सुपरमैसिव ब्लैक होल क्या है?

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1971 में, अंग्रेजी खगोलविदों डोनाल्ड लिंडन-बेल और मार्टिन रीस ने परिकल्पना की कि हमारे मिल्की वे गैलेक्सी के केंद्र में एक सुपरमासिव ब्लैक होल (एसबीएस) रहता है। यह रेडियो मंदाकिनियों के साथ उनके काम पर आधारित था, जिससे पता चलता था कि इन वस्तुओं द्वारा प्राप्त होने वाली ऊर्जा की भारी मात्रा गैस और पदार्थ के अपने केंद्र में एक ब्लैक होल में जमा होने के कारण थी।

1974 तक, इस SMBH के लिए पहला सबूत तब मिला जब खगोलविदों ने हमारी आकाशगंगा के केंद्र से आने वाले एक बड़े रेडियो स्रोत का पता लगाया। यह क्षेत्र, जिसे उन्होंने धनु A * नाम दिया है, हमारे अपने सूर्य की तुलना में 10 मिलियन गुना अधिक है। इसकी खोज के बाद से, खगोलविदों को इस बात का प्रमाण मिला है कि अवलोकनीय ब्रह्मांड में अधिकांश सर्पिल और अण्डाकार आकाशगंगाओं के केंद्रों पर सुपरमैसिव ब्लैक होल हैं।

विवरण:

सुपरमैसिव ब्लैक होल (एसबीएस) कई तरीकों से लो-मास ब्लैक होल से अलग हैं। शुरुआत के लिए, चूंकि एसयूएसबी में छोटे ब्लैक होल की तुलना में अधिक द्रव्यमान होता है, इसलिए उनका औसत घनत्व भी कम होता है। यह इस तथ्य के कारण है कि सभी गोलाकार वस्तुओं के साथ, मात्रा सीधे त्रिज्या के घन के आनुपातिक होती है, जबकि एक ब्लैक होल का न्यूनतम घनत्व द्रव्यमान के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है।

इसके अलावा, घटना क्षितिज के आसपास के क्षेत्र में ज्वारीय बल बड़े पैमाने पर ब्लैक होल के लिए काफी कमजोर हैं। घनत्व के साथ, घटना क्षितिज पर एक शरीर पर ज्वारीय बल द्रव्यमान के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है। जैसे, कोई वस्तु महत्वपूर्ण ज्वार की शक्ति का अनुभव नहीं करेगी जब तक कि वह ब्लैक होल में बहुत गहरी न हो।

निर्माण:

SMBH का गठन कैसे किया जाता है यह बहुत विद्वतापूर्ण बहस का विषय है। खगोल भौतिकीविदों का मानना है कि वे ब्लैक होल विलय और पदार्थ के अभिवृद्धि का परिणाम हैं। लेकिन इन ब्लैक होल के "बीज" (अर्थात पूर्वज) कहां से आए, जहां असहमति होती है। वर्तमान में, सबसे स्पष्ट परिकल्पना यह है कि वे विस्फोट करने वाले कई बड़े सितारों के अवशेष हैं, जो कि गांगेय केंद्र में पदार्थ के अभिवृद्धि द्वारा गठित किए गए थे।

एक अन्य सिद्धांत यह है कि हमारी आकाशगंगा में पहले तारों का निर्माण होने से पहले, एक बड़ा गैस बादल "काउसी-स्टार" में ढह गया, जो रेडियल गड़बड़ी के कारण अस्थिर हो गया। यह तब सुपरनोवा विस्फोट की आवश्यकता के बिना लगभग 20 सौर द्रव्यमान के एक ब्लैक होल में बदल गया। समय के साथ, यह एक मध्यवर्ती बनने के लिए तेजी से बड़े पैमाने पर जमा हुआ, और फिर सुपरमैसिव, ब्लैक होल।

अभी तक एक अन्य मॉडल में, एक घने तारकीय क्लस्टर ने अपने कोर में वेग फैलाव के परिणामस्वरूप कोर-पतन का अनुभव किया, जो कि नकारात्मक ताप क्षमता के कारण सापेक्ष गति पर हुआ। अंतिम, सिद्धांत है कि बिग बैंग के तुरंत बाद बाहरी दबाव द्वारा प्राइमर्डियल ब्लैक होल का उत्पादन किया गया हो सकता है। ये और अन्य सिद्धांत इस समय के लिए सैद्धांतिक बने हुए हैं।

धनु A *:

हमारी आकाशगंगा के केंद्र में एक SMBH के अस्तित्व की ओर प्रमाण की कई लाइनें इंगित करती हैं। हालांकि धनु A * का कोई प्रत्यक्ष अवलोकन नहीं किया गया है, लेकिन इसकी उपस्थिति इसके आस-पास की वस्तुओं पर पड़ने वाले प्रभाव से प्रभावित हुई है। इनमें से सबसे उल्लेखनीय S2 है, एक तारा जो कि धनु A * रेडियो स्रोत के चारों ओर एक अण्डाकार कक्षा में बहता है।

S2 की 15.2 वर्ष की कक्षीय अवधि है और केंद्रीय वस्तु के केंद्र से 18 बिलियन किमी (11.18 बिलियन मील, 120 AU) की न्यूनतम दूरी तक पहुंचती है। केवल एक सुपरमैसिव ऑब्जेक्ट इसके लिए जिम्मेदार हो सकता है, क्योंकि कोई अन्य कारण नहीं बताया जा सकता है। और S2 के कक्षीय मापदंडों से, खगोलविद् वस्तु के आकार और द्रव्यमान पर अनुमान लगाने में सक्षम रहे हैं।

उदाहरण के लिए, S2s गति ने खगोलविदों की गणना की है कि इसकी कक्षा के केंद्र में 4.1 मिलियन सौर द्रव्यमान (8.2 × 10³³ मीट्रिक टन; 9.04 × 10³³ यूएस टन) से कम नहीं होना चाहिए। इसके अलावा, इस वस्तु की त्रिज्या 120 एयू से कम होनी चाहिए, अन्यथा एस 2 इसके साथ टकराएगा।

हालाँकि, 2008 में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर एक्सट्रैटरैस्ट्रियल फ़िज़िक्स और यूसीएलए गैलीकेट्री ग्रुप द्वारा तिथि करने के लिए सबसे अच्छा सबूत प्रदान किया गया था। ईएसओ के वेरी लार्ज टेलीस्कोप और केक टेलिस्कोप द्वारा 16 साल की अवधि में प्राप्त आंकड़ों का उपयोग करते हुए, वे न केवल हमारी आकाशगंगा (पृथ्वी से 27,000 प्रकाश वर्ष) की दूरी का सही अनुमान लगा पाने में सक्षम थे, बल्कि तारों की कक्षाओं को भी ट्रैक करते थे। अपार शुद्धता के साथ।

रेइनहार्ड जेनजेल के रूप में, मैक्स-प्लैंक-इंस्टीट्यूट फॉर एक्सट्रैटरैस्ट्रियल फ़िज़िक्स के टीम लीडर ने कहा:

“निस्संदेह हमारे दीर्घकालिक अध्ययन का सबसे शानदार पहलू यह है कि इसने सबसे अच्छे अनुभवजन्य साक्ष्य के रूप में माना जाता है कि सुपरमैसिव ब्लैक होल वास्तव में मौजूद हैं। गैलेक्टिक सेंटर में तारकीय कक्षाओं से पता चलता है कि चार मिलियन सौर द्रव्यमान का केंद्रीय द्रव्यमान किसी भी उचित संदेह से परे एक ब्लैक होल होना चाहिए। "

5 जनवरी, 2015 को धनु ए * की उपस्थिति का एक और संकेत तब मिला, जब नासा ने हमारी आकाशगंगा के केंद्र से आने वाले एक रिकॉर्ड-ब्रेकिंग एक्स-रे भड़कने की सूचना दी। चंद्रा एक्स-रे वेधशाला से रीडिंग के आधार पर, उन्होंने उत्सर्जन की सूचना दी जो सामान्य से 400 गुना तेज थी। इन्हें ब्लैक होल में गिरने वाले क्षुद्रग्रह का परिणाम माना जाता था, या इसमें बहने वाली गैस के भीतर चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के उलझाव से।

अन्य आकाशगंगाएँ:

खगोलविदों को स्थानीय समूह के भीतर और उससे आगे अन्य आकाशगंगाओं के केंद्र में एसयूजीएस के प्रमाण भी मिले हैं। इनमें पास के एंड्रोमेडा गैलेक्सी (M31) और अण्डाकार आकाशगंगा M32, और दूर की सर्पिल आकाशगंगा NGC 4395 शामिल हैं। यह इस तथ्य पर आधारित है कि इन आकाशगंगाओं के केंद्र के निकट तारे और गैस के बादल वेग में एक उल्लेखनीय वृद्धि दिखाते हैं।

एक और संकेत है एक्टिव गेलेक्टिक न्यूक्लियर (AGN), जहां रेडियो, माइक्रोवेव, इंफ्रारेड, ऑप्टिकल, अल्ट्रा-वॉयलेट (UV), एक्स-रे और गामा किरण तरंगों के बड़े पैमाने पर फटने का समय-समय पर ठंडे पदार्थ (गैस और धूल) के क्षेत्रों से पता चलता है। ) बड़ी आकाशगंगाओं के केंद्र में। जबकि विकिरण स्वयं ब्लैक होल से नहीं आ रहा है, आसपास के पदार्थ पर इस तरह की भारी वस्तु का प्रभाव कारण माना जाएगा।

संक्षेप में, गैसों और धूल के रूप में अभिवृद्धि आकाशगंगाओं के केंद्र में होती है जो सुपरमैसिव ब्लैक होल की परिक्रमा करते हैं, धीरे-धीरे इस पदार्थ को खिलाते हैं। इस क्षेत्र में गुरुत्वाकर्षण का अविश्वसनीय बल डिस्क की सामग्री को तब तक संकुचित करता है जब तक यह लाखों डिग्री केल्विन तक नहीं पहुंचता है, जिससे उज्ज्वल विकिरण और विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा उत्पन्न होती है। गर्म सामग्री का कोरोना अभिवृद्धि डिस्क के ऊपर भी बनता है, और एक्स-रे ऊर्जाओं तक फोटॉन को बिखेर सकता है।

SMBH घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र और अभिवृद्धि डिस्क के बीच परस्पर क्रिया भी शक्तिशाली चुंबकीय जेट बनाता है जो कि ब्लैक होल के ऊपर और नीचे अग्नि पदार्थ सापेक्ष गति (यानी प्रकाश की गति के एक महत्वपूर्ण अंश पर) में होता है। ये जेट सैकड़ों-हज़ारों प्रकाश-वर्ष तक विस्तारित हो सकते हैं, और मनाया विकिरण का दूसरा संभावित स्रोत हैं।

जब कुछ ही वर्षों में एंड्रोमेडा गैलेक्सी हमारे साथ विलीन हो जाती है, तो इसके केंद्र में मौजूद सुपरमैसिव ब्लैक होल हमारे अपने साथ विलीन हो जाएगा, जिससे अधिक विशाल और शक्तिशाली उत्पादन होगा। यह इंटरैक्शन हमारी संयुक्त आकाशगंगा (दुष्ट तारों का निर्माण) से कई सितारों को किक करने की संभावना है, और हमारे गैलेक्टिक न्यूक्लियस (जो वर्तमान में निष्क्रिय है) के फिर से सक्रिय होने का कारण बनने की संभावना है।

ब्लैक होल का अध्ययन अभी भी प्रारंभिक अवस्था में है। और पिछले कुछ दशकों में हमने जो कुछ सीखा है वह रोमांचक और विस्मयकारी दोनों ही रहा है। चाहे वे लोअर-मास हों या सुपरमेसिव, ब्लैक होल हमारे यूनिवर्स का एक अभिन्न अंग हैं और इसके विकास में सक्रिय भूमिका निभाते हैं।

कौन जानता है कि ब्रह्माण्ड में गहराते समय हम क्या पाएंगे? शायद किसी दिन हम प्रौद्योगिकी, और सरासर दुस्साहस, मौजूद रहेंगे ताकि हम एक घटना क्षितिज के घूंघट के नीचे चोटी करने का प्रयास कर सकें। क्या आप कल्पना कर सकते हैं कि हो रहा है?

हमने स्पेस मैगज़ीन में यहाँ ब्लैक होल के बारे में कई दिलचस्प लेख लिखे हैं। यहां किसी भी उचित संदेह से परे: हमारी आकाशगंगा के केंद्र में एक सुपरमैसिव ब्लैक होल रहता है, एक्स-रे फ्लेयर इको से पता चलता है कि सुपरमैसिव ब्लैक होल टोरस, आप एक सुपरमैसिव ब्लैक होल कैसे बुनते हैं? इसके तापमान को ले लो, और क्या होता है जब सुपरमेसिव ब्लैक होल्स कोलाइड?

एस्ट्रोनॉमी कास्ट ने इस विषय पर कुछ प्रासंगिक कड़ियाँ भी बताई हैं। यहाँ एपिसोड 18: ब्लैक होल्स बिग एंड स्मॉल, और एपिसोड 98: क्वासर्स है।

तलाशने के लिए और अधिक: एस्ट्रोनॉमी कास्ट के एपिसोड क्वासर्स, और ब्लैक होल्स बिग एंड स्मॉल।

सूत्रों का कहना है: