खगोलविद 'ब्लैक होल सिम्फनी' के संरक्षण के लिए गुरुत्वाकर्षण तरंगों का उपयोग करेंगे

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ब्लैक होल ब्रह्मांड में सबसे आकर्षक वस्तुओं में से हैं, फिर भी वे मायावी बने रहते हैं क्योंकि वे इतने अविश्वसनीय रूप से घने हैं, और उनका गुरुत्वाकर्षण इतना मजबूत है कि प्रकाश भी उनकी मुट्ठी से बच नहीं सकता है। ब्रह्मांड में छिपे हुए ब्लैक होल को उजागर करने के लिए, शोधकर्ताओं ने अनुसंधान के एक उभरते हुए क्षेत्र की ओर रुख किया है जिसे गुरुत्वाकर्षण-तरंग खगोल विज्ञान के रूप में जाना जाता है।

गुरुत्वाकर्षण तरंगें बड़े पैमाने पर पिंडों की गति से उत्पन्न अंतरिक्ष और समय के ताने-बाने में विकृतियाँ या तरंगें होती हैं। 2015 में, खगोलविदों ने पहली बार लुइसियाना और वाशिंगटन में पृथ्वी स्थित लेजर इंटरफेरोमीटर ग्रेविटेशनल-वेव ऑब्जर्वेटरी (एलआईजीओ) के दूरबीनों का उपयोग करके गुरुत्वाकर्षण तरंगों की गति का पता लगाया। इस मामले में, तरंगों को दो बड़े पैमाने पर, सह-परिक्रमा वाले ब्लैक होल की एक हिंसक टक्कर द्वारा निर्मित किया गया था, जिसे ब्लैक होल बाइनरी कहा जाता है।

LIGO और अन्य अवलोकन तकनीकों का उपयोग करते हुए, एक नए अध्ययन का उद्देश्य ब्लैक होल की एक अधिक संपूर्ण तस्वीर को चित्रित करना है - विशेष रूप से उन अधिक अस्पष्ट श्रेणी से संबंधित हैं जिन्हें मध्यवर्ती-सामूहिक ब्लैक होल (IMBHs) के रूप में जाना जाता है।

वांडरवेल्ट यूनिवर्सिटी के एक खगोल भौतिकीविद और अध्ययन के प्रमुख लेखक करण जानी ने कहा, "जब मैं LIGO में शामिल हुआ, तो मुझे महसूस हुआ कि ब्लैक होल के सामान्य सापेक्षतावादी सिमुलेशन को IMBHs के नए खगोल भौतिकी शिकार को विकसित करने के लिए लाया जा सकता है।" कॉम

IMBH सुपरमेसिव के बीच कहीं गिरता है - हमारे सूरज से कम से कम एक लाख गुना अधिक - और तारकीय-द्रव्यमान वाले ब्लैक होल - छोटे, लेकिन फिर भी हमारे सूरज के द्रव्यमान से पांच से 50 गुना अधिक है।

जानी ने कहा, '' मैं गुरुत्वाकर्षण गुरुत्वाकर्षण-तरंग खगोलिकी के उद्घाटन के दशक में बहुत खास हूं। गुरुत्वाकर्षण तरंगों का उत्सर्जन करने वाले हर ज्ञात ज्योतिषीय स्रोत में, हम रिपोर्ट करते हैं कि LIGO और LISA [लेजर इंटरफेरेंस स्पेस एंटीना] IMBHs के विलय के लिए सबसे संवेदनशील हैं, '' जानी ने कहा। "इन दो प्रयोगों के साथ, हम व्यावहारिक रूप से ब्रह्मांड के सभी IMBH बायनेरिज़ का सर्वेक्षण कर सकते हैं।"

हालांकि, खगोलविदों ने अभी तक इन मायावी, मध्यम आकार के ब्लैक होल का प्रत्यक्ष रूप से पता नहीं लगाया है। इस प्रकार, उसका दृष्टिकोण ब्लैक होल द्वारा उत्सर्जित गुरुत्वाकर्षण तरंगों की विभिन्न आवृत्तियों का अध्ययन करने के लिए है, जो कि IMBH गतिविधि की बेहतर समझ प्राप्त करने के लिए है।

जैंडर ने वेंडरबिल्ट यूनिवर्सिटी के एक बयान में कहा, "जैसे सिम्फनी ऑर्केस्ट्रा में आवृत्तियों की ध्वनि निकलती है, ब्लैक होल द्वारा उत्सर्जित गुरुत्वाकर्षण तरंगें अलग-अलग आवृत्तियों और समय पर होती हैं।" "इन आवृत्तियों में से कुछ बेहद उच्च-बैंडविड्थ हैं, जबकि कुछ कम-बैंडविड्थ हैं, और गुरुत्वाकर्षण तरंग खगोल विज्ञान के अगले युग में हमारा लक्ष्य 'संपूर्ण गीत सुनने के लिए' इन दोनों आवृत्तियों के मल्टीबैंड टिप्पणियों को पकड़ना है, जैसा कि यह तब था, जब यह ब्लैक होल की बात आती है। "

माना जाता है कि IMBH वे बीज हैं जिनसे सुपरमैसिव ब्लैक होल बढ़ते हैं। उदाहरण के लिए, ब्लैक होल अन्य ब्लैक होल की तुलना में बड़े हो सकते हैं। ब्लैक होल के आस-पास उल्लंघन करने वाले पदार्थ के क्षेत्र में, जिसे अभिवृद्धि डिस्क के रूप में भी जाना जाता है, मजबूत गुरुत्वाकर्षण बल पास के गैस, तारों, धूल और यहां तक कि अन्य ब्लैक होल में खींचते हैं। कोई भी सामग्री जो घटना के क्षितिज के पिछले हिस्से के लिए बहुत अधिक जोखिम लेती है - वह बिंदु जिसके आगे वह ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण पुल से बच नहीं सकता है।

जानी ने स्पेस डॉट कॉम को बताया, "जैसे ही एक आईयूएसआई ने अपने आसपास के क्षेत्र में एक और ब्लैक होल फंसाया है, गुरुत्वाकर्षण विकिरण की चपेट में आ जाएगा।" "LIGO इस विकिरण को इन ब्लैक होल के टकराने पर पकड़ सकता है।"

प्रस्तावित LISA मिशन - संयुक्त रूप से यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी और नासा के नेतृत्व में - कम-आवृत्ति गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाने और सटीक रूप से मापने में सक्षम होगा, जो कि पृथ्वी-आधारित डिटेक्टरों के लिए चुनौतीपूर्ण है, हमारे ग्रह के भूकंपीय गति या एक गुजरने से कंपन कंपन के कारण। गाड़ी। 2034 में लॉन्च करने की योजना बना, LISA पहला समर्पित अंतरिक्ष-आधारित गुरुत्वाकर्षण-तरंग डिटेक्टर होगा।

", LISA मिशन के साथ, हमारे अध्ययन से पता चलता है कि IMBH से विकिरण उनके भाग्य के टकराव से कम से कम कुछ साल पहले दर्ज किया जा सकता है," जानी ने कहा। "यह विकिरण वस्तुतः IMBHs के घटना क्षितिज के ठीक बाहर अंतरिक्ष-समय विकृत हो रहा है। एक रेडियो या एक्स-रे सिग्नल के विपरीत, गुरुत्वाकर्षण विकिरण जानकारी को नहीं खोता है क्योंकि यह हमारे पहुंचने से पहले अरबों प्रकाश वर्ष की यात्रा करता है।"

इसलिए, LIGO डिटेक्टरों से टिप्पणियों को जोड़कर, जो उच्च-आवृत्ति गुरुत्वाकर्षण तरंगों को कैप्चर करते हैं, और भविष्य के डिटेक्टर जैसे कि LISA मिशन, जो कम-आवृत्ति गुरुत्वाकर्षण तरंगों को मापेंगे, शोधकर्ताओं को ब्लैक होल की वर्तमान समझ में अंतराल को भरने की उम्मीद है।

उनका अध्ययन नेचर एस्ट्रोनॉमी पत्रिका में 18 नवंबर को प्रकाशित किया गया था।