वैज्ञानिकों ने रेडशिफ्ट 4.3 पर प्रोटोक्लस्टर SPT2349-56 में गर्म इंट्राक्लस्टर गैस का प्रत्यक्ष अवलोकन किया है, यह खोज आकाशगंगा क्लस्टर निर्माण के मौजूदा सैद्धांतिक मॉडलों को चुनौती देती है। अटाकामा लार्ज मिलीमीटर/सबमिलीमीटर एरे (ALMA) का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने आकाशगंगाओं के इस शुरुआती क्लस्टर के भीतर थर्मल सुन्याएव-ज़ेल्डोविच (SZ) प्रभाव का पता लगाया, जो गर्म गैस का एक संकेत है।

हाल ही में नेचर प्रकाशन में विस्तृत अवलोकन से SPT2349-56 के मूल में लगभग 10^61 एर्ग की तापीय ऊर्जा का पता चलता है। यह ऊर्जा स्तर गुरुत्वाकर्षण बलों द्वारा अकेले उत्पादित होने की उम्मीद से लगभग दस गुना अधिक है। अध्ययन के अनुसार, इससे पता चलता है कि क्लस्टर के संयोजन में बहुत पहले पर्याप्त हीटिंग तंत्र काम कर रहे थे, संभावित रूप से इंट्राक्लस्टर माध्यम (ICM) को पूरी तरह से बनने से पहले ही गर्म कर दिया गया था।

इंट्राक्लस्टर माध्यम, जो गर्म (10^7 K) गैस से बना है, में आकाशगंगा क्लस्टरों के भीतर अधिकांश बेरियन या सामान्य पदार्थ होते हैं। ब्रह्माण्ड संबंधी सिमुलेशन ने पहले सुझाव दिया है कि ब्रह्मांड में पहले के समय में ICM का द्रव्यमान और तापमान कम होना चाहिए, क्योंकि गैस अभी भी एकत्रित और गर्म होने की प्रक्रिया में है। इस खोज से पहले, गर्म ICM का सुरक्षित पता लगाना रेडशिफ्ट 2 या उससे ऊपर के सिस्टम तक सीमित था, जिससे ICM असेंबली के समय और तंत्र के बारे में अनिश्चितता बनी हुई थी।

SPT2349-56, जो 4.3 के रेडशिफ्ट पर स्थित है, आणविक गैस का एक महत्वपूर्ण भंडार और लगभग 100 किलोपारसेक के क्षेत्र में तीन रेडियो-लाउड सक्रिय गांगेय नाभिक (AGN) की मेजबानी करता है। ये विशेषताएँ इसे प्रारंभिक क्लस्टर निर्माण के अध्ययन के लिए एक अनूठा वातावरण बनाती हैं। इस प्रोटोक्लस्टर में SZ प्रभाव का पता लगाना प्रत्यक्ष प्रमाण प्रदान करता है कि महत्वपूर्ण हीटिंग पहले की अपेक्षा बहुत पहले हो सकती है।

सुन्याएव-ज़ेल्डोविच प्रभाव एक ऐसी घटना है जहाँ ICM में गर्म इलेक्ट्रॉनों द्वारा कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड (CMB) फोटॉन प्रकीर्णित होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप CMB स्पेक्ट्रम का विरूपण होता है। इस विरूपण को मापकर, वैज्ञानिक गर्म गैस के तापमान और घनत्व का अनुमान लगा सकते हैं।

परियोजना पर काम करने वाले प्रमुख शोधकर्ताओं में से एक ने कहा, "यह खोज आकाशगंगा क्लस्टर निर्माण के शुरुआती चरणों में महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान करती है।" "इससे पता चलता है कि वर्तमान सैद्धांतिक मॉडलों को इस प्रणाली में देखी गई तीव्र हीटिंग को ध्यान में रखने के लिए संशोधित करने की आवश्यकता हो सकती है।"

इन निष्कर्षों का हमारे इस समझ पर प्रभाव पड़ता है कि प्रारंभिक ब्रह्मांड में आकाशगंगाएँ और बड़े पैमाने की संरचनाएँ कैसे बनीं। इस प्रारंभिक युग में इतने गर्म ICM की उपस्थिति से पता चलता है कि AGN से होने वाली प्रतिक्रिया प्रक्रियाओं ने आकाशगंगाओं और क्लस्टरों के विकास को विनियमित करने में पहले की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई होगी।

भविष्य के अनुसंधान अन्य उच्च-रेडशिफ्ट प्रोटोक्लस्टरों का अध्ययन करने पर ध्यान केंद्रित करेंगे ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि SPT2349-56 में देखी गई तीव्र हीटिंग एक सामान्य घटना है या एक बाहरी घटना। ICM के गुणों और गैस को गर्म करने में AGN की भूमिका की जांच के लिए ALMA और अन्य दूरबीनों के साथ आगे के अवलोकन की योजना बनाई गई है। ये अध्ययन उन जटिल प्रक्रियाओं की हमारी समझ को परिष्कृत करने में मदद करेंगे जिन्होंने आज हम जिस ब्रह्मांड को देखते हैं उसे आकार दिया।