नासा के गामा-रे के 16 साल के डेटा का उपयोग करते हुए, फर्मी अंतरिक्ष यान का पता लगाने के लिए, खगोलविदों ने पता लगाया है कि “माइक्रोक्वासर,” सिस्टम जिसमें एक ब्लैक होल धीरे-धीरे एक स्टार को खा रहा है, छोटा हो सकता है, लेकिन वे एक पंच की एक बिल्ली पैक करते हैं।
उनकी कम प्रकृति के बावजूद, इस शोध से पता चलता है कि छोटे सितारों पर स्नैकिंग माइक्रोक्वासर भी एक प्रभावशाली ब्रह्मांडीय प्रभाव डाल सकते हैं, जो शक्तिशाली प्राकृतिक कण त्वरक बन सकते हैं।
इसका मतलब है कि सभी आकारों के तारकीय भोजन में लिप्त ब्लैक होल उच्च-ऊर्जा वाले चार्ज किए गए कणों की उच्च-संगत मात्रा के लिए जिम्मेदार हो सकते हैं, जिन्हें “कॉस्मिक किरणें” कहा जाता है, जो लगातार पृथ्वी पर बमबारी कर रहे हैं। इस कण त्वरण के लिए तंत्र निकट-प्रकाश-स्पीड जेट है जो माइक्रोक्वासर से बाहर विस्फोट करता है।
यूनिवर्सिटा डि ट्राइस्टे ने Space.com को बताया, “पृथ्वी लगातार हमारी आकाशगंगा के भीतर कहीं और त्वरित कणों द्वारा बमबारी की जाती है। ये मुख्य रूप से प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन हैं, जिन्हें आमतौर पर कॉस्मिक रेज़ के रूप में जाना जाता है।” “हालांकि, उनकी उत्पत्ति पर दशकों से बहस हुई है।”
मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर न्यूक्लियर फिजिक्स से मार्टि-डेवेसा और टीम के सह-नेता लौरा ओलिवरा-नीटो ने गामा-रे का एक नया स्रोत है जो जीआरएस 1915+105 की स्थिति के अनुरूप है, एक प्रसिद्ध माइक्रोकासार जिसमें ए ब्लैक होल धीरे-धीरे एक कम-द्रव्यमान वाले तारे पर दावत दे रहा है।
“उन स्रोतों को ढूंढना जो कणों को तेज कर सकते हैं और समझ सकते हैं कि उन्हें क्या विशेष बनाता है, यह उजागर करने की दिशा में पहला कदम है कि ब्रह्मांड कभी-कभी भारी मात्रा में ऊर्जा के साथ कणों का एक बहुत छोटा अंश प्रदान करता है,” ओलिवर-नीटो ने Space.com को बताया। “कणों में तेजी लाने के लिए, आपको आमतौर पर कुछ सामग्रियों की आवश्यकता होती है: मजबूत चुंबकीय क्षेत्र, उच्च मात्रा में शक्ति, और कणों की उपस्थिति में तेजी लाने के लिए भी।
“Microquasar जेट उन सभी के पास है!”
क्वासर बनाम मिनिकासर
मानक क्वासर सुपरमैसिव ब्लैक होल द्वारा संचालित होते हैं जो कुछ आकाशगंगाओं के मध्य क्षेत्रों में आसपास के मामले और गैस पर दावत देते हैं जिन्हें सक्रिय गेलेक्टिक नाभिक (एजीएनएस) कहा जाता है।
क्वासर्स ब्रह्मांड में सबसे उज्ज्वल प्रकाश स्रोतों में से कुछ हैं, जो अक्सर आकाशगंगा में अरबों सितारों के संयुक्त प्रकाश को बाहर निकालते हैं जो उन्हें घेरते हैं।
जबकि सुपरमैसिव ब्लैक होल में लाखों से लेकर अरबों बार सूर्य की तुलना में द्रव्यमान होता है, माइक्रोक्वासर के दिल में स्टार-स्नैकिंग स्टेलर ब्लैक होल में कुछ सौ से अधिक सौर द्रव्यमानों का द्रव्यमान नहीं होता है।
“गैलेक्सी में अधिकांश सितारे अकेले नहीं हैं, लेकिन वास्तव में एक अन्य स्टार की परिक्रमा करते हैं। माइक्रोक्वासर एक विशेष प्रकार की सीढ़ी जोड़ी है, जिसमें दो सितारों में से एक पहले से ही मर गया है, ‘यानी ईंधन से बाहर भाग गया और विस्फोट हुआ,” ओलिवरा-नीटो। कहा। “जो कुछ पीछे बचा है वह एक ब्लैक होल है। यदि सामान्य तारा ब्लैक होल के काफी करीब है, तो ब्लैक होल इससे बाहर पदार्थ को चीरना शुरू कर देगा और इसे निगल जाएगा।
“हम इन वस्तुओं को ‘microquasars’ कहते हैं क्योंकि वे क्वासर से मिलते जुलते हैं, एक अनुरूप घटना लेकिन आकाशगंगाओं के केंद्र में सुपरमैसिव ब्लैक होल के साथ।”
सितारों पर स्नैकिंग ब्लैक होल एक काफी सामान्य घटना है। जब एक स्टार उपक्रम भी एक सुपरमैसिव ब्लैक होल के करीब है, तो उस ब्रह्मांडीय टाइटन का जबरदस्त गुरुत्वाकर्षण प्रभाव ज्वारीय बलों को उत्पन्न करता है जो तारा को क्षैतिज रूप से स्क्वैश करते हैं, जबकि इसे लंबवत रूप से खींचते हैं।
यह “स्पेगेटिफिकेशन” प्रक्रिया दुर्भाग्यपूर्ण तारे को तारकीय सामग्री के एक नूडल में बदल देती है जो सुपरमैसिव ब्लैक होल के चारों ओर लपेटता है और धीरे -धीरे इसे खिलाया जाता है। इन शक्तिशाली और हिंसक घटनाओं को “ज्वारीय विघटन घटनाओं” या “टीडीईएस” के रूप में संदर्भित किया जाता है।
Microquasars TDES से भिन्न होते हैं क्योंकि इसमें शामिल सितारों को तेजी से नष्ट नहीं किया जाता है, इन अधिक कम ब्लैक होल के साथ अपने पीड़ित स्टार पर कुतरना पसंद करते हैं। यह ब्लैक होल का द्रव्यमान नहीं है जो इस तारकीय भोजन के इस स्वाद के लिए जिम्मेदार है, हालांकि।
“एक माइक्रोक्वासर एक स्थिर कक्षा में है, ब्लैक होल के साथ केवल स्टार से द्रव्यमान को बहुत धीमी गति से ले जाता है,” ओलिवरा-नीटो ने कहा। “इसका मतलब है कि यह अपने ज्वार के साथ तारे को नष्ट नहीं कर रहा है और इसके विकास के दौरान ऐसा नहीं करेगा।”
ब्रह्मांडीय कण त्वरक के रूप में microquasars
इस नए शोध से पता चलता है कि उनके ब्लैक होल इंजन (सुपरमैसिव ब्लैक होल की तुलना में) के कम आकार के बावजूद और सितारों को खाने के लिए उनके धीमे दृष्टिकोण के बावजूद, माइक्रोक्वासर का एक प्रभावशाली ब्रह्मांडीय प्रभाव हो सकता है, जो शक्तिशाली प्राकृतिक कण त्वरक बन सकता है।
“एक माइक्रोक्वासर के मामले में, हमारे पास एक तारा है जो धीरे-धीरे एक ब्लैक होल द्वारा निगल लिया जा रहा है,” मार्टी-डेवेसा ने कहा। “नतीजतन, ब्लैक होल शक्तिशाली रिलेटिविस्टिक जेट उत्पन्न कर सकता है, जो वास्तव में एक माइक्रोकासार की विशिष्ट विशेषता है।”
ये बहिर्वाह हमारी आकाशगंगा के भीतर पाए जाने वाले सबसे शक्तिशाली खगोल भौतिकी बन जाते हैं और इस प्रकार, उत्कृष्ट ब्रह्मांडीय कण त्वरक। सवाल यह है कि, बस मिल्की वे की कॉस्मिक किरण सामग्री का कितना योगदान माइक्रोक्वासर द्वारा योगदान दिया जाता है, विशेष रूप से बहुत कम मास ब्लैक होल इंजन वाले?
इस क्वेरी का जवाब देने के लिए, ओलिवरा-नीटो और मार्टी-डेवेसा ने अपने बड़े क्षेत्र टेलीस्कोप (LAT) डिटेक्टर का उपयोग करके नासा के फर्मी अंतरिक्ष यान द्वारा एकत्र किए गए डेटा के 16 साल के मूल्य में बदल दिया।
उन्हें एक गामा-रे सिग्नल मिला जो माइक्रोक्वासर जीआरएस 1915+105 से जुड़ा था, जिसे “V1487 एक्विला” के रूप में भी जाना जाता है, कुछ ऐसा जो एक प्रमुख आश्चर्य के रूप में आया था।
आश्चर्य का कारण जीआरएस 1915+105 एक कम-द्रव्यमान वाला द्विआधारी है जिसमें एक ब्लैक होल है जिसमें 14 सौर द्रव्यमान धीरे-धीरे सूरज के लगभग आधे द्रव्यमान के साथ एक तारा खा रहे हैं।
यह पहले से ज्ञात कण-त्वरित microquasars के साथ विपरीत है, जो केवल बड़े पैमाने पर सितारों की मेजबानी करता है। उदाहरण के लिए, Microquasar SS 433 एक स्टार पर एक ब्लैक होल स्नैकिंग होस्ट करता है, जिसमें सूर्य के द्रव्यमान का दस गुना अधिक होता है।
“कुछ ऐसा जो इस प्रणाली को विशेष बनाता है, वास्तव में यह सामान्य हो सकता है,” ओलिवरा-नीटो ने कहा। “गैलेक्सी में सितारों की संख्या उनके द्रव्यमान के बढ़ने के साथ-साथ बहुत कम हो जाती है: कम-द्रव्यमान वाले तारे उच्च-द्रव्यमान वाले सितारों की तुलना में बहुत अधिक सामान्य होते हैं। परिणामस्वरूप, माइक्रोक्वासर सिस्टम के लिए भी यही होना चाहिए।”
इसका मतलब यह है कि यहां तक कि एक ब्लैक होल के साथ एक प्रणाली भी धीरे-धीरे इस तरह के एक छोटे से तारे को खा सकती है, गामा-रे फोटॉनों को बनाने के लिए पर्याप्त कणों को तेज कर सकती है, जिसका अर्थ है कि हमारी आकाशगंगा की लौकिक किरण सामग्री के रूप में माइक्रोक्वासर का योगदान वैज्ञानिकों की अपेक्षित वैज्ञानिकों की तुलना में अधिक हो सकता है। ।
ओलिवरा-नीटो ने कहा, “कई और अधिक माइक्रोक्वासर ज्ञात हैं जहां गामा-रे उत्सर्जन का कोई सबूत नहीं है, जिसका अर्थ है कि उच्च ऊर्जा के लिए कण त्वरण का कोई सबूत नहीं है।” “इनमें से कुछ इसलिए हैं क्योंकि हम संवेदनशील पर्याप्त दूरबीनों के साथ नहीं दिखते थे, लेकिन अन्य लोग केवल कुशल त्वरक नहीं होते हैं।
“हम इन प्रणालियों के बीच के अंतर को समझना चाहते हैं, जो यह समझने के लिए सुराग रखता है कि माइक्रोक्वासर के जेट्स में कितनी ब्रह्मांडीय किरणें उत्पन्न होती हैं।”
इस प्रकार, इस नए सबूत के साथ कि कम-द्रव्यमान वाले सितारों के साथ माइक्रोक्वासर भी कण त्वरक हो सकते हैं और पृथ्वी पर पहुंचने वाली ब्रह्मांडीय किरणों में योगदान कर सकते हैं, मार्टी-डीवेसा ने समझाया कि यह पहले से खोजे गए माइक्रोकासार सिस्टम को फिर से देखने का समय हो सकता है।
“हम आशा करते हैं कि हमारा अध्ययन हमारी आकाशगंगा में ब्रह्मांडीय किरण बहुतायत में माइक्रोक्वासर के वास्तविक योगदान को समझने के लिए एक महत्वपूर्ण कदम होगा,” मार्टी-डेवेसा ने निष्कर्ष निकाला। “इस तरह, हम Microquasars की पूरी आबादी और हमारी आकाशगंगा में ब्रह्मांडीय किरण उत्पादकों के रूप में उनकी वास्तविक प्रासंगिकता का पुनर्मूल्यांकन करने में सक्षम होंगे।”
टीम के शोध को जनवरी में एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स में प्रकाशित किया गया था।
