1970 के दशक के दौरान, वैज्ञानिकों ने पुष्टि की कि हमारी आकाशगंगा के केंद्र से आने वाले रेडियो उत्सर्जन एक सुपरमासिव ब्लैक होल (एसबीएस) की उपस्थिति के कारण थे। पृथ्वी से धनु और स्कॉर्पियस नक्षत्र के बीच लगभग 26,000 प्रकाश वर्ष स्थित, इस सुविधा को धनु A * के रूप में जाना जाता है। उस समय से, खगोलविदों को यह समझ में आ गया है कि अधिकांश विशाल आकाशगंगाओं के केंद्र में एक एसयूबी है।
क्या अधिक है, खगोलविदों को यह पता चला है कि इन आकाशगंगाओं में ब्लैक होल धूल और गैस के बड़े पैमाने पर घूर्णन से घिरे हुए हैं, जो कि वे बाहर रखी ऊर्जा के लिए खाते हैं। हालाँकि, यह हाल ही में था कि Atacama लार्ज मिलिमीटर / सबमिलिमीटर ऐरे (ALMA) का उपयोग करने वाले खगोलविदों की एक टीम M77 के सुपरसैमिव ब्लैक होल के चारों ओर घूमती धूल भरी गैस टोरस की छवि को पकड़ने में सक्षम थी।
अध्ययन जो उनके निष्कर्षों का विवरण देता है, हाल ही में सामने आया खगोलीय जर्नल पत्र शीर्षक के तहत "अल्मा खुलासा एनजीसी 1068 न्यूक्लियस में एक अघुलनशील कॉम्पैक्ट घूर्णन घने आणविक टोरस"। अध्ययन का आयोजन जापान के राष्ट्रीय खगोलीय वेधशाला के जापानी शोधकर्ताओं की एक टीम द्वारा किया गया था - जिसका नेतृत्व मासाओशी इनिशियनी ने किया था - कागोशिमा विश्वविद्यालय की सहायता से।
अधिकांश विशाल आकाशगंगाओं की तरह, M77 में एक सक्रिय गैलेक्टिक न्यूक्लियस (AGN) है, जहां धूल और गैस अपने SMBH पर जमा हो रहे हैं, जो सामान्य चमक से अधिक है। कुछ समय के लिए, खगोलविदों ने जिज्ञासु संबंधों पर आश्चर्य व्यक्त किया है जो कि एसयूएस और आकाशगंगाओं के बीच मौजूद है। जबकि अधिक विशाल आकाशगंगाओं में बड़ी SMBH है, मेजबान आकाशगंगा अभी भी अपने केंद्रीय ब्लैक होल से 10 अरब गुना बड़ी है।
यह स्वाभाविक रूप से सवाल उठाता है कि दो अलग-अलग पैमाने की दो वस्तुएं सीधे एक दूसरे को कैसे प्रभावित कर सकती हैं। नतीजतन, खगोलविदों ने एजीएन का अध्ययन करने की मांग की है ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि आकाशगंगा और ब्लैक होल कैसे विकसित होते हैं। उनके अध्ययन के लिए, टीम ने पृथ्वी से लगभग 47 मिलियन प्रकाश वर्ष स्थित एक वर्जित सर्पिल आकाशगंगा, M77 के मध्य क्षेत्र के उच्च-रिज़ॉल्यूशन का अवलोकन किया।
ALMA का उपयोग करते हुए, टीम ने M77 के केंद्र के आसपास के क्षेत्र की नकल की और 20 प्रकाश-वर्ष के त्रिज्या के साथ एक कॉम्पैक्ट गैसीय संरचना को हल करने में सक्षम थी। जैसा कि अपेक्षित था, टीम ने पाया कि कॉम्पैक्ट संरचना आकाशगंगाओं के केंद्रीय ब्लैक होल के चारों ओर घूम रही थी। जैसा कि मासाटोशी इमनिसी ने एक अल्मा प्रेस विज्ञप्ति में बताया:
“एजीएन की विभिन्न अवलोकन संबंधी विशेषताओं की व्याख्या करने के लिए, खगोलविदों ने सक्रिय सुपरमैसिव ब्लैक होल के आसपास डस्टी गैस की डोनट जैसी संरचनाओं को घुमाने के लिए माना है। इसे एजीएन का 'एकीकृत मॉडल' कहा जाता है। हालाँकि, धूल भरे गैसीय डोनट दिखने में बहुत छोटे होते हैं। ALMA के उच्च रिज़ॉल्यूशन के साथ, अब हम सीधे संरचना देख सकते हैं। ”
अतीत में, खगोलविदों ने M77 के केंद्र का अवलोकन किया है, लेकिन अब तक कोई भी इसके केंद्र में घूर्णन टोरस को हल करने में सक्षम नहीं है। यह ALMA के श्रेष्ठ संकल्प के साथ-साथ आणविक उत्सर्जन लाइनों के चयन के लिए संभव बनाया गया था। इन उत्सर्जन लाइनों में हाइड्रोजन साइनाइड (HCN) और फॉर्मिल आयन (HCO +) शामिल हैं, जो घने गैस में केवल माइक्रोवेव का उत्सर्जन करते हैं, और कार्बन मोनोऑक्साइड - जो विभिन्न परिस्थितियों में माइक्रोवेव का उत्सर्जन करता है।
इन उत्सर्जन लाइनों के अवलोकन ने टीम द्वारा की गई एक और भविष्यवाणी की पुष्टि की, जो यह था कि टोरस बहुत घना होगा। "पिछले टिप्पणियों ने धूल भरे गैसीय टोरस के पूर्व-पश्चिम बढ़ाव का खुलासा किया है," इनिशाइनी ने कहा। "हमारे ALMA डेटा से पता चला गतिशीलता टोरस की अपेक्षित घूर्णी अभिविन्यास के साथ बिल्कुल सहमत है।"
हालांकि, उनकी टिप्पणियों ने यह भी संकेत दिया कि एक एसबीएस के आसपास गैस का वितरण अधिक जटिल है कि एक सरल एकीकृत मॉडल क्या सुझाव देता है। इस मॉडल के अनुसार, टोरस का रोटेशन ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण का अनुसरण करेगा; लेकिन इनिशियनी और उनकी टीम ने पाया कि टोरस में गैस और धूल भी अत्यधिक यादृच्छिक गति के संकेत दिखाते हैं।
ये एक संकेत हो सकता है कि M77 के केंद्र में AGN का एक हिंसक इतिहास था, जिसमें अतीत में एक छोटी आकाशगंगा के साथ विलय शामिल हो सकता है। संक्षेप में, टीम की टिप्पणियों से संकेत मिलता है कि गैलेक्टिक विलय का एजीएन के रूप और व्यवहार पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ सकता है। इस संबंध में, M77s टोरस के उनके अवलोकन पहले से ही आकाशगंगा के इतिहास और विकास के रूप में सुराग प्रदान कर रहे हैं।
एसयूएस का अध्ययन, जबकि गहन, यह भी बहुत चुनौतीपूर्ण है। एक ओर, निकटतम SMBH (सागरिट्रिअस ए *) अपेक्षाकृत शांत होता है, जिसमें केवल थोड़ी मात्रा में गैस होती है। उसी समय, यह हमारी आकाशगंगा के केंद्र में स्थित है, जहां यह धूल, गैस और तारों के हस्तक्षेप से अस्पष्ट है। इस प्रकार, खगोलविदों को यह जानने के लिए मजबूर किया जाता है कि अन्य आकाशगंगाओं का अध्ययन कैसे किया जा सकता है कि कैसे एसबीएस और उनकी आकाशगंगाएं सह-अस्तित्व में हैं।
और अध्ययन के दशकों और इंस्ट्रूमेंटेशन में सुधार के लिए धन्यवाद, वैज्ञानिकों को पहली बार इन रहस्यमय क्षेत्रों की स्पष्ट झलक मिलनी शुरू हो गई है। विस्तार से उनका अध्ययन करने में सक्षम होने से, खगोलविद इस बात पर मूल्यवान जानकारी प्राप्त कर रहे हैं कि इस तरह के बड़े पैमाने पर ब्लैक होल और उनकी रिंग संरचनाएं समय के साथ अपनी आकाशगंगाओं के साथ कैसे जुड़ सकती हैं।
