दक्षिण अफ्रीकी टेलीस्कोप ने प्रारंभिक ब्रह्मांड से रिकॉर्ड तोड़ संकेत का पता लगाया
South African telescope detects record-breaking signal from the early universe
Scientists have discovered the most distant hydroxyl megamaser ever detected. This is a natural space laser.
वैज्ञानिकों ने अब तक खोजा गया सबसे दूर का हाइड्रॉक्सिल मेगामेज़र खोज निकाला है। यह एक प्राकृतिक अंतरिक्ष लेजर है।
Astronomers using the MeerKAT radio telescope in South Africa have discovered the most distant hydroxyl megamaser ever detected, opening a new radio astronomy frontier. A hydroxyl megamaser is a natural space laser, and this one is located in a violently merging galaxy more than 8 billion light-years away.
खगोलविदों ने दक्षिण अफ्रीका में मीरकाट रेडियो टेलीस्कोप का उपयोग करते हुए अब तक पता चला सबसे दूर के हाइड्रॉक्सिल मेगामेज़र की खोज की है, जिससे एक नई रेडियो खगोल विज्ञान सीमा खुली है। हाइड्रॉक्सिल मेगामेज़र एक प्राकृतिक अंतरिक्ष लेजर होता है, और यह वाला 8 अरब प्रकाश-वर्ष से अधिक दूरी पर स्थित एक हिंसक रूप से विलय करने वाली आकाशगंगा में है।
We spoke to the astronomers, Thato Manamela, a postdoctoral researcher at the University of Pretoria, and Roger Deane, director of the Inter-University Institute for Data Intensive Astronomy and a professor at the universities of Cape Town and Pretoria, about their study.
हमने खगोलविदों—थैटो मनामेला, जो प्रेतोरिया विश्वविद्यालय में एक पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता हैं, और रोजर डीन से बात की। रोजर डीन इंटर-यूनिवर्सिटी इंस्टीट्यूट फॉर डेटा इंटेंसिव एस्ट्रोनॉमी के निदेशक हैं और केप टाउन तथा प्रेतोरिया के विश्वविद्यालयों में प्रोफेसर हैं। हमने उनसे उनके अध्ययन के बारे में बात की।
What you’ve found has been described as a ‘new frontier’ in space research. Why is it extraordinary?
आपके द्वारा खोजा गया यह स्थान अंतरिक्ष अनुसंधान में एक ‘नए मोर्चे’ के रूप में वर्णित किया गया है। यह इतना असाधारण क्यों है?
This discovery is extraordinary because of the record distance at which we’ve detected it, over eight billion light-years away. That places it deep into the early universe. This means that we aren’t seeing the galaxy as it exists today. We are seeing it as it was 8 billion years ago. Since the Big Bang happened about 13.8 billion years ago, we are looking at a “toddler” version of the universe. At that stage where the maser signal was transmitted by the host galaxy, galaxies were much more “chaotic”, they collided more often and were much more active than the stable, mature galaxies we see nearby today.
यह खोज इसलिए असाधारण है क्योंकि हमने इसे रिकॉर्ड दूरी पर, आठ अरब प्रकाश-वर्ष से अधिक दूर, पता लगाया है। यह हमें प्रारंभिक ब्रह्मांड की गहराई में ले जाता है। इसका मतलब है कि हम आकाशगंगा को उस तरह नहीं देख रहे हैं जैसा कि यह आज मौजूद है। हम इसे वैसा देख रहे हैं जैसा यह 8 अरब साल पहले थी। चूंकि बिग बैंग लगभग 13.8 अरब साल पहले हुआ था, इसलिए हम ब्रह्मांड का एक “शिशु” संस्करण देख रहे हैं। उस चरण में जब मेजबान आकाशगंगा द्वारा मेसर सिग्नल प्रसारित किया गया था, तब आकाशगंगाएँ बहुत अधिक “अराजक” थीं; वे अधिक बार टकराती थीं और आज हमारे आस-पास दिखाई देने वाली स्थिर, परिपक्व आकाशगंगाओं की तुलना में कहीं अधिक सक्रिय थीं।
It gives us a rare glimpse of galaxy interactions and extreme star-forming environments when the cosmos was less than half its current age. Think of light like a letter in the mail. If a friend sends a letter from overseas, by the time you read it, the news is old. In space, light is the letter. The “news” from this galaxy took 8 billion years to reach us. We see the galaxy as a “toddler” even though, in its own time, it has already grown up or changed.
यह हमें आकाशगंगा इंटरैक्शन और अत्यधिक स्टार-निर्माण वातावरण की एक दुर्लभ झलक देता है जब ब्रह्मांड अपनी वर्तमान आयु के आधे से भी कम था। प्रकाश को डाक में भेजे गए पत्र की तरह सोचिए। यदि कोई दोस्त विदेश से पत्र भेजता है, तो जब आप उसे पढ़ते हैं, तब तक खबर पुरानी हो चुकी होती है। अंतरिक्ष में, प्रकाश ही वह पत्र है। इस आकाशगंगा से आई “खबर” हम तक पहुंचने में 8 अरब साल का समय ले गई। हम आकाशगंगा को एक “शिशु” के रूप में देखते हैं, भले ही अपने समय में यह पहले ही बड़ी हो चुकी हो या बदल चुकी हो।
We detected this megamaser, which operates on a scale of power millions of times greater than a typical galactic maser. Both megamasers and gigamasers are cosmic radio lasers. While a megamaser is a million times more luminous than a standard maser found in the local universe, a gigamaser is a billion times more luminous, making it 1,000 times more powerful than a megamaser.
हमने इस मेगामेसर का पता लगाया है, जो शक्ति के ऐसे पैमाने पर काम करता है जो एक विशिष्ट गैलेक्टिक मेसर की तुलना में लाखों गुना अधिक है। मेगामेसर और गीगामेसर दोनों कॉस्मिक रेडियो लेज़र हैं। जबकि एक मेगामेसर स्थानीय ब्रह्मांड में पाए जाने वाले मानक मेसर की तुलना में दस लाख गुना अधिक चमकीला होता है, एक गीगामेसर अरबों गुना अधिक चमकीला होता है, जो इसे मेगामेसर से 1,000 गुना अधिक शक्तिशाली बनाता है।
In just five hours of observing time we found a signal that typically requires hundreds of hours of observation, given its distance and rarity. But gravitational lensing boosted the signal enough to detect it. Additionally, while we were targeting neutral hydrogen, MeerKAT’s wide bandwidth enabled the surprise discovery of the megamaser signal in the same data.
सिर्फ पांच घंटे के अवलोकन समय में हमने एक ऐसा सिग्नल पाया जो इसकी दूरी और दुर्लभता को देखते हुए सामान्य रूप से सैकड़ों घंटों के अवलोकन की मांग करता है। लेकिन गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग ने सिग्नल को इतना बढ़ाया कि इसका पता लगाया जा सका। इसके अतिरिक्त, जबकि हम न्यूट्रल हाइड्रोजन को लक्षित कर रहे थे, मीरकाट (MeerKAT) की चौड़ी बैंडविड्थ ने उसी डेटा में मेगामेसर सिग्नल की आश्चर्यजनक खोज को संभव बनाया।
This rapid detection suggests that future surveys with MeerKAT and the upcoming SKA Observatory could uncover many more such distant, extreme objects. Its ability to find this so quickly proves that we finally have the technology to see faint signals from the very distant past. It’s a preview of what the upcoming Square Kilometre Array (SKA) , a unique, one-of-a-kind international mega-project, might achieve.
यह तीव्र पहचान बताती है कि मीरकाट और आगामी एसकेए ऑब्जर्वेटरी (SKA Observatory) के साथ भविष्य के सर्वेक्षण कई ऐसे ही दूरस्थ, चरम वस्तुओं का पता लगा सकते हैं। इसे इतनी जल्दी खोजने की क्षमता साबित करती है कि हमारे पास आखिरकार बहुत दूर के अतीत से कमजोर संकेतों को देखने की तकनीक आ गई है। यह आने वाले स्क्वायर किलोमीटर ऐरे (SKA) , जो एक अद्वितीय, विश्व स्तरीय अंतर्राष्ट्रीय मेगा-परियोजना है, द्वारा प्राप्त किए जा सकने वाले परिणाम का पूर्वावलोकन है।
But a highly complementary next-generation facility called the next-generation Very Large Array (ngVLA) is being planned and designed for construction in the US. The SKA Observatory (SKA-Low and SKA-Mid) focuses on low-to-mid radio frequencies. The ngVLA will operate at much higher frequencies. Together, they will form two of the major pillars of next-generation global radio astronomy. The finding gives astronomers a new way to study how galaxies evolved in the early universe.
लेकिन अगली पीढ़ी की वेरी लार्ज ऐरे (ngVLA) नामक एक अत्यधिक पूरक सुविधा की योजना बनाई जा रही है और इसे अमेरिका में निर्माण के लिए डिज़ाइन किया जा रहा है। एसकेए ऑब्जर्वेटरी (SKA-Low और SKA-Mid) कम से लेकर मध्यम रेडियो आवृत्तियों पर ध्यान केंद्रित करता है। ngVLA बहुत अधिक आवृत्तियों पर काम करेगा। एक साथ, वे अगली पीढ़ी की वैश्विक रेडियो खगोल विज्ञान के दो प्रमुख स्तंभ बनेंगे। यह खोज खगोलविदों को प्रारंभिक ब्रह्मांड में आकाशगंगाओं के विकसित होने का अध्ययन करने का एक नया तरीका देती है।
What technologies or capabilities made this possible?
कौन सी तकनीकें या क्षमताएँ इसे संभव बनाती हैं?
The discovery was made possible by the sensitivity and wide frequency coverage of the MeerKAT radio telescope. Its ability to detect faint signals over a broad frequency range allows us to search for spectral lines across large cosmic volumes. A spectral line is a cosmic chemical fingerprint. Every atom or molecule emits electromagnetic waves at specific frequencies. Detecting those frequencies tells astronomers what the gas is made of.
यह खोज मीरकाट रेडियो टेलीस्कोप की संवेदनशीलता और व्यापक आवृत्ति कवरेज के कारण संभव हुई। व्यापक आवृत्ति रेंज में कमजोर संकेतों का पता लगाने की इसकी क्षमता हमें बड़े ब्रह्मांडीय आयतनों में स्पेक्ट्रल लाइनों की खोज करने देती है। एक स्पेक्ट्रल लाइन एक ब्रह्मांडीय रासायनिक फिंगरप्रिंट होती है। प्रत्येक परमाणु या अणु विशिष्ट आवृत्तियों पर विद्युत चुम्बकीय तरंगें उत्सर्जित करता है। उन आवृत्तियों का पता लगाना खगोलविदों को बताता है कि गैस किससे बनी है।
In this case, MeerKAT’s wide bandwidth allowed us to detect both the hydroxyl line and neutral hydrogen absorption in a single observation. Previously, with older technology, this would have taken two separate observations.
इस मामले में, मीरकाट की चौड़ी बैंडविड्थ ने हमें एक ही अवलोकन में हाइड्रॉक्सिल लाइन और उदासीन हाइड्रोजन अवशोषण दोनों का पता लगाने दिया। पहले, पुरानी तकनीक से, इसमें दो अलग-अलग अवलोकन करने पड़ते।
Equally important are advances in data processing and computing. The data were processed using high-performance computing resources at the Inter-University Institute for Data Intensive Astronomy (IDIA) .
डेटा प्रोसेसिंग और कंप्यूटिंग में प्रगति भी उतनी ही महत्वपूर्ण है। डेटा को इंटर-यूनिवर्सिटी इंस्टीट्यूट फॉर डेटा इंटेंसिव एस्ट्रोनॉमी (IDIA) में उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग संसाधनों का उपयोग करके संसाधित किया गया था।
Processing such massive amounts of data is like trying to drink from a firehose. MeerKAT collects gigabytes of information every second, resulting in files far too large for a standard computer to handle. To find a signal from 8 billion years ago, which is millions of times fainter than a cell phone signal, we must use robust calibration pipelines. These act like an automated high-tech car wash to scrub away digital noise and sharpen the telescope’s focus. This “cleaning” process requires trillions of mathematical calculations, necessitating the use of supercomputers that work for days to transform raw radio interference into a clear scientific discovery.
इतनी विशाल मात्रा में डेटा को प्रोसेस करना ऐसा है जैसे फायरहोज से पानी पीने की कोशिश करना। मीरकेट हर सेकंड गीगाबाइट जानकारी एकत्र करता है, जिसके परिणामस्वरूप ऐसी फाइलें बनती हैं जिन्हें एक मानक कंप्यूटर संभाल नहीं सकता। 8 अरब साल पहले के सिग्नल को खोजना—जो सेल फोन सिग्नल की तुलना में लाखों गुना कमज़ोर होता है—इसके लिए हमें मजबूत कैलिब्रेशन पाइपलाइन का उपयोग करना पड़ता है। ये स्वचालित हाई-टेक कार वॉश की तरह काम करते हैं, जो डिजिटल शोर को साफ करके दूरबीन के फोकस को तेज करते हैं। इस “सफाई” प्रक्रिया में खरबों गणितीय गणनाओं की आवश्यकता होती है, जिसके लिए सुपरकंप्यूटरों का उपयोग करना ज़रूरी होता है जो दिनों तक काम करते हुए कच्चे रेडियो हस्तक्षेप को एक स्पष्ट वैज्ञानिक खोज में बदल देते हैं।
Gravitational lensing also played a key role. A massive foreground object, like a star or galaxy, for example, amplified the signal from the distant galaxy, effectively acting as a natural telescope and boosting our ability to detect it.
गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग ने भी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। उदाहरण के लिए, तारा या आकाशगंगा जैसी एक विशाल अग्रभूमि वस्तु दूर की आकाशगंगा से आने वाले संकेत को प्रवर्धित करती है, और प्रभावी रूप से एक प्राकृतिक टेलीस्कोप के रूप में कार्य करके इसे पता लगाने की हमारी क्षमता को बढ़ाती है।
How does what you’ve found change our understanding of the universe?
आप द्वारा खोजे गए ने ब्रह्मांड की हमारी समझ को कैसे बदला है?
It’s rare that a single astrophysical system, a collection of celestial objects, in this case, two galaxies forming a lens system, can change our understanding of the universe. We typically need large sample sizes to do that. But the combination of the recording-breaking distance and the speed of the discovery was impressive.
यह दुर्लभ है कि कोई एकल खगोल भौतिकी प्रणाली, यानी खगोलीय वस्तुओं का एक संग्रह—इस मामले में, दो आकाशगंगाएँ जो एक लेंस प्रणाली बनाती हैं—ब्रह्मांड की हमारी समझ को बदल सके। आमतौर पर हमें ऐसा करने के लिए बड़े नमूना आकार की आवश्यकता होती है। लेकिन रिकॉर्ड तोड़ने वाली दूरी और खोज की गति का संयोजन प्रभावशाली था।
It suggests that systematic searches – such as those conducted by deep MeerKAT surveys – could convert these once-rare finds into powerful probes of extreme, yet highly obscured star formation in the distant universe. As a result of this observation, the SKA Observatory and other future telescopes won’t just be looking for more of the same; they will be looking for hidden history.
यह सुझाव देता है कि व्यवस्थित खोजें – जैसे डीप मीरकाट सर्वेक्षणों द्वारा किए गए – इन कभी दुर्लभ खोजों को दूर के ब्रह्मांड में चरम, फिर भी अत्यधिक अस्पष्ट तारकीय गठन के शक्तिशाली जांचकर्ताओं में बदल सकती हैं। इस अवलोकन के परिणामस्वरूप, एसकेए ऑब्जर्वेटरी और अन्य भविष्य के टेलीस्कोप केवल पहले जैसी अधिक चीज़ें नहीं खोजेंगे; वे छिपे हुए इतिहास की तलाश करेंगे।
Hydroxyl megamasers are usually associated with galaxy mergers. We expect some galaxy mergers to host pairs of supermassive black holes. Almost every large galaxy has a supermassive black hole at its centre. When galaxies merge, the supermassive black holes at their centres can eventually spiral towards each other, producing gravitational waves, ripples in space-time. Finding systems like this helps astronomers study an important stage in galaxy evolution and the environments where these extreme events occur.
हाइड्रॉक्सिल मेगामासेर आमतौर पर आकाशगंगा विलय से जुड़े होते हैं। हम उम्मीद करते हैं कि कुछ आकाशगंगा विलय में सुपरमैसिव ब्लैक होल के जोड़े होंगे। लगभग हर बड़ी आकाशगंगा के केंद्र में एक सुपरमैसिव ब्लैक होल होता है। जब आकाशगंगाएँ विलीन होती हैं, तो उनके केंद्रों में स्थित सुपरमैसिव ब्लैक होल अंततः एक-दूसरे की ओर सर्पिल हो सकते हैं, जिससे गुरुत्वाकर्षण तरंगें उत्पन्न होती हैं—अंतरिक्ष-समय में लहरें। इस तरह की प्रणालियों को खोजना खगोलविदों को आकाशगंगा विकास के एक महत्वपूर्ण चरण और उन वातावरणों का अध्ययन करने में मदद करता है जहाँ ये चरम घटनाएँ होती हैं।
By using megamasers to find these pairs, we can study the final stages of how the largest objects in the universe are built. This is a major milestone in a galaxy’s life. By finding these galaxies now, we are catching them at a key evolutionary stage, the final countdown before they collide and release a massive burst of energy that our next generation of detectors will be able to hear.
मेगामासेरों का उपयोग करके इन जोड़ों को खोजने से, हम यह अध्ययन कर सकते हैं कि ब्रह्मांड में सबसे बड़ी वस्तुएं कैसे बनती हैं इसके अंतिम चरण क्या हैं। यह किसी आकाशगंगा के जीवन में एक प्रमुख मील का पत्थर है। इन आकाशगंगाओं को अभी खोजकर, हम उन्हें एक महत्वपूर्ण विकासशील चरण पर पकड़ रहे हैं—टकराने और ऊर्जा का एक विशाल विस्फोट जारी करने से ठीक पहले की अंतिम गिनती, जिसे हमारी अगली पीढ़ी के डिटेक्टर सुन सकेंगे।
The strength of the MeerKAT-detected hydroxyl signal after such a short observation time therefore implies that astronomers will be able to detect large numbers of these systems across most of cosmic time.
इसलिए, इतने कम अवलोकन समय के बाद मीरकाट द्वारा पता लगाए गए हाइड्रॉक्सिल सिग्नल की शक्ति यह दर्शाती है कि खगोलविद अधिकांश ब्रह्मांडीय समय में इन प्रणालियों की बड़ी संख्या का पता लगाने में सक्षम होंगे।
What does the discovery say about South Africa’s place in data-intensive radio astronomy?
यह खोज डेटा-गहन रेडियो खगोल विज्ञान में दक्षिण अफ्रीका के स्थान के बारे में क्या बताती है?
This discovery highlights South Africa’s leading role in radio astronomy. Facilities such as MeerKAT, combined with data-intensive platforms like IDIA, provide world-class capabilities for both observation and analysis. It also demonstrates strong local expertise in handling large, complex datasets.
यह खोज रेडियो खगोल विज्ञान में दक्षिण अफ्रीका की प्रमुख भूमिका पर प्रकाश डालती है। मीरकाट जैसी सुविधाएं, आईडीआईए जैसे डेटा-गहन प्लेटफॉर्म के साथ मिलकर, अवलोकन और विश्लेषण दोनों के लिए विश्व स्तरीय क्षमताएं प्रदान करती हैं। यह बड़े, जटिल डेटासेट को संभालने में मजबूत स्थानीय विशेषज्ञता का भी प्रदर्शन करता है।
Discoveries like this rely on advanced data processing, signal extraction and scientific interpretation. These are all key strengths within the South African research community. As we move from using current scout telescopes like MeerKAT to building and operating the world’s largest radio observatory, the SKAO, South Africa is well positioned to remain a hub for data-intensive astronomy. Results like this reinforce the country’s role in shaping the future of the field.
इस तरह की खोजें उन्नत डेटा प्रोसेसिंग, सिग्नल निष्कर्षण और वैज्ञानिक व्याख्या पर निर्भर करती हैं। ये सभी दक्षिण अफ्रीकी अनुसंधान समुदाय के भीतर मुख्य ताकतें हैं। जैसे ही हम मीरकाट जैसे वर्तमान स्कॉट टेलीस्कोप का उपयोग करने से दुनिया के सबसे बड़े रेडियो वेधशाला, SKAO, के निर्माण और संचालन की ओर बढ़ते हैं, दक्षिण अफ्रीका डेटा-गहन खगोल विज्ञान के केंद्र बने रहने के लिए अच्छी स्थिति में है। इस तरह के परिणाम क्षेत्र के भविष्य को आकार देने में देश की भूमिका को मजबूत करते हैं।
Thato Manamela works for the University of Pretoria. He receives funding from the National Research Foundation (NRF SARAO) . He is affiliated with UP and IDIA.
थातो मनामेला प्रेतोरिया विश्वविद्यालय के लिए काम करते हैं। उन्हें नेशनल रिसर्च फाउंडेशन (एनआरएफ सारो) से फंडिंग मिलती है। वे यूपी और आईडीआईए से जुड़े हुए हैं।
Roger P. Deane previously held an SKA Research Chair in Radio Astronomy, funded by the South African Radio Astronomy Observatory, which is a facility of the National Research Foundation (NRF) , an agency of the Department of Science, Technology and Innovation (DSTI) .
रोजर पी. डीन ने पहले रेडियो खगोल विज्ञान में एक एसकेए रिसर्च चेयर संभाली थी, जिसे दक्षिण अफ्रीकी रेडियो खगोल विज्ञान वेधशाला द्वारा वित्त पोषित किया गया था, जो नेशनल रिसर्च फाउंडेशन (एनआरएफ) की एक सुविधा है, जो विज्ञान, प्रौद्योगिकी और नवाचार विभाग (डीएसटीआई) की एक एजेंसी है।
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