वैज्ञानिकों ने रेडशिफ्ट 4.3 पर प्रोटोक्लस्टर SPT2349-56 में गर्म इंट्राक्लस्टर गैस का प्रत्यक्ष अवलोकन किया है, एक ऐसा निष्कर्ष जो आकाशगंगा क्लस्टर गठन के मौजूदा सैद्धांतिक मॉडलों को चुनौती देता है। अटाकामा लार्ज मिलीमीटर/सबमिलीमीटर एरे (ALMA) का उपयोग करते हुए, अनुसंधान दल ने थर्मल सुन्यायेव-ज़ेल्डोविच (SZ) प्रभाव का पता लगाया, एक ऐसी घटना जहाँ ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि फोटॉन इंट्राक्लस्टर माध्यम (ICM) में गर्म इलेक्ट्रॉनों द्वारा प्रकीर्णित होते हैं। नेचर पत्रिका में प्रकाशित यह अवलोकन, SPT2349-56 के केंद्र में पर्याप्त मात्रा में गर्म गैस, लगभग 10^61 एर्ग थर्मल ऊर्जा की उपस्थिति का संकेत देता है।

यह खोज आकाशगंगा क्लस्टर असेंबली के शुरुआती चरणों में महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान करती है। आकाशगंगा क्लस्टर, ब्रह्मांड में सबसे बड़ी गुरुत्वाकर्षण रूप से बंधी संरचनाएं हैं, जिनमें बड़ी मात्रा में गर्म गैस होती है, जिसे ICM के रूप में जाना जाता है, जो क्लस्टर के बेरियोनिक द्रव्यमान का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। ब्रह्माण्ड संबंधी सिमुलेशन ने सुझाव दिया है कि ICM का द्रव्यमान और तापमान पहले के समय में कम होना चाहिए, क्योंकि गैस अभी भी एकत्रित और गर्म होने की प्रक्रिया में है। हालांकि, इतनी शुरुआती अवधि (z=4.3) में गर्म ICM का अवलोकन बताता है कि महत्वपूर्ण हीटिंग तंत्र पहले की अपेक्षा बहुत पहले से ही काम कर रहे थे।

शोधकर्ताओं ने अपनी नेचर प्रकाशन में कहा, "यह माप गुरुत्वाकर्षण की तुलना में लगभग 10 गुना अधिक थर्मल ऊर्जा का तात्पर्य करता है," SPT2349-56 में ICM की अप्रत्याशित ऊर्जा सामग्री पर प्रकाश डालते हुए। प्रोटोक्लस्टर, जो लगभग 12 बिलियन प्रकाश वर्ष दूर स्थित है, आणविक गैस का एक बड़ा भंडार और लगभग 100 किलोपारसेक के अपेक्षाकृत छोटे क्षेत्र के भीतर तीन रेडियो-लाउड सक्रिय गांगेय नाभिक (AGN) भी रखता है। ये AGN शक्तिशाली बहिर्वाह और विकिरण के माध्यम से ICM के हीटिंग में योगदान कर सकते हैं।

सुन्यायेव-ज़ेल्डोविच प्रभाव, इस खोज की कुंजी, आकाशगंगा क्लस्टर में गर्म गैस का पता लगाने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण है। यह ICM में गर्म इलेक्ट्रॉनों द्वारा ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि (CMB) फोटॉनों के व्युत्क्रम कॉम्पटन प्रकीर्णन से उत्पन्न होता है। यह प्रकीर्णन CMB स्पेक्ट्रम में थोड़ी विकृति का कारण बनता है, जिसे ALMA जैसे संवेदनशील रेडियो दूरबीनों द्वारा पता लगाया जा सकता है। SZ प्रभाव की शक्ति सीधे ICM के थर्मल दबाव से संबंधित है, जो इसके तापमान और घनत्व का माप प्रदान करती है।

इस खोज के निहितार्थ आकाशगंगा क्लस्टर के गठन और विकास को नियंत्रित करने वाली प्रक्रियाओं की हमारी समझ तक विस्तारित हैं। गर्म ICM की प्रारंभिक उपस्थिति बताती है कि AGN से प्राप्त होने वाले फीडबैक तंत्र, गैस को गर्म करने में पहले की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं। ये फीडबैक प्रक्रियाएं क्लस्टर के भीतर स्टार गठन को विनियमित कर सकती हैं और ब्रह्मांड में पदार्थ के समग्र वितरण को प्रभावित कर सकती हैं।

भविष्य के अनुसंधान अन्य उच्च-रेडशिफ्ट प्रोटोक्लस्टरों का अध्ययन करने पर ध्यान केंद्रित करेंगे ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि ICM का प्रारंभिक हीटिंग एक सामान्य घटना है या SPT2349-56 के लिए अद्वितीय है। ALMA और अन्य दूरबीनों के साथ आगे के अवलोकन इन प्रणालियों में ICM के गुणों को चिह्नित करने और हीटिंग के स्रोतों की पहचान करने में मदद करेंगे। ये अध्ययन ब्रह्माण्ड संबंधी सिमुलेशन पर मूल्यवान बाधाएं प्रदान करेंगे और प्रारंभिक ब्रह्मांड में गुरुत्वाकर्षण, गैस गतिशीलता और फीडबैक प्रक्रियाओं के बीच जटिल अंतःक्रिया की हमारी समझ को परिष्कृत करने में मदद करेंगे।