्तक्षेप र उपकरणका प्रभावहरूबाट यसलाई छुट्ट्याउन गाह्रो छ। म्यारक्याटबाट यसलाई प्रत्यक्ष डिटेक्ट गर्नुले यो प्रविधि कस्मोलजीका लागि एउटा व्यावहारिक औजार बनिरहेको देखाउँछ।”

यति कमजोर सङ्केत निकाल्नका लागि अनुसन्धानकर्ताहरूले मापनलाई बिगार्न सक्ने हस्तक्षेपका धेरै स्रोतहरूको ध्यानपूर्वक हिसाब गर्नुपरेको थियो।

प्रोफेसर सेन्टोसले थपे, “यो डेटा विश्लेषणको एउटा चुनौतीपूर्ण प्रक्रिया थियो, जसका लागि यस्तो धमिलो मापनलाई असर गर्न सक्ने प्रदूषणका धेरै स्रोतहरूको विस्तृत समझ आवश्यक थियो।”

उनले भने, “यो विशेष रूपमा उल्लेखनीय छ कि यस अध्ययनमा प्रयोग गरिएको डेटा सन् २०१८ मा लिइएको थियो, जब म्यारक्याटले भर्खरै वैज्ञानिक सञ्चालन सुरु गरेको थियो। अहिले यो विधिबाट अध्ययन गर्न बाँकी म्यारक्याट डेटाको ठूलो भण्डार उपलब्ध छ।”

अनुसन्धानकर्ताहरूका अनुसार यस नतिजाले कस्मोलोजिकल दूरीहरूमा न्युट्रल हाइड्रोजन मापन गर्न नयाँ अवसरहरू सिर्जना गर्छ। यसले ब्रह्माण्डको इतिहासभरि ग्यालेक्सीहरू कसरी बने र परिवर्तन भए भनेर अनुसन्धान गर्न मद्दत गर्छ।

अध्ययनका सह-लेखक डा. झाओटिङ चेनले भने, “ग्यालेक्सीहरू कसरी बन्छन् र विकसित हुन्छन् भनेर बुझ्नका लागि न्युट्रल हाइड्रोजन एउटा मुख्य तत्व हो।”

डा. चेनले अगाडि भने, “इन्टेन्सिटी म्यापिङको मद्दतले हामीले प्रत्येक व्यक्तिगत ग्यालेक्सी डिटेक्ट गर्नुपर्दैन। यसको सट्टा, हामी विशाल कस्मिक भोल्युमहरूमा हाइड्रोजनबाट आउने सामूहिक सङ्केत मापन गर्न सक्छौँ, जसले हामीलाई ग्यालेक्सीको विकास र ब्रह्माण्डको पदार्थ वितरण दुवै अध्ययन गर्ने नयाँ तरिका दिन्छ।”

यो सफल डिटेक्सनको आगामी कस्मोलोजिकल सर्भेहरूका लागि पनि ठूलो महत्त्व हुन सक्छ। हाइड्रोजन इन्टेन्सिटी म्यापिङ ‘स्क्वायर किलोमिटर एरे अब्जर्भेटरी’ (एसकेएओ) का लागि एउटा महत्त्वपूर्ण वैज्ञानिक केन्द्रबिन्दु बन्ने अपेक्षा गरिएको छ। म्यारक्याटले त्यो सुविधाका लागि एउटा प्रिकर्सर टेलिस्कोपको रूपमा काम गर्छ।

म्यानचेस्टर विश्वविद्यालयकी अध्ययन सह-लेखक प्रोफेसर लरा वोल्जले भनिन्, “म्यारक्याटले कस्मोलजीका लागि नयाँ ढोकाहरू खोल्न जारी राखेको छ। यो सङ्केत सुरुमा हाइड्रोजन इन्टेन्सिटी म्यापिङका लागि डिजाइन नगरिएका अवलोकनहरूबाट निकाल्न सकिनु धेरै उत्साहजनक छ। यसले म्यारक्याट डेटाको ठूलो वैज्ञानिक मूल्य देखाउँछ र एसकेएओ सँग भविष्यमा हुने अवलोकनहरूको बाटो देखाउँछ।”

भविष्यका अध्ययनहरूले आकाशका ठूला भागहरूलाई लामो समयसम्म अवलोकन गर्नेछन्। यसले खगोलविद्हरूलाई अझ बढी शुद्धताका साथ न्युट्रल हाइड्रोजनको नक्साङ्कन गर्न मद्दत गर्नेछ।

ती अवलोकनहरूले ग्यालेक्सीहरू कसरी विकसित भए भनेर बुझ्न, डार्क म्याटरले कस्मिक वेबलाई कसरी प्रभाव पार्छ भनेर निर्धारण गर्न र अर्बौँ वर्षहरूमा ब्रह्माण्ड कसरी परिवर्तन भयो भनेर पुनः संरचना गर्न मद्दत गर्न सक्छन्।