'मॉन्स्टर ब्लैक होल' डिस्कवरी गलत थी - लेकिन यह कैसे विज्ञान प्रगति है, वैज्ञानिक कहते हैं

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जाहिर है, कि "राक्षस ब्लैक होल" शोधकर्ताओं ने पाया कि सब के बाद इतना राक्षसी नहीं है। लेकिन त्रुटियों को खोजना और उन्हें ठीक करने के लिए काम करना कि विज्ञान कैसे आगे बढ़ाता है।

हाल के एक अध्ययन (एक सहकर्मी की समीक्षा में प्रकाशित अध्ययन नवंबर 27) में, वैज्ञानिकों की एक टीम ने बाइनरी सिस्टम एलबी -1 की खोज की सूचना दी, जिसमें एक स्टार शामिल है और, निष्कर्षों के अनुसार, एक ब्लैक होल साथी 70 गुना द्रव्यमान हमारे सूरज की। यह प्रमुख समाचार था, एक तारकीय-द्रव्यमान वाले ब्लैक होल (एक तारे के गुरुत्वाकर्षण के पतन से बनने वाले ब्लैक होल) आमतौर पर आधे से भी कम होते हैं जो बड़े पैमाने पर होते हैं। लेकिन चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज के नेशनल एस्ट्रोनॉमिकल ऑब्जर्वेटरी ऑफ चाइना (NAOC) के जिफेंग लियू के नेतृत्व में किया गया अध्ययन रोमांचक था, यह भी गलत था।

इस हफ्ते तीन नए पेपर सामने आए जिन्होंने लियू के अध्ययन से निष्कर्षों को फिर से परिभाषित किया, और इन अध्ययनों का कहना है कि एलबी -1 का ब्लैक होल वास्तव में यह सब बड़े पैमाने पर नहीं है।

अजीब ब्लैक होल

तारकीय-द्रव्यमान वाले ब्लैक होल की पहचान आमतौर पर चमकीले एक्स-रे उत्सर्जन से होती है जो कि गैस से आती हैं जो वस्तुएं अपने साथी सितारों से अलग होती हैं या अंदर खींचती हैं। लेकिन एलबी -1 में देखा जाने वाला ब्लैक होल "नॉनएनेटैक्टिंग" है; दूसरे शब्दों में, यह अपने तारे से गैस नहीं निकालता है, इसलिए इसे उज्ज्वल उत्सर्जन के माध्यम से नहीं पाया जा सकता है। वैज्ञानिकों को लगता है कि ब्रह्मांड में इस प्रकार के ब्लैक होल के कई उदाहरण हैं, लेकिन क्योंकि ये वस्तुएं मुश्किल से ही दिखाई देती हैं, इसलिए यह देखने के लिए कुछ अवलोकनों की जरूरत है कि वहां कितने हो सकते हैं।

इसलिए, यह निर्धारित करने के लिए कि सिस्टम में एक ब्लैक होल था, लियू की टीम को सिस्टम के तारे के डॉपलर शिफ्ट और एक गहरे-लाल उत्सर्जन लाइन में आंदोलन को देखकर, अप्रत्यक्ष रूप से ऑब्जेक्ट को ढूंढना और उसका अध्ययन करना था।

डॉपलर घटना के तहत, पृथ्वी की ओर बढ़ने वाली वस्तुएं नीली दिखाई देती हैं, क्योंकि प्रकाश तरंग दैर्ध्य कम हो रहे हैं, और लाल जब हमसे दूर जा रहे हैं, क्योंकि तरंगदैर्घ्य लंबे हो रहे हैं। उत्सर्जन लाइन, जिसे एच-अल्फा उत्सर्जन रेखा के रूप में जाना जाता है, एक वर्णक्रमीय रेखा या एक स्पेक्ट्रम में एक अंधेरे रेखा है। स्पेक्ट्रल लाइनों का उपयोग अक्सर परमाणुओं या अणुओं की पहचान करने के लिए किया जाता है और यह विशिष्ट रेखा हाइड्रोजन इलेक्ट्रॉनों द्वारा बनाई जाती है। लियू की टीम ने अनुमान के तहत अपना काम पूरा किया कि यह रेखा ब्लैक होल के चारों ओर अभिवृद्धि डिस्क से आ रही थी।

डॉपलर शिफ्ट में परिवर्तन को मापकर, शोधकर्ता वस्तुओं के वेग को निर्धारित कर सकते हैं और इसलिए, उनका द्रव्यमान। "अगर तारा और साथी समान मात्रा में तेजी ला रहे थे, तो इसका मतलब होगा कि उनके पास समान द्रव्यमान होगा, और यदि कोई बहुत कम गति कर रहा है, तो यह बहुत भारी होगा," कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले, खगोलविज्ञानी डॉक्टरेट छात्र करीम अल-बैड्री , इन परिणामों का विश्लेषण करने वाले तीन पत्रों में से एक पर एक सह-लेखक ने कहा। इसलिए, ब्लैक होल से (जो लियू की टीम ने ग्रहण किया था) से आने वाले उत्सर्जन के आकर्षक आंदोलन को मापने में, लियू की टीम ने निर्धारित किया कि ब्लैक होल के वेग का मतलब यह होना चाहिए कि यह एक स्टेलर-मास ब्लैक होल के लिए बहुत बड़े पैमाने पर था।

अब, अगर उत्सर्जन वास्तव में, एक ब्लैक होल से आ रहा था और जैसा कि उन्होंने रिपोर्ट किया था, इसका मतलब है कि वास्तव में इसका मतलब होगा कि सिस्टम में एक बहुत बड़े पैमाने पर वस्तु थी, एल-बैड्री ने समझाया।

इस निष्कर्ष के साथ मुख्य समस्या? यह पता चला है कि यह उत्सर्जन लाइन, प्रस्तावित गतिरोधी वस्तु के लिए मुख्य साक्ष्य के रूप में जिस गति से काम किया गया था, वह आकर्षक नहीं थी। वास्तव में, यह बिल्कुल भी नहीं चल रहा था, लियू की टीम के निष्कर्षों को संबोधित करने वाले नए पेपर मिले।

एक साहसिक दावा

आपने पिछले दो हफ्तों में एक "असंभव" 70 सौर मास ब्लैक होल के बारे में बात सुनी होगी। आज ठंडे पानी की खुराक में, हम तर्क देते हैं कि डेटा की गलत व्याख्या की गई थी, और असामान्य रूप से बड़े पैमाने पर बीएच का कोई सबूत नहीं है। 1 / https://t.co/hWLhvaFK1F pic.twitter.com/FoEPifPegcDeC 10 दिसंबर, 2019

विचित्र रूप से बड़े पैमाने पर ब्लैक होल की खोज का दावा सबसे पहले एल-बैड्री को अजीब लगा, क्योंकि इस प्रकार का ब्लैक होल पहले कभी इतने बड़े पैमाने पर नहीं देखा गया था। एल बैड्री ने स्पेस डॉट कॉम को बताया, "मेरा पहला विचार था कि जब पेपर सामने आया तो यह इतना साहसिक दावा है कि सबूत वास्तव में बेहतर होंगे।" "आपको हमेशा खुले दिमाग रखना चाहिए, लेकिन इस मामले में, दावा निश्चित रूप से असाधारण था और सबूत थोड़ा अधिक अस्थिर था।"

एल-बैड्री ने जो मुख्य मुद्दा पाया, वह यह था कि उत्सर्जन रेखा केवल चलती हुई दिखाई देती थी; यह वास्तव में नहीं था।

El-Badry और Eliot Quataert, UC बर्कले में खगोल विज्ञान और भौतिकी के प्रोफेसर, उनके विश्लेषण को प्रकाशित किया सोमवार (9 दिसंबर) को प्रीप्रिंट सर्वर arXiv पर। उनके पेपर को रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसायटी के मासिक नोटिस में प्रकाशित करने के लिए भी प्रस्तुत किया गया है।

एक लापता अवशोषण रेखा

तो, एक उत्सर्जन लाइन केवल "चलती प्रतीत होती है" कैसे हो सकती है? ठीक है, यह सिर्फ एक अवशोषण रेखा के ऊपर लाइन अप करने के लिए हुआ, जिसने भ्रम पैदा किया।

भ्रम को समझने के लिए, आपको पहले यह जानना होगा कि अवशोषण रेखा क्या है। तारों के आसपास की बाहरी वायुमंडलीय परतें तारे से आने वाले प्रकाश को अवशोषित करने के लिए एक अवशोषित सामग्री के रूप में काम करती हैं। इसलिए, जब शोधकर्ता तारों से आने वाले प्रकाश के स्पेक्ट्रम का अध्ययन करते हैं, तो वे अवशोषण रेखाएं देख सकते हैं, जो परमाणु राज्यों के बीच संक्रमण वाले वातावरण में परमाणुओं द्वारा बनाई जाती हैं।

एलबी -1 में स्टार के साथ, एक अवशोषण लाइन "छिपी" थी, एल-बैड्री ने कहा। ऐसी स्थिति यह भ्रम पैदा कर सकती है कि उत्सर्जन लाइन आगे बढ़ रही है, डॉपलर शिफ्ट की उपस्थिति पैदा कर रही है, जिसे एल-बैड्री और अन्य कागजात के पीछे के वैज्ञानिकों ने समझाया और अध्ययन में दिखाया गया है। उत्सर्जन लाइन के माप से अवशोषण रेखा को घटाकर, एल-बैड्री और क्वैटर, जिन्होंने अपने अध्ययन के लिए एक ही डेटा का उपयोग किया, जैसा कि लियू की टीम ने किया, पाया कि उत्सर्जन लाइन बिल्कुल भी नहीं चल रही थी।

इस उत्सर्जन के आंदोलन के बिना, टोड थॉम्पसन, ओहियो स्टेट यूनिवर्सिटी में खगोल विज्ञान विभाग में एक प्रोफेसर, जो इनमें से किसी भी पेपर में शामिल नहीं थे, उन्होंने स्पेस डॉट कॉम को समझाया, दो संभावित व्याख्याएं हैं। या तो सिस्टम में दूसरी वस्तु कहीं अधिक विशाल है जिसकी तुलना में अब तक देखा गया है (जिस तरह से 70 से अधिक सौर द्रव्यमान) या, बहुत अधिक संभावना है, एलबी -1 में औसत आकार का ब्लैक होल हो सकता है और उत्सर्जन लाइन से आ रहा है कहीं और, थॉम्पसन ने कहा।

"वहाँ कुछ है। यह सिर्फ इतना है कि शायद यह सिर्फ एक नियमित, तारकीय-द्रव्यमान वाला ब्लैक होल है," न्यूयॉर्क में अमेरिकन म्यूजियम ऑफ नेचुरल हिस्ट्री के एक वरिष्ठ वैज्ञानिक और "स्टारटॉक रेडियो" के सह-होस्ट जैकी फाहर्टी ने कहा, "स्पेस।" .com। फ़ाहर्टी इनमें से किसी भी पेपर में शामिल नहीं थे।

हालांकि, क्योंकि उत्सर्जन लाइन संभवतः ब्लैक होल से नहीं आ रही है, शोधकर्ताओं को ब्लैक होल के द्रव्यमान का एक सुपर सटीक अनुमान नहीं मिल सकता है। लेकिन एल-बैड्री की टीम के विश्लेषण से पता चलता है कि ब्लैक होल 5 और 20 सौर द्रव्यमानों के बीच सबसे अधिक संभावना है, जो कि उन्होंने अपने पेपर में वर्णित किया है, "सबसे प्रशंसनीय लगता है।"

डिस्कवरी ... पर्दाफाश?

दो अतिरिक्त कागजात सामने आए हैं, जिसमें लियू की टीम द्वारा किए गए दावों की भी पुष्टि है। एक, न्यूजीलैंड के सैद्धांतिक खगोलशास्त्री जे.जे. के नेतृत्व में एक अध्ययन। एल्ड्रिज, जो arXiv के लिए प्रकाशित किया गया है, प्रणाली का विश्लेषण करने के लिए एक सैद्धांतिक दृष्टिकोण लिया। उस अध्ययन के शोधकर्ताओं ने विभिन्न प्रकार के बाइनरी सिस्टम के एक बड़े पुस्तकालय का अनुकरण किया, यह देखने के लिए कि क्या वैज्ञानिकों को एक बाइनरी मिल सकती है जो एलबी -1 के लिए दी गई टिप्पणियों से मेल खाती है। उन्होंने कई ऐसे पाया जो 70-सौर-द्रव्यमान वाले ब्लैक होल के साथ नहीं थे।

अन्य अध्ययन, यह भी arXiv के लिए प्रकाशित किया गया था, और बेल्जियम में विश्वविद्यालय केयू ल्यूवेन में खगोल विज्ञान संस्थान के माइकल अब्दुल-मसीह के नेतृत्व में, एल-बैड्री के लिए एक समान दृष्टिकोण लिया। हालांकि, लियू की टीम के समान डेटा का उपयोग करने के बजाय, इन शोधकर्ताओं ने एक अलग टेलीस्कोप का उपयोग करके बाइनरी सिस्टम के अपने स्पेक्ट्रम एकत्र किए। उन्होंने सिमुलेशन भी किया था जिसमें उन्होंने उत्सर्जन लाइन के नीचे एक अवशोषण रेखा को यह देखने के लिए रखा था कि क्या उत्सर्जन एलबी -1 में एक के रूप में चलता है। इन सिमुलेशन में, अब्दुल-मसिह की टीम ने पाया कि लाइन आगे-पीछे चलती दिखाई देती है, और इस बात के सबूत देते हैं कि सिस्टम में उत्सर्जन लाइन केवल ऐसी दिखती है जैसे वह चलती है।

LB-1 के लिए मोचन

फारेटी ने कहा, "यह सच होने के लिए थोड़ा रोमांचक था।" लेकिन, उसने कहा, "यह विज्ञान की प्रगति का तरीका भी है।"

फाहर्टी ने जोर देकर कहा कि "इस तरह की बात होना ठीक है। ... यह सिर्फ पिछले परिणाम के लिए एक सुधार है ... इस तरह की स्थिति होना ठीक है," उसने कहा। "विज्ञान आगे बढ़ता है और आगे बढ़ता है।"

इन अनुवर्ती अध्ययनों ने सबूत दिया है कि एलबी -1 में माध्यमिक वस्तु वास्तव में एक अल्टारैरेस, अल्ट्रामैसिव ब्लैक होल नहीं है। हालांकि, यह अभी भी एक असाधारण रोचक वस्तु है और आगे के अध्ययन के लायक है, अल-बैड्री ने कहा।

क्योंकि मूल अध्ययन पर इतना ध्यान दिया गया है, इन अनुवर्ती विश्लेषणों के साथ, इसने LB-1 प्रणाली और इसके जैसी प्रणालियों के अध्ययन में रुचि बढ़ाई है।

एलबी -1 से जुड़े एक जैसे ब्लैक होल की पहचान करने और उसका अध्ययन करने से, वैज्ञानिक इन मायावी वस्तुओं के बारे में अधिक जान सकते हैं। अंतरिक्ष में आम होने के लिए कहा, वे हाजिर करने के लिए कठिन हैं, क्योंकि वे उज्ज्वल एक्स-रे उत्सर्जन का उत्पादन नहीं करते हैं।

थॉम्पसन ने कहा, "यह बहुत ही दिलचस्प समय है कि इन निर्बाध ब्लैक होल की तलाश की जाए, और उन्होंने निश्चित रूप से एक बहुत ही दिलचस्प प्रणाली पाई है।" उन्होंने कहा, "एक ऐसी आबादी है, जिसे स्टेलर बायनेरिज़ में ब्लैक होल के बाहर होना चाहिए, जहां दो घटकों के बीच कोई सक्रिय बातचीत नहीं है," उन्होंने कहा।

इसके अतिरिक्त, यह दिलचस्प हो सकता है अगर वैज्ञानिक यह जांचना जारी रखें कि वास्तव में यह एच-अल्फा उत्सर्जन लाइन कहां से आ रही है। Faherty ने कहा कि LB-1 के कागजात से पता चलता है कि "यह संभव है कि सर्कम्बिनरी सामग्री इसके लिए जिम्मेदार हो, लेकिन यह एक मामूली रहस्य है ... यह एक परिणाम में कुछ रहस्य शामिल करने के लिए ठीक है।"

स्पेस.कॉम टिप्पणी के लिए लियू की टीम के पास पहुंचा, और लियू ने कहा कि "हम इन सभी चिंताओं को दूर करने के लिए एक पेपर लिख रहे हैं।" उन्होंने कहा कि उनकी टीम को उम्मीद है कि अगले सप्ताह यह पेपर आउट हो जाएगा।