एक्सएमएम-न्यूटन एक्स-रे टेलीस्कोप का उपयोग करते हुए, खगोलविदों ने एक सुपरमैसिव ब्लैक होल देखा है जो पहले से ही अपने रहस्यमय व्यवहार के लिए जाना जाता है और एक और अजीब घटना का प्रदर्शन करता है।
मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एमआईटी) टीम का मानना है कि एक मृत तारकीय कोर, या सफेद बौना, जो ब्लैक होल के किनारे पर साहसपूर्वक लड़खड़ा रहा है, उच्च-ऊर्जा प्रकाश के लगातार बढ़ते विस्फोटों का कारण है।
विचाराधीन ब्लैक होल 1ES 1927+654 है, जो पृथ्वी से लगभग 270 मिलियन प्रकाश वर्ष दूर स्थित है, जिसका द्रव्यमान सूर्य से लगभग 1 मिलियन गुना अधिक है। 1ES 1927+654 ने पहली बार 2018 में खगोलविदों को अपनी विचित्रता की घोषणा की जब इसके चारों ओर घूमने वाला प्लाज्मा का बादल, जिसे कोरोना के रूप में जाना जाता है, गायब हो गया और फिर से प्रकट हुआ। यह कुछ ऐसा था जिसे खगोलविदों ने पहले कभी किसी ब्लैक होल के आसपास घटित होते नहीं देखा था।
चीजें तब और भी अजीब हो गईं जब एमआईटी टीम ने 1ईएस 1927+654 से तेज आवृत्ति के साथ एक्स-रे के विस्फोट होते देखे। दो वर्षों के दौरान, इन उच्च-ऊर्जा चमक की दर हर 18 मिनट में एक बार से बढ़कर हर 7 मिनट में एक बार हो गई। ब्लैक होल के लिए यह भी अभूतपूर्व व्यवहार है।
अगर ये अजीब प्रसंग हैं एक परिक्रमा करने वाले सफेद बौने का परिणाम, एक प्रकार का तारकीय अवशेष जो पीछे छूट जाता है जब सूर्य के द्रव्यमान के आसपास एक तारा मर जाता है, तो यह मृत तारा एक अविश्वसनीय संतुलन कार्य कर रहा है।
टीम के सह-नेता और एमआईटी शोधकर्ता मेगन मास्टर्सन ने एक बयान में कहा, “यह किसी भी ब्लैक होल के बारे में हमारे द्वारा ज्ञात सबसे करीबी चीज़ होगी।” “यह हमें बताता है कि सफेद बौने जैसी वस्तुएं अपेक्षाकृत विस्तारित अवधि के लिए घटना क्षितिज के बहुत करीब रहने में सक्षम हो सकती हैं।”
यदि इन अजीब घटनाओं का स्रोत एक सूक्ष्म रूप से संतुलित सफेद बौना है, तो शोधकर्ताओं का मानना है कि इसका पता अंतरिक्ष और समय में तरंगों का उपयोग करके लगाया जा सकता है जिन्हें सिस्टम से उत्सर्जित गुरुत्वाकर्षण तरंगें कहा जाता है।
वर्तमान गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टर जैसे कि लेजर इंटरफेरोमीटर ग्रेविटेशनल-वेव ऑब्ज़र्वेटरी (एलआईजीओ) ऐसे उत्सर्जन को पहचानने के लिए पर्याप्त संवेदनशील नहीं हैं। हालाँकि, नासा के अंतरिक्ष-आधारित डिटेक्टर LISA (लेजर इंटरफेरोमीटर स्पेस एंटीना) जैसी आगामी गुरुत्वाकर्षण तरंग वेधशालाएँ इस तरह का पता लगाने के लिए पर्याप्त सटीक हो सकती हैं।
टीम के सदस्य और एमआईटी में भौतिकी के प्रोफेसर एरिन कारा ने कहा, “इन नए डिटेक्टरों को मिनटों के पैमाने पर दोलनों का पता लगाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, इसलिए यह ब्लैक होल प्रणाली उस मीठे स्थान पर है।”
1ES 1927+654 का विचित्र इतिहास
कारा और मास्टर्सन दोनों का 1ES 1927+654 के साथ एक लंबा इतिहास है। दोनों उस टीम का हिस्सा थे जिसने सात साल पहले देखा था कि सुपरमैसिव ब्लैक होल का कोरोना अंधेरा हो गया था। उन्होंने यह भी देखा कि गायब होने के बाद यह अपने आप कैसे पुनर्जीवित हो गया।
थोड़े समय के लिए, 1ईएस 1927+654 का नव विकसित कोरोना पृथ्वी के ऊपर आकाश में सबसे चमकीला एक्स-रे स्रोत था। 1ईएस 1927+654 की अद्भुत प्रकृति ने टीम को इसकी जांच जारी रखने के लिए प्रेरित किया।
कारा ने बताया, “यह अभी भी बेहद उज्ज्वल था, हालांकि यह कुछ वर्षों से कुछ भी नया नहीं कर रहा था और एक तरह से गुर्रा रहा था। लेकिन हमें लगा कि हमें इसकी निगरानी करते रहना होगा क्योंकि यह बहुत सुंदर था।” “फिर हमने कुछ ऐसा देखा जो वास्तव में पहले कभी नहीं देखा गया था।”
1ईएस 1927+654 का अधिक विस्तार से अध्ययन करने के लिए, शोधकर्ताओं ने यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी (ईएसए) एक्स-रे अंतरिक्ष यान एक्सएमएम-न्यूटन द्वारा एकत्र किए गए डेटा की ओर रुख किया।
इससे इस ब्लैक होल से एक्स-रे की बढ़ती पल्स आवृत्ति का पता चला, एक घटना जिसे “अर्ध-आवधिक दोलन” कहा जाता है, जिसे पहले ब्लैक होल के आसपास देखा गया है। 1ईएस 1927+654 के लिए अद्वितीय तथ्य यह है कि यह झिलमिलाहट दो वर्षों के दौरान हर 18 मिनट से हर 7 मिनट में लगातार बढ़ती हुई प्रतीत होती है।
मास्टर्सन ने बताया, “जिस दर पर यह चमक रहा है, हमने इस नाटकीय परिवर्तनशीलता को कभी नहीं देखा है।” “यह बिल्कुल सामान्य सुपरमैसिव ब्लैक होल जैसा नहीं लग रहा था।”
तथ्य यह है कि 1ईएस 1927+654 की चमक एक्स-रे में देखी गई थी जिससे एमआईटी टीम को इस अजीब व्यवहार के कारण के बारे में एक बहुत ही महत्वपूर्ण सुराग मिला।
किनारे पर रहने वाले
ब्लैक होल के तत्काल आसपास तेजी से घूमने वाले प्लाज्मा के हिंसक और अशांत समुद्र से एक्स-रे उत्पन्न होने की सबसे अधिक संभावना है। इस उच्च-ऊर्जा प्रकाश के ब्लैक होल से दूर से उत्सर्जित होने की बहुत कम संभावना है जहां ठंडा प्लाज्मा अधिक धीमी गति से चलता है।
कारा ने कहा, “एक्स-रे में कुछ देखना पहले से ही बता रहा है कि आप ब्लैक होल के काफी करीब हैं।” “जब आप मिनटों के समयमान पर परिवर्तनशीलता देखते हैं, तो यह घटना क्षितिज के करीब है, और पहली चीज जो आपका दिमाग जाती है वह गोलाकार गति है और क्या कुछ ब्लैक होल के चारों ओर परिक्रमा कर सकता है।”
टीम ने निर्धारित किया कि जो भी इन एक्स-रे का कारण बन रहा है वह सुपरमैसिव ब्लैक होल की बाहरी सीमा या “घटना क्षितिज” के कुछ मिलियन मील के भीतर स्थित है। घटना क्षितिज प्रत्येक ब्लैक होल के चारों ओर का वह बिंदु है जिस पर गुरुत्वाकर्षण इतना मजबूत हो जाता है कि प्रकाश भी इतनी तेजी से बच नहीं पाता।
1ES 1927+654 के अजीब व्यवहार को समझाने के लिए MIT शोधकर्ताओं के पास दो प्रमुख सिद्धांत हैं, जिनमें से पहला ब्लैक होल के कोरोना से संबंधित है।
मास्टर्सन ने कहा, “एक विचार यह है कि यह कोरोना दोलन कर रहा है, शायद आगे-पीछे लड़खड़ा रहा है, और अगर यह सिकुड़ना शुरू हो जाता है, तो ये दोलन तेज हो जाते हैं क्योंकि स्केल छोटे हो जाते हैं।” “लेकिन हम कोरोनल दोलनों को समझने के शुरुआती चरण में हैं।”
एक बेहतर ढंग से समझी जाने वाली व्याख्या में एक ब्रह्मांडीय साहसी व्यक्ति शामिल होगा: रस्सी पर चलने वाला एक सफेद बौना जिसका द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान का लगभग 10% है।
इस परिदृश्य में, सफ़ेद बौना 1ईएस 1927+654 के आसपास घूमते समय गुरुत्वाकर्षण तरंगें उत्सर्जित कर रहा होगा। इससे मृत तारा ब्लैक होल के करीब आ जाएगा, जिससे वह तेजी से आगे बढ़ेगा, जिससे एक्स-रे उत्सर्जन की आवृत्ति बढ़ जाएगी।
हालाँकि सुपरमैसिव ब्लैक होल से निकटता के मामले में यह सफ़ेद बौना वस्तुतः उस बिंदु पर है जहाँ से वापसी संभव नहीं है, लेकिन एमआईटी टीम को नहीं लगता कि यह मृत तारा निकट भविष्य में ब्लैक होल में गिरेगा। ऐसा इसलिए है क्योंकि जैसे ही ब्लैक होल सफेद बौने को अंदर खींचता है, मृत तारा सामग्री बहा रहा है। यह इसे पीछे की ओर धकेल रहा है, जिससे सफ़ेद बौना घटना क्षितिज से दूर रहता है।
कारा ने बताया, “क्योंकि सफेद बौने छोटे और सघन होते हैं, उन्हें अलग करना बहुत मुश्किल होता है, इसलिए वे ब्लैक होल के बहुत करीब हो सकते हैं।” “यदि यह परिदृश्य सही है, तो यह सफेद बौना मोड़ पर सही है, और हम इसे और दूर जाते हुए देख सकते हैं।”
शोधकर्ताओं का इरादा 1ईएस 1927+654 का अवलोकन जारी रखने का है और ऐसा करने के लिए वे अधिकाधिक परिष्कृत दूरबीनों की ओर रुख करेंगे। वे इस ब्लैक होल के चारों ओर निश्चित मृत्यु को चुनौती देने वाले संभावित साहसी सफेद बौने से दूर तरंगित होने वाली गुरुत्वाकर्षण तरंगों को “सुनने” के लिए 2030 के दशक में लॉन्च होने वाले एलआईएसए का उपयोग करने का भी इरादा रखते हैं।
मास्टर्सन ने निष्कर्ष निकाला, “इस स्रोत से मैंने जो एक चीज सीखी है वह यह है कि इसे देखना कभी बंद न करें क्योंकि यह शायद हमें कुछ नया सिखाएगा।” “अगला कदम सिर्फ अपनी आँखें खुली रखना है।”
टीम ने सोमवार (13 जनवरी) को नेशनल हार्बर, मैरीलैंड में अमेरिकन एस्ट्रोनॉमिकल सोसायटी की 245वीं बैठक में अपना शोध प्रस्तुत किया। उनके परिणाम नेचर पत्रिका में प्रकाशित किये जायेंगे।
