दूधिया रास्ते से भटक रहा ब्लैक होल
चित्र 1: अंतरिक्ष में एक अकेले ब्लैक होल का कलात्मक चित्रण | द्वारा - u/squirrel13370, SpaceEngine पर

वैज्ञानिकों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने निर्धारित किया है कि 2011 में देखी गई एक संभावित माइक्रोलेंसिंग घटना एक ब्लैक होल की उपस्थिति के कारण हुई थी जो आकाशगंगा से घूमते हुए खोजी गई थी। आर्क्सिव प्रीप्रिंट सेवा पर, समूह ने अपने निष्कर्षों की व्याख्या करते हुए एक पेपर जारी किया है। और अधिक जानें

अनुसंधान क्या कहता है?

वैज्ञानिकों ने लंबे समय से अनुमान लगाया है कि कई ब्लैक होल इंटरस्टेलर स्पेस में तैर रहे हैं। यह ब्लैक होल की प्रकृति के कारण है, जो अंतरिक्ष की ब्लैक बैकग्राउंड के खिलाफ पता लगाना मुश्किल है। बहरहाल, उनके अस्तित्व के सबूत सम्मोहक थे। पिछले अध्ययन ने संकेत दिया है कि ब्लैक होल अक्सर तब उत्पन्न होते हैं जब तारे अपने जीवन के अंत तक पहुँच जाते हैं और उनके कोर ढह जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक सुपरनोवा विस्फोट होता है। क्योंकि इतने सारे सुपरनोवा देखे गए हैं, यह स्पष्ट लग रहा था कि परिणामस्वरूप कई ब्लैक होल उत्पन्न हुए होंगे।

हालांकि, उनका पता लगाने से लेंसिंग प्रभावों की खोज आवश्यक हो गई है, जो तब होता है जब तारों से प्रकाश एक ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण खिंचाव से मुड़ जाता है। विशाल दूरी को देखते हुए, लेंसिंग प्रभाव इतना छोटा है कि सबसे उन्नत समकालीन दूरबीनों के साथ भी इसका पता लगाना व्यावहारिक रूप से असंभव है। हालांकि, 2011 में, इस तरह के लेंसिंग की मांग करने वाली दो परियोजना टीमों ने एक ऐसे तारे पर ठोकर खाई, जो बिना किसी स्पष्ट कारण के चमक रहा था। दिलचस्प बात यह है कि इस नई परियोजना के पीछे के शोधकर्ताओं ने हबल डेटा का विश्लेषण करना शुरू किया। उन्होंने छह साल तक प्रकाश परिवर्तन को देखा, इस उम्मीद में कि यह एक ब्लैक होल से आवर्धन के कारण था।

तब उन्होंने कुछ और खोजा: तारे की स्थिति बदलती हुई दिखाई दी। शोधकर्ताओं के अनुसार, परिवर्तन केवल एक अनदेखी चलती वस्तु के कारण हो सकता है जो प्रकाश पर एक बल लगाता है क्योंकि यह एक इंटरस्टेलर ब्लैक होल से गुजरता है। शोधकर्ता तारे और उसके प्रकाश का अध्ययन तब तक करते रहे जब तक कि उन्होंने लेंसिंग से किसी भी प्रकाश के आने की संभावना से इंकार नहीं किया और पुष्टि की कि आवर्धन की एक लंबी अवधि थी, दोनों को ब्लैक होल के अस्तित्व की पुष्टि करने के लिए आवश्यक है। एक साथ लिया गया, डेटा एक फ्री-फ्लोटिंग ब्लैक होल की खोज का समर्थन करने के लिए पर्याप्त रूप से सम्मोहक है। खगोलविद इसके द्रव्यमान की गणना करने में भी सक्षम थे, जो कि सात सौर द्रव्यमान थे। उन्होंने यह भी पाया कि यह लगभग 45 किलोमीटर प्रति सेकंड की गति से यात्रा करता है।

अनुसंधान को आगे समझाते हुए

ब्लैक होल का स्वयं कोई नाम नहीं है, लेकिन जिस घटना से इसकी खोज हुई, उसे MOA-2011-BLG-191/OGLE-2011-BLG-0462 के रूप में जाना जाता है। यदि पुष्टि की जाती है, तो इसका द्रव्यमान सूर्य के लगभग सात गुना है और यह लगभग 5,000 प्रकाश वर्ष दूर स्थित है। नीचे दिए गए चित्र में खोजे गए ब्लैक होल के बारे में बताया गया है।

आकाशगंगा के माध्यम से घूमते हुए ब्लैक होल
चित्र 2: एमओए-11-191/ओजीएलई-11-0462 पर केंद्रित 800×800 क्षेत्र के F814W (आई-बैंड) फिल्टर में एचएसटी छवि, 2017 अगस्त में प्राप्त हुई। उत्तर शीर्ष पर है, पूर्व बाईं ओर है। हरे रंग में घिरा हुआ स्रोत तारा है, जो अब आधारभूत चमक में वापस आ गया है। साइट को स्रोत में हल किया गया है, WNW के लिए एक बहुत उज्ज्वल पड़ोसी सितारा 0.004, और कई पास के बेहोश सितारे। आंतरिक सियान सर्कल का व्यास 100 है, जो ग्राउंड-आधारित माइक्रोलेंसिंग सर्वेक्षण छवियों में विशिष्ट सर्वश्रेष्ठ देखने के अनुरूप है; बाहरी सियान सर्कल का व्यास 200 है, जो देखने में असामान्य नहीं है। स्रोत, उज्ज्वल पड़ोसी, और कई फीके सितारे आम तौर पर जमीन-आधारित फ़्रेमों में मिश्रित होते हैं, और सम्मिश्रण देखने के साथ बढ़ता है। क्रेडिट: https://arxiv.org/pdf/2201.13296.pdf

2001 में, हबल स्पेस टेलीस्कॉप ने एक तारे की एक छवि को कैप्चर किया जो एक पृथक ब्लैक होल (उपरोक्त छवि में केंद्रीय सर्कल) द्वारा विकृत हो गया था। यह गांगेय केंद्र के चारों ओर तारों के घने क्षेत्र में स्थित है, जहां यह गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग घटना को देखने के लिए सबसे अच्छी स्थिति में है। हमारी आकाशगंगा में कुछ दर्जन ब्लैक होल खोजे गए हैं, जिनमें से अधिकांश वर्तमान में पुष्टि की प्रतीक्षा कर रहे हैं। क्योंकि ब्लैक होल गहरे रंग के होते हैं, वे स्वयं का प्रकाश उत्सर्जित नहीं करते हैं, जिससे उनका पता लगाना मुश्किल हो जाता है।

उन्हें उनके आस-पास की वस्तुओं और सामग्रियों पर पड़ने वाले प्रभावों से पहचाना जा सकता है। जो पदार्थ गर्म हो जाते हैं और भारी मात्रा में ऊर्जा उत्पन्न कर सकते हैं, जिससे वे बेहद शानदार हो जाते हैं। अधिकांश स्थानीय ब्लैक होल तब खोजे जाते हैं जब वे सूर्य जैसे किसी तारे की परिक्रमा करते हैं। इसके अलावा, जब ब्लैक होल आपस में टकराते हैं और विलीन हो जाते हैं, तो वे गुरुत्वाकर्षण तरंगें उत्पन्न करते हैं, और उनमें से कई अरबों प्रकाश-वर्ष दूर होने के बावजूद इस तरह से खोजे गए हैं।

इस प्रकार पृथक स्थानीय ब्लैक होल का पता लगाना काफी कठिन होता है। मिल्की वे में शायद ऐसे लाखों-करोड़ों ब्लैक होल हैं, लेकिन जगह बहुत बड़ी है, ब्लैक होल डार्क हैं, और उनका पता लगाना कठिन है। लेकिन यह असंभव नहीं है। एक और तरीका है कि वे अपनी उपस्थिति का खुलासा करते हैं गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग द्वारा, इसलिए वैज्ञानिक गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग का उपयोग करते हैं।

जब एक छोटी सी वस्तु ऐसा करती है, तो इसे माइक्रोलेंसिंग कहा जाता है। यदि कोई ब्लैक होल, उदाहरण के लिए, हमारे और एक तारे के बीच से गुजरता है, तो तारे की छवि दोगुनी और प्रवर्धित होती है, और आकाश में इसकी स्थिति लेंसिंग द्वारा कुछ हद तक मुड़ी हुई होती है। यदि प्रभाव पर्याप्त मजबूत हो तो इन दोनों को सैद्धांतिक रूप से मापा जा सकता है।

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खगोलविदों ने खगोल भौतिकी में माइक्रोलेंसिंग ऑब्जर्वेशन (एमओए) और ऑप्टिकल ग्रेविटेशनल लेंसिंग एक्सपेरिमेंट (ओजीएलई) जैसे सर्वेक्षणों को अनिवार्य रूप से आकाश में एक स्थान पर बहुत सारे सितारों के साथ घूरने के लिए विकसित किया – उदाहरण के लिए, हमारे केंद्र में सितारों के उभार की ओर आकाशगंगा – लेंसिंग घटना का पता लगाने की संभावना को अधिकतम करने के लिए।

2011 में, MOA और OGLE दोनों ने एक ही अवलोकन किया। गेलेक्टिक सेंटर के पास घने तारकीय क्षेत्र के बीच पृथ्वी से लगभग 19,000 प्रकाश वर्ष दूर एक तारा चमकने लगा। प्रकाश वक्र को प्लॉट करना, जो समय के साथ तारे की चमक का एक ग्राफ है, तारे को चमकने और फीके पड़ने में 270 दिनों से अधिक का समय लगा, और अपने चरम पर, तारे से प्रकाश को लगभग 370 गुना बढ़ा दिया गया।

गुरुत्वाकर्षण लेंस घटना का प्रकाश वक्र (समय के साथ चमक का एक ग्राफ) एक दर्जन से अधिक वेधशालाओं द्वारा देखा जाता है। पूरी घटना लगभग 300 दिनों तक चली (एक्स-अक्ष को मानक खगोलीय पैमाने का उपयोग करके दिनों में मापा जाता है जिसे जूलियन डेज़ कहा जाता है)।

घटना का प्रकाश वक्र रूप और अवधि भौतिकी के अधिकांश भाग को कम करने में सहायता करती है, लेकिन चीजों को पूरी तरह से कम करने के लिए, खगोलविदों ने लेंसिंग घटना के दौरान 8 बार तारे का अध्ययन करने के लिए हबल स्पेस टेलीस्कोप का उपयोग किया। उन्होंने तारे के स्थान का लगभग 5 मिलियन सेकेंड तक एक अलग प्रतिबिंब देखा।

माइक्रोलेंसिंग ब्लैक होल
चित्र 3: 2.001 × 2.000 MOA-11-191/OGLE-11-0462 के आसपास कटआउट जैसा कि HST द्वारा सभी 8 युगों में देखा गया है। 2011 से 2017 तक F606W और F814W में एक्सपोजर लिया गया; स्रोत तारे को प्रथम-युग (ऊपरी बाएँ) छवि में एक तीर द्वारा चिह्नित किया गया है। इस युग में, 2011 8 अगस्त को, आवर्धन 12 का कारक था। एपोच 3 और 4 में अधिकतम एस्ट्रोमेट्रिक विक्षेपण हुआ, जब फोटोमेट्रिक आवर्धन केवल 10% था। 2017 में, स्रोत अपनी अघोषित चमक और अनिर्धारित स्थिति के बहुत करीब लौट आया था। Credit: https://arxiv.org/pdf/2201.13296.pdf

जैसे-जैसे ब्लैक होल गुजरता गया और इसका प्रवर्धन कम होता गया, गुरुत्वाकर्षण के लेंस वाले तारे की हबल तस्वीरें समय के साथ फीकी पड़ गईं। इन सभी मापों को तब लेंसिंग ऑब्जेक्ट के द्रव्यमान और दूरी को निर्धारित करने के लिए जोड़ा गया था। उन्होंने पाया कि लेंस का द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान का 7.11.3 गुना है और यह हमसे 5,150 600 प्रकाश वर्ष दूर स्थित है, हालांकि, उस वस्तु से कोई प्रकाश निकलता नहीं देखा गया।

निष्कर्ष

एक ब्लैक होल बड़ा और गहरा होता है, वह द्रव्यमान ठीक वैसा ही होता है जैसा आप एक तारकीय-द्रव्यमान वाले ब्लैक होल से अनुमान लगाते हैं, जो एक बड़े तारे के फटने और उसके कोर के ढहने के बाद उत्पन्न होता है। उन्हें यह भी पता चलता है कि ब्लैक होल अंतरिक्ष में अपेक्षाकृत तेज़ी से यात्रा कर रहा है। इस डेटा के साथ, वे कुल वेग की गणना नहीं कर सकते हैं, लेकिन यह हमारी दृष्टि रेखा के पार लगभग 45 किलोमीटर प्रति सेकंड की गति से आगे बढ़ रहा है, जो कि 14 ऑक्टिलियन टन ब्लैक होल है जो 160,000 किलोमीटर प्रति घंटे की गति से आगे बढ़ रहा है, लेकिन मूल्य के बारे में अगर इसे तेज किया गया तो अपेक्षित मूल्य के बारे में इसे बनाने वाले सुपरनोवा विस्फोट से।

हम जानते हैं कि ऐसे ब्लैक होल मौजूद हैं और यह शोध हमें दिखाता है कि उन्हें कैसे खोजा जाए। यह अध्ययन आकाशगंगा की परिक्रमा करने वाले इन अकेले ब्लैक होल के बारे में हमारी समझ के लिए एक मूल्यवान अतिरिक्त है, जिसमें न केवल उनकी दूरी और द्रव्यमान शामिल है, बल्कि यह भी है कि कितने हैं, वे कैसे बने, वे समय के साथ कैसे बदल गए, और अन्य कारक।


स्त्रोत


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