दक्षिण कोरिया में शोधकर्ता उपग्रहों का एक समूह विकसित कर रहे हैं जो यह बता सकता है कि सुपरमैसिव ब्लैक होल के आसपास क्या हो रहा है जैसा पहले कभी नहीं हुआ।
कैपेला नामक तारामंडल, सियोल नेशनल यूनिवर्सिटी के खगोल विज्ञान प्रोफेसर साशा ट्रिप्पे के दिमाग की उपज है। ब्लैक होल के एक विशेषज्ञ, ट्रिप्पे ब्लैक होल के अवलोकन के लिए मानवता के मौजूदा उपकरणों की सीमाओं से निराश हो गए हैं और चिंतित हैं कि जब तक प्रमुख तकनीकी प्रगति नहीं की जाती, अनुसंधान जल्द ही “मृत अंत” तक पहुंच सकता है।
जब एक सुपरमैसिव ब्लैक होल की पहली छवि – पृथ्वी से लगभग 55 मिलियन प्रकाश वर्ष दूर मेसियर 87 आकाशगंगा के केंद्र में – 2019 में दुनिया के सामने आई, तो इसने सनसनी फैला दी। इसमें डोनट के आकार की एक चमकती अंगूठी दिखाई दी, जो एक भयानक अंधेरे स्थान को घेरे हुए थी। इसने पुष्टि की कि ब्लैक होल, गुरुत्वाकर्षण के ये आश्चर्यजनक हॉटस्पॉट इतने शक्तिशाली हैं कि प्रकाश भी उनसे बच नहीं सकता, वास्तव में अस्तित्व में है। 2022 में, हमारी अपनी आकाशगंगा, मिल्की वे के केंद्र में ब्लैक होल की एक छवि आई। ट्रिपे जैसे शोधकर्ताओं के लिए छवियां जितनी मनोरम थीं, वे कहीं भी परिपूर्ण नहीं थीं।
ये खामियां इवेंट होरिजन टेलीस्कोप (ईएचटी) की सीमाओं का परिणाम हैं, जो रेडियो दूरबीनों का एक ग्रह-व्यापी नेटवर्क है जो बहुत लंबी बेसलाइन इंटरफेरोमेट्री नामक तकनीक के कारण एकल ग्रह-व्यापी वेधशाला की तरह काम करता है।
“समस्या यह है कि किसी भी समय, एंटेना की प्रत्येक जोड़ी [of EHT] लक्ष्य छवि के केवल एक बिंदु को मापता है,” ट्रिप्पे ने Space.com को बताया। “आपको एक ऐसी छवि मिलती है जो अधिकतर खाली होती है और बहुत अधिक प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है। इस कारण से, हम बहुत सारी संरचना से चूक जाते हैं, क्योंकि एक निश्चित आकार के अंतर्गत सुविधाओं की कल्पना ही नहीं की जा सकती है।”
उदाहरण के लिए, खगोलविदों को पता है कि मेसियर 87 ब्लैक होल से प्रकाश की गति से गर्म गैस का एक शक्तिशाली जेट फूटता है। हालाँकि, इस जेट को 2019 की प्रसिद्ध छवि में नहीं देखा जा सकता है।
ब्लैक होल छवियों के रिज़ॉल्यूशन को बेहतर बनाने का एक तरीका उन रेडियो संकेतों के उत्सर्जन को मापना है जिनकी आवृत्तियाँ अधिक होती हैं और इस प्रकार तरंग दैर्ध्य कम होती हैं। लेकिन हमारे ग्रह की सतह से यह असंभव है क्योंकि पृथ्वी के वायुमंडल में मौजूद जल वाष्प ज्यादातर इस संकेत को अवशोषित करता है।
उपग्रहों पर रेडियो दूरबीनें इस प्रकार के विकिरण का अबाधित दृश्य देख सकेंगी। वे दो अतिरिक्त समस्याओं का भी समाधान करेंगे। ट्रिप्पे और उनके सहयोगियों द्वारा परिकल्पित कैपेला उपग्रह तारामंडल में 280 और 370 मील (450 और 600 किलोमीटर) के बीच ऊंचाई पर परिक्रमा करने वाले चार उपग्रह शामिल होंगे।
अब ग्रह की परिधि तक सीमित नहीं, इंटरफेरोमेट्री तकनीक के माध्यम से परिक्रमा करने वाला रेडियो-टेलीस्कोप नेटवर्क – ग्रह-व्यापी ईएचटी की तुलना में बड़ा व्यास होगा, इसलिए बेहतर छवि गुणवत्ता और बेहतर रिज़ॉल्यूशन प्रदान करेगा। जैसे-जैसे उपग्रह ग्रह के चारों ओर घूमते हैं, प्रति दिन कई बार इसकी परिक्रमा करते हैं, पृथ्वी-आधारित ईएचटी दूरबीनों के विरल नेटवर्क के विपरीत, उनके माप कोई खाली स्थान नहीं छोड़ते हैं।
ट्रिप्पे का कहना है कि सिस्टम ब्लैक होल के घटना क्षितिज के आसपास होने वाली प्रक्रियाओं में एक पूरी तरह से नई विंडो खोलेगा, वह सीमाएँ जिसके पार कुछ भी नहीं बचता है।
ट्रिप्पे ने कहा, “हम वास्तव में यह समझना चाहेंगे कि ब्लैक होल द्वारा उत्सर्जित गैस से सापेक्ष जेट कैसे बनते हैं।” “लेकिन इसके लिए ऐसे रिज़ॉल्यूशन में अवलोकन की आवश्यकता होती है जो वर्तमान में असंभव है और इसे केवल कैपेला तारामंडल जैसे अंतरिक्ष-आधारित रेडियो इंटरफेरोमीटर द्वारा ही नियंत्रित किया जा सकता है।”
परिक्रमा करने वाली ब्लैक-होल निगरानी प्रणाली पृथ्वी से जुड़े ईएचटी की तुलना में बहुत तेज गति से आस-पास की आकाशगंगाओं में ब्लैक होल की छवि बना सकती है और उनके द्रव्यमान का अधिक सटीक अनुमान प्रदान कर सकती है। ट्रिप्पे के अनुसार, इससे शोधकर्ताओं को उन ब्लैक होल को घेरने वाले चमकते छल्लों के अंदर होने वाली प्रक्रियाओं को समझने में भी मदद मिलेगी।
वैज्ञानिकों ने अब तक कई रेडियो दूरबीनों को कक्षा में स्थापित करने का प्रयास नहीं किया है। रेडियो सिग्नलों की लंबी तरंग दैर्ध्य के कारण, प्राप्त करने वाले एंटेना काफी बड़े होने चाहिए और इसलिए इन्हें आसानी से अंतरिक्ष में लॉन्च या तैनात नहीं किया जा सकता है। लेकिन प्रौद्योगिकी में प्रगति के साथ, ट्रिप्पे को लगता है कि एक मामूली रेडियो वेधशाला अब 1100 पाउंड (500 किलोग्राम) उपग्रह बस में फिट हो सकती है।
ट्रिप्पे ने कहा, “प्रौद्योगिकी अब उपलब्ध हो रही है ताकि हम वास्तव में इन प्रणालियों को पर्याप्त रूप से छोटा और पर्याप्त रूप से सस्ता बना सकें।”
उनका मानना है कि पूरी प्रणाली की लागत $500 मिलियन से अधिक न हो। ट्रिप्पे ने कहा, दक्षिण कोरिया के हाल ही में गठित कोरिया एयरोस्पेस एडमिनिस्ट्रेशन ने इस परियोजना में रुचि व्यक्त की है, और अगले साल फंडिंग प्रदान करने के बारे में फैसला किया जाएगा। यदि सब कुछ ठीक रहा, तो वैज्ञानिक 2030 के दशक की शुरुआत में गैलेक्टिक केंद्रों में अतृप्त राक्षसों पर अधिक प्रकाश डालने में सक्षम हो सकते हैं।
ट्रिप्पे और उनकी टीम ने arXiv पर प्रकाशित पेपर में इस अवधारणा को प्रस्तुत किया।