ब्लैक होल प्रकृति की सबसे भयानक और रहस्यमयी ताकतों में से एक हैं। इसी समय, वे खगोल भौतिकी की हमारी समझ के लिए मौलिक हैं। न केवल ब्लैक होल विशेष रूप से बड़े पैमाने पर सितारों का परिणाम हैं जो अपने जीवन के अंत में सुपरनोवा जाते हैं, वे सामान्य सापेक्षता की हमारी समझ के लिए भी महत्वपूर्ण हैं और माना जाता है कि उन्होंने ब्रह्मांडीय विकास में एक भूमिका निभाई है।
इस वजह से, खगोलविज्ञानी कई वर्षों से मिल्की वे आकाशगंगा में ब्लैक होल की जनगणना बनाने की कोशिश कर रहे हैं। हालांकि, नए शोध से संकेत मिलता है कि खगोलविदों ने ब्लैक होल के पूरे वर्ग की अनदेखी की होगी। यह एक हालिया खोज से आया है जहां खगोलविदों की एक टीम ने एक ब्लैक होल का निरीक्षण किया जो कि तीन सौर द्रव्यमानों से अधिक है, जिससे यह अब तक खोजा गया सबसे छोटा ब्लैक होल है।
अध्ययन, "एक निर्बाध कम-द्रव्यमान वाला ब्लैक होल-विशाल तारा बाइनरी सिस्टम", हाल ही में पत्रिका में दिखाई दिया विज्ञान। जिम्मेदार टीम का नेतृत्व ओहियो स्टेट यूनिवर्सिटी के खगोलविदों ने किया और इसमें हार्वर्ड-स्मिथसोनियन सेंटर फॉर एस्ट्रोफिजिक्स, द ऑब्जर्वेटर्स ऑफ द कार्नेगी इंस्टीट्यूशन फॉर साइंस, द डार्क कॉस्मोलॉजी सेंटर और कई वेधशालाएं और विश्वविद्यालय शामिल थे।
यह खोज विशेष रूप से उल्लेखनीय थी क्योंकि इसमें एक ऐसी वस्तु की पहचान की गई थी जिसे खगोलविदों ने पहले से नहीं जाना था। नतीजतन, वैज्ञानिकों को अब पुनर्विचार करने के लिए मजबूर किया जाता है कि वे क्या सोचते हैं कि वे हमारी आकाशगंगा में ब्लैक होल की आबादी के बारे में जानते थे। टॉड थॉम्पसन के रूप में, ओहियो स्टेट यूनिवर्सिटी में खगोल विज्ञान के प्रोफेसर और अध्ययन के प्रमुख लेखक ने समझाया:
"हम इस संकेत को दिखा रहे हैं कि वहाँ एक और आबादी है जिसे हम अभी तक ब्लैक होल की खोज में वास्तव में जांचना चाहते हैं। लोग सुपरनोवा विस्फोटों को समझने की कोशिश कर रहे हैं कि सुपरमेसिव ब्लैक स्टार कैसे विस्फोट करते हैं, सुपरमासिव सितारों में तत्वों का निर्माण कैसे हुआ। इसलिए यदि हम ब्लैक होल की नई आबादी को प्रकट कर सकते हैं, तो यह हमें और बताएगा कि कौन से सितारे विस्फोट करते हैं, कौन से ब्लैक होल नहीं बनते हैं, जो न्यूट्रॉन स्टार बनाते हैं। यह अध्ययन के एक नए क्षेत्र को खोलता है। ”
अंतरिक्ष और समय पर उनके प्रभाव के कारण, खगोलविद लंबे समय से ब्लैक होल और न्यूट्रॉन सितारों की खोज कर रहे थे। चूँकि वे भी परिणाम हैं कि जब तारे मरते हैं, तो वे तारों के जीवन चक्र और तत्वों के निर्माण के बारे में जानकारी भी दे सकते हैं। ऐसा करने के लिए, खगोलविदों को सबसे पहले यह निर्धारित करने की आवश्यकता है कि हमारी आकाशगंगा में ब्लैक होल कहाँ स्थित हैं, जिसके लिए उन्हें यह पता होना चाहिए कि उन्हें क्या देखना है।
उन्हें खोजने का एक तरीका द्विआधारी प्रणालियों की तलाश करना है, जहां दो सितारे अपने आपसी गुरुत्वाकर्षण के कारण एक दूसरे के साथ कक्षा में बंद हैं। जब इन तारों में से एक अपने जीवन के अंत के निकट गुरुत्वाकर्षण पतन से गुजरता है, तो यह या तो न्यूट्रॉन स्टार या ब्लैक होल बनाने के लिए ढह जाएगा। यदि साथी तारा अपने विकास के रेड ब्रांच चरण (आरबीपी) तक पहुंच गया है, तो यह काफी विस्तार करेगा।
इस विस्तार के परिणामस्वरूप लाल विशाल इसके ब्लैक होल या न्यूट्रॉन स्टार साथी के अधीन हो जाएगा। इससे सामग्री पूर्व की सतह से खींची जाएगी और बाद में धीरे-धीरे खपत की जाएगी। यह उष्मा और एक्स-रे द्वारा दर्शाया गया है जो कि तारे से निकलने वाली सामग्री के रूप में उत्सर्जित होते हैं, इसके ब्लैक होल के साथी पर आरोपित होते हैं।
अब तक, खगोलविदों द्वारा पहचानी गई हमारी आकाशगंगा के सभी ब्लैक होल पांच और पंद्रह सौर द्रव्यमानों के बीच थे। न्यूट्रॉन तारे, इसके विपरीत, आमतौर पर लगभग 2.1 सौर द्रव्यमान से बड़े नहीं होते हैं, क्योंकि 2.5 से अधिक सौर द्रव्यमान एक ब्लैक होल बनाने के लिए ढह जाते हैं। जब LIGO और कन्या ने संयुक्त रूप से एक ब्लैक होल विलय के कारण गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाया, तो वे क्रमशः 31 और 25 सौर द्रव्यमान थे।
इसने प्रदर्शित किया कि खगोलविदों ने सामान्य श्रेणी में जो कुछ माना, उसके बाहर ब्लैक होल हो सकते हैं। जैसा कि थॉम्पसन ने कहा:
"तुरंत, हर कोई medi वाह जैसा था," क्योंकि यह इतनी शानदार चीज थी। केवल इसलिए नहीं कि यह साबित हुआ कि LIGO ने काम किया, बल्कि इसलिए कि जनता बहुत बड़ी थी। उस आकार के ब्लैक होल एक बड़ी बात है - हमने उन्हें पहले नहीं देखा था। ”
इस खोज ने थॉम्पसन और उनके सहयोगियों को इस संभावना पर विचार करने के लिए प्रेरित किया कि वहाँ अनदेखा वस्तुएं हो सकती हैं जो सबसे बड़े न्यूट्रॉन सितारों और सबसे छोटे ब्लैक होल के बीच रहती थीं। इसकी जांच करने के लिए, उन्होंने अपाचे प्वाइंट ऑब्जर्वेटरी गैलेक्टिक इवोल्यूशन एक्सपेरिमेंट (APOGEE) से डेटा का संयोजन शुरू किया - एक खगोलीय सर्वेक्षण जो आकाशगंगा के लगभग 100,000 तारों से स्पेक्ट्रा एकत्र करता है।
थॉम्पसन और उनके सहयोगियों ने परिवर्तनों के संकेतों के लिए इस स्पेक्ट्रा की जांच की जो यह संकेत देती है कि क्या कोई तारा किसी अन्य वस्तु के चारों ओर परिक्रमा कर सकता है। विशेष रूप से, अगर कोई तारा डॉपलर शिफ्ट के संकेत दिखा रहा था - जहां उसका स्पेक्ट्रा ब्लूयर एंड की ओर शिफ्टिंग के बीच वैकल्पिक होगा और फिर रेडर वेवलेंथ्स - यह एक संकेत होगा कि यह एक अनदेखे साथी की परिक्रमा कर सकता है।
यह विधि यह निर्धारित करने के सबसे प्रभावी और लोकप्रिय साधनों में से एक है कि क्या किसी तारे में ग्रहों की परिक्रमा प्रणाली है। जैसा कि ग्रह एक तारे की परिक्रमा करते हैं, वे उस पर एक गुरुत्वाकर्षण बल लगाते हैं जिससे वह आगे और पीछे की ओर बढ़ता है। इस तरह की पारी का उपयोग थॉम्पसन और उनके सहयोगियों द्वारा यह निर्धारित करने के लिए किया गया था कि क्या कोई APOGEE स्टार ब्लैक होल की परिक्रमा कर सकता है।
इसकी शुरुआत थॉम्पसन ने APOGEE डेटा को 200 उम्मीदवारों तक सीमित करके की, जो सबसे दिलचस्प साबित हुआ। इसके बाद उन्होंने थारिंदु जयसिंघे (ओहियो स्टेट के एक स्नातक अनुसंधान सहयोगी) को डेटा दिया, जिन्होंने तब सुपरनोवा (एएसएएस-एसएन) के लिए ऑल-स्काई ऑटोमेटेड सर्वे के डेटा का इस्तेमाल किया - जो ओएसयू द्वारा चलाया जाता है और 1,000 सुपरनोवा को मिला - हजारों को संकलित करने के लिए प्रत्येक उम्मीदवार की छवियों।
इसने एक विशाल लाल तारे का पता लगाया जो किसी ऐसी चीज की परिक्रमा करता दिखाई दिया जो किसी ज्ञात ब्लैक होल से बहुत छोटी थी, लेकिन किसी ज्ञात न्यूट्रॉन तारे से बहुत बड़ी थी। Tillinghast Reflector Echelle Spectrograph (TRES) और Gaia उपग्रह के अतिरिक्त डेटा के साथ परिणामों को संयोजित करने के बाद, उन्होंने महसूस किया कि उन्हें सूर्य के द्रव्यमान से लगभग 3.3 बार एक ब्लैक होल मिला है।
यह परिणाम न केवल कम द्रव्यमान वाले ब्लैक होल के एक नए वर्ग के अस्तित्व की पुष्टि करता है, बल्कि इसने उन्हें खोजने के लिए एक नई विधि भी प्रदान की है। जैसा कि थॉम्पसन ने समझाया:
"हमने यहां क्या किया है, ब्लैक होल की खोज करने के लिए एक नया तरीका लेकर आया है, लेकिन हमने संभावित रूप से कम द्रव्यमान वाले ब्लैक होल के नए वर्ग में से एक की पहचान की है, जिसके बारे में खगोलविदों को पहले से पता नहीं था। चीजों की जनता हमें उनके गठन और विकास के बारे में बताती है, और वे हमें उनके स्वभाव के बारे में बताते हैं। ”
