नासा के जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप ने सबूत पाया कि सुपरमैसिव ब्लैक होल परिपक्व आकाशगंगाओं में तारे के निर्माण को दबा देते हैं।
टीम ने जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) नियर इन्फ्रारेड कैमरा (NIRCam) का उपयोग किया, 19 आकाशगंगाओं का विश्लेषण किया जो स्पाइडरवेब प्रोटोक्लस्टर का हिस्सा हैं, जो ब्रह्मांड में सबसे अच्छे अध्ययन किए गए आकाशगंगा समूहों में से एक है, जो लगभग 11 बिलियन प्रकाश वर्ष दूर है। धरती।
उन्होंने पाया कि जिन आकाशगंगाओं के हृदय में महाविशाल ब्लैक होल होते हैं, वे ऐसे ब्लैक होल रहित आकाशगंगाओं की तुलना में बहुत धीमी गति से तारे उत्पन्न करती हैं। ये निष्कर्ष आकाशगंगा विकास की हमारी समझ में लंबे समय से चली आ रही कमी को भरने में मदद कर सकते हैं।
जापान के वासेदा विश्वविद्यालय में खगोल विज्ञान के एसोसिएट प्रोफेसर और अध्ययन के प्रमुख लेखक रिदम शिमाकावा ने Space.com को बताया, “हम हाइड्रोजन की पुनर्संयोजन रेखाओं के उच्च-रिज़ॉल्यूशन मानचित्र प्राप्त करने में सफल रहे, जो तारे के निर्माण की गतिविधि को दर्शाते हैं।” “हमने पाया कि सक्रिय सुपरमैसिव ब्लैक होल वाली विशाल आकाशगंगाएँ सक्रिय सुपरमैसिव ब्लैक होल के बिना तुलना करने पर तारा निर्माण का कोई संकेत नहीं दिखाती हैं।”
तारे तब बनते हैं जब ठंडी हाइड्रोजन गैस के विशाल बादल उनके गुरुत्वाकर्षण के भार से ढह जाते हैं। जैसे-जैसे टूटते बादल के अंदर पदार्थ का घनत्व बढ़ता है, उसका तापमान बढ़ता है। यह अंततः परमाणु संलयन को ट्रिगर करता है, जो सितारों को जीवन में लाता है।
यह प्रक्रिया हाइड्रोजन परमाणुओं के आयनीकरण का कारण बनती है, एक तंत्र जो JWST के NIRCam जैसे परिष्कृत उपकरणों द्वारा प्राप्त प्रकाश स्पेक्ट्रा में दिखाई देने वाले एक विशिष्ट प्रकार के विकिरण का उत्सर्जन करता है।
वैज्ञानिकों ने लंबे समय से देखा है कि आकाशगंगाएँ जितनी पुरानी होती जाती हैं, वे उतने ही कम तारे उत्पन्न करती दिखाई देती हैं। मूल रूप से, विशेषज्ञों ने सोचा कि तारे का निर्माण केवल इसलिए धीमा हो जाता है क्योंकि आकाशगंगाएँ अपनी ठंडी हाइड्रोजन गैस का उपयोग करती हैं। हालाँकि, अवलोकनों से पता चला है कि 1 बिलियन वर्ष से कम उम्र की कुछ आकाशगंगाएँ (संदर्भ के लिए हमारी मिल्की वे आकाशगंगा 13.6 बिलियन वर्ष पुरानी है) पहले से ही स्टार-गठन बर्नआउट के संकेत दिखाती हैं। यह इतनी छोटी अवधि है कि उन आकाशगंगाओं में केवल तारा निर्माण के कारण ही हाइड्रोजन गैस ख़त्म हो जाएगी।
इसलिए कुछ खगोलविदों ने सुझाव दिया है कि, जैसे आकाशगंगाएँ अन्य आकाशगंगाओं के साथ विलय करके बढ़ती हैं, उनके केंद्रों पर ब्लैक होल भी बढ़ते हैं, जो लाखों सौर द्रव्यमान तक पहुँचते हैं। (एक सौर द्रव्यमान हमारे सूर्य के एक द्रव्यमान के बराबर है)। जैसे-जैसे ब्लैक होल बढ़ते जाएंगे, आकाशगंगाओं से गैस बाहर निकालने की उनकी क्षमता बढ़ती जाएगी। ब्लैक होल जितना अधिक विशाल होता है, वस्तु उतनी ही तेजी से अपने घटना क्षितिज से परे पदार्थ को सर्पिल बनाती है, और प्रति सेकंड हजारों मील की गति तक पहुंचती है। इनमें से कुछ ब्लैक होल सापेक्षिक जेट के रूप में संचित गैस के कुछ हिस्से को अंतरिक्षीय अंतरिक्ष में उगल देते हैं, जिससे आकाशगंगा में तारा-वाहक माध्यम की कमी हो जाती है। स्पाइडरवेब प्रोटोक्लस्टर के JWST अवलोकन, जो अपनी विशाल दूरी के कारण हमें बिग बैंग के 3 अरब वर्ष से भी कम समय बाद दिखाई देते हैं, इस सिद्धांत का समर्थन करते हैं।
शिमाकावा ने कहा, “स्पाइडरवेब प्रोटोक्लस्टर अब तक पाया गया पहला प्राचीन आकाशगंगा समूह है और दो दशकों से अधिक समय से विभिन्न अनुसंधान समूहों द्वारा इसका अध्ययन किया गया है।” “वहाँ कई विशाल आकाशगंगाएँ हैं [in the Spiderweb supercluster] सुपर विशाल ब्लैक होल की मेजबानी, जो इसे ब्लैक होल और तारे के निर्माण के बीच संबंधों की विस्तार से जांच करने के लिए एक आदर्श प्रयोगशाला बनाती है।”
बड़ी अण्डाकार आकाशगंगाओं में तारे का निर्माण आमतौर पर लगभग न के बराबर होता है, जो आकाशगंगा के विकास में अंतिम चरण का प्रतिनिधित्व करता है। आकाशगंगा जैसी सर्पिल आकाशगंगाओं के विपरीत, घुमावदार सर्पिल भुजाओं की अपनी विशिष्ट संरचनाओं के साथ, अण्डाकार आकाशगंगाएँ आकारहीन होती हैं। वैज्ञानिकों का मानना है कि तारों का ये विशाल समूह युवा आकाशगंगाओं के बीच टकराव से उत्पन्न हुआ है। इन आकाशगंगाओं के टकराव के बल ने उन पूर्ववर्ती आकाशगंगाओं की साफ-सुथरी संरचनाओं को नष्ट कर दिया होगा, अण्डाकार आकाशगंगाओं को अराजक क्षेत्रों में बदल दिया होगा जहाँ तारे यादृच्छिक दिशाओं में परिक्रमा करते हैं। इन स्मैश-अप ने मूल आकाशगंगाओं के केंद्रीय ब्लैक होल को भी विलीन कर दिया होगा, जिससे प्रत्येक बाद की टक्कर के साथ और अधिक विशाल ब्लैक होल का निर्माण होगा। परिणामस्वरूप, अण्डाकार आकाशगंगाओं के केंद्रों पर स्थित महाविशाल ब्लैक होल ज्ञात सबसे विशाल ब्लैक होल हैं।
जैसे ही पदार्थ ऐसे सुपरमैसिव ब्लैक होल की ओर बढ़ता है, यह शक्तिशाली एक्स-रे उत्सर्जित करता है जिसे नासा के चंद्रा एक्स-रे वेधशाला जैसी अन्य परिक्रमा वेधशालाओं द्वारा देखा जा सकता है। चंद्रा के अवलोकनों की JWST के हाइड्रोजन आयनीकरण के माप के साथ तुलना करके, शोधकर्ताओं ने पाया कि सबसे प्रचंड ब्लैक होल वाली आकाशगंगाएँ सबसे कम तारा निर्माण दर दिखाती हैं।
वैज्ञानिकों ने पहले इस बात के सबूत देखे हैं कि सुपरमैसिव ब्लैक होल आकाशगंगाओं से गैस को बाहर निकाल सकते हैं, लेकिन स्पाइडरवेब प्रोटोक्लस्टर के अवलोकन विशेष रूप से मूल्यवान हैं क्योंकि वे आकाशगंगाओं के एक बड़े समूह में एक पैटर्न प्रकट करते हैं जो लगभग एक ही उम्र के हैं। देखी गई आठ आकाशगंगाओं के केंद्र में सक्रिय सुपरमैसिव ब्लैक होल हैं जबकि 11 के दिल शांत हैं।
हालाँकि, शिमाकावा का कहना है कि सुपरमैसिव ब्लैक होल और उनके आसपास की आकाशगंगाओं के बीच परस्पर क्रिया के बारे में पर्याप्त जानकारी नहीं है और अन्य तंत्र धीमे तारे के निर्माण में योगदान दे सकते हैं।
द स्टडी रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसाइटी के मासिक नोटिस जर्नल में 18 दिसंबर को प्रकाशित किया गया था।
