பெருவெடிப்புக்கு 470 மில்லியன் ஆண்டுகளுக்குப் பின் எடைபோடப்பட்ட கருந்துளை

பிரபஞ்சத்துக்கு ஒரு பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கும் குறைவான வயதாக இருந்தபோதே, பில்லியன் கணக்கான சூரிய நிறைகள் கொண்ட கருந்துளைகளால் இயக்கப்படும் குவாசார்கள் இருந்தன. அவை எப்படி இவ்வளவு பெரிதாக, இவ்வளவு வேகமாக வளர்ந்தன என்பது வானியலின் திறந்த புதிர்களில் ஒன்று. அகலப்புல ஆய்வுகள் இத்தகைய நூற்றுக்கணக்கான அரக்கர்களைக் கண்டுள்ளன, ஆனால் மிகப் பிரகாசமானவற்றை மட்டுமே.

ஜேம்ஸ் வெப் விண்வெளித் தொலைநோக்கி இந்தச் சித்திரத்தை மாற்றியது. அகல உமிழ்வுக் கோடுகளைப் பிடிப்பதன் மூலம் — கருந்துளைக்கு அருகே மிக வேகமாகச் சுற்றும் வாயுவின் ஒளி, அதன் நிறமாலைக் கோடுகள் — ஒவ்வொரு தனிமமும் உமிழும் துல்லியமான நிறங்கள் — பரவிவிடுகின்றன — அது மிக மங்கலான செயல்மிகு விண்மீன் திரள் கருக்களைப் (active galactic nuclei) பார்க்க முடிகிறது; இவை மையக் கருந்துளை உணவு உட்கொள்ளும் விண்மீன் திரள்கள். இவற்றில் பல, “சிறு சிவப்புப் புள்ளிகள்” (Little Red Dots) என்று செல்லப்பெயர் பெற்ற, மிகச் சிவப்பாகத் தோன்றும் சுருக்கமான மூலங்கள்; அவற்றின் இயல்பு இன்னும் விவாதத்தில் உள்ளது.

குறுக்குவழி இல்லாத தேடல்

டோக்கியோவின் வசேதா பல்கலைக்கழகத்திலிருந்து வழிநடத்தப்பட்ட Xingyao Cai, Akio K. Inoue, Masafusa Onoue மற்றும் சக ஆய்வாளர்கள், DAWN JWST ஆவணக்காப்பகத்தின் பொது நிறமாலைகளை ஆராய்ந்தனர்: செம்பெயர்ச்சி 6 முதல் 10.3 வரை உறுதியான தொலைவுகள் கொண்ட 1,247 மூலங்கள் — z என்று எழுதப்படும் செம்பெயர்ச்சி, பிரபஞ்சத்தின் விரிவு அவற்றின் ஒளியை எவ்வளவு நீட்டியுள்ளது என்பதை அளக்கிறது: அது அதிகமாக இருந்தால், மூலம் அவ்வளவு தொலைவில் இருக்கிறது; நாம் அதை அவ்வளவு பின்னோக்கிய காலத்தில் பார்க்கிறோம். நிறம் அல்லது அளவின் அடிப்படையில் அவர்கள் முன்கூட்டியே தேர்வு செய்யவில்லை. ஒவ்வொரு நிறமாலைக்கும், அகல ஹைட்ரஜன் கோடு கொண்ட மாதிரி, அது இல்லாத மாதிரியைவிடச் சிறப்பாகப் பொருந்துகிறதா என்று கேட்டனர். 66 வேட்பாளர்கள் தேறினர்.

மிகத் தொலைவானது MoM-BL-z10 — “Mirage or Miracle” திட்டத்தில் கவனிக்கப்பட்டது — செம்பெயர்ச்சி z = 9.9837-இல், பிரபஞ்சத்துக்கு வெறும் 470 மில்லியன் ஆண்டுகள் வயதாக இருந்தபோது.

கண்ணுக்குத் தெரியும் நீல-பச்சை ஒளியாக உமிழப்படும் அதன் அகல ஹைட்ரஜன்-பீட்டா கோடு, சுமார் பதினொரு மடங்கு நீண்டு (1 + z), அகச்சிவப்புக்குள், 5.35 மைக்ரோமீட்டரில் நம்மை வந்தடைகிறது — வெப்பின் நிலையான செயலாக்கத்தின் 5.3 மைக்ரோமீட்டர் வெட்டு எல்லைக்குச் சற்று அப்பால். ஆவணக்காப்பகத்தின் தரவுக் குறைப்பு (reduction) அந்தக் கூடுதல் நிறமாலைப் பகுதியை மீட்டதால் மட்டுமே அது தெரிந்தது.

ஏழு வடிகட்டிகளில் MoM-BL-z10-இன் வெப் படங்கள் (மேலே), அதன் நிறமாலை; வலப்புறம் பொருத்தப்பட்ட அகல ஹைட்ரஜன்-பீட்டா கோடு. — படம் 1, Cai et al. (2026), arXiv:2610.28735, CC BY 4.0.

கருந்துளையை எடைபோடுதல்

அகலக் கோடு 3.87 சமிக்ஞை-இரைச்சல் விகிதத்தில் கண்டறியப்பட்டுள்ளது — ஆசிரியர்கள் முன்பே நிர்ணயித்த 3 என்ற வரம்பைவிடச் சற்றே மேல். நம்மை நோக்கி வரும் வாயுவின் ஒளி ஒரு பக்கமும், விலகிச் செல்லும் வாயுவின் ஒளி மறு பக்கமும் நகர்கிறது (டாப்ளர் விளைவு); எனவே கோட்டின் அகலம் வேகங்களின் பரவலாக அளக்கப்படுகிறது: வினாடிக்கு 3,480 கிலோமீட்டர் (பெரிய நிச்சயமின்மைகளுடன்: −950, +2,040). நியான், ஆக்சிஜன் ஆகியவற்றின் பிற கோடுகளின் விகிதங்கள், இந்த வான்பொருளைச் சாதாரண விண்மீன் உருவாக்கும் திரள்களிடையே அல்லாமல் செயல்மிகு கருக்களிடையே வைக்கின்றன.

ஒளி வரும் பகுதியின் அளவை நிர்ணயிக்கும் மூலத்தின் பிரகாசத்துடன் வாயுவின் வேகத்தை இணைப்பது ஒரு “விரியல்” நிறையைத் (virial mass) தருகிறது — செம்பெயர்ச்சி 10-இல் இத்தகைய முதல் மதிப்பீடு:

• குவாசார்களுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் நிலையான செய்முறையுடன், சுமார் 36 மில்லியன் சூரிய நிறைகள் (3.6 × 10⁷, ஏறக்குறைய 19 முதல் 94 மில்லியன் வரை); அது தனது கோட்பாட்டு அதிகபட்ச வீதமான எடிங்டன் வரம்பின் — உள்விழும் பொருளின் ஒளி வாயுவைத் தள்ளிவிட்டு கருந்துளையைப் பட்டினி போடும் உச்ச எல்லை — 11%-இல் உணவு உட்கொள்கிறது;
• சிறு சிவப்புப் புள்ளிகளுக்கு முன்மொழியப்பட்ட செய்முறையுடன், அது அந்த அதிகபட்சத்தில் உணவு உட்கொள்கிறது என்று கொண்டால், சுமார் 2.1 மில்லியன் சூரிய நிறைகள் — 17 மடங்கு குறைவு.

இந்த வான்பொருள் சுருக்கமாகத் தெரிகிறது, சிறு சிவப்புப் புள்ளிக்கு எதிர்பார்க்கப்படும் நிறங்களைக் கொண்டுள்ளது; ஆனால் தற்போதைய தரவைக் கொண்டு அதை அவ்வாறு வகைப்படுத்த ஆசிரியர்கள் மறுக்கின்றனர்.

மிகக் கனமானது, மிக முன்கூட்டியே

இத்தகைய கருந்துளை, அது காணப்படும் 470 மில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு வெகு முன்பே, செம்பெயர்ச்சி 25-இலிருந்து தொடங்கி எப்படி வளர்ந்திருக்கக்கூடும் என்பதைக் குழு பின்னோக்கித் தடம் கண்டது. ஒரு இலகு விதையிலிருந்து — 10 முதல் 100 சூரிய நிறை கொண்ட விண்மீனின் எச்சம் — 36 மில்லியன் சூரிய நிறைகளை எட்ட, சராசரி வீதம் எடிங்டன் வரம்பின் சுமார் இரு மடங்காக இருக்க வேண்டும். ஒரு வாயு மேகத்தின் நேரடிச் சரிவிலிருந்து பிறந்திருக்கக்கூடிய, 10,000 முதல் 100,000 சூரிய நிறை கொண்ட ஒரு கன விதை, வரம்பில் உணவு உட்கொண்டே அங்கே சென்றடைய முடியும். கவனிக்கப்பட்ட 11% வீதத்தில், அது இவ்வளவு பெரிதாக ஒருபோதும் வளர்ந்திருக்க முடியாது: கடந்த காலத்தில் அது வேகமாக உண்டிருக்க வேண்டும்.

சாத்தியமான வளர்ச்சி வரலாறுகள்: மஞ்சள் நட்சத்திரக் குறி (நிலையான நிறை), இலகு விதைகளுக்கு எடிங்டனைத் தாண்டிய உணவு தேவைப்படும், கன விதைகள் போதுமானவையாக இருக்கும் இடத்தில் அமைந்துள்ளது. — படம் 5, Cai et al. (2026), arXiv:2610.28735, CC BY 4.0.

வரம்பில் வளரும் விண்மீன் விதையிலிருந்து குறைந்த நிறையை எட்டுவதுகூடக் கடினமாகவே உள்ளது.

வெப்பால் செய்யக்கூடியவற்றின் விளிம்பில்

MoM-BL-z10 இப்போது அறியப்பட்டவற்றில் மிகத் தொலைவான அகலக்கோடு செயல்மிகு கரு — z = 9.29-இல் உள்ள CAPERS-LRD-z9-ஐயும் தாண்டி. செம்பெயர்ச்சி 10-க்கு அருகிலுள்ள முந்தைய இரண்டு வேட்பாளர்களான UHZ1, GN-z11 ஆகியவை உறுதியாகக் கண்டறியப்பட்ட அகலக் கோட்டை ஒருபோதும் காட்டவில்லை. இங்கே ஹைட்ரஜன் கோடு வெப்பின் நிறமாலைமானியின் விளிம்பிலேயே அமைந்திருப்பதால், மங்கலான கருந்துளைகளை இவ்வழியில் கண்டறிவதற்கு செம்பெயர்ச்சி 10 நடைமுறை வரம்புக்கு அருகில் இருக்கலாம் என்று ஆசிரியர்கள் சந்தேகிக்கின்றனர். முழுப் பட்டியலுடன் கூடிய பெரிய தேடல் தயாரிப்பில் உள்ளது.