संभावित रूप से रहने योग्य ग्रहों की विशाल संख्या सैद्धांतिक रूप से एक सुपरमैसिव ब्लैक होल के आसपास स्थिर कक्षाओं में मौजूद हो सकती है, जैसे कि 2014 की फिल्म "इंटरस्टेलर" से काल्पनिक गर्गुनुआ।
(चित्र: © पैरामाउंट पिक्चर्स)
एक ब्लैक होल के पास 1 मिलियन ग्रह परिक्रमा कर सकते हैं जो जीवन का समर्थन करने में संभावित रूप से सक्षम हैं जैसा कि हम जानते हैं, यह एक खगोलविद का सुझाव है।
चूंकि पृथ्वी पर लगभग हर जगह तरल पानी मौजूद है, इसलिए खगोलविद अक्सर एक ऐसी दुनिया में संभावित निवास के रूप में न्याय करते हैं यदि यह एक ऐसे क्षेत्र में परिक्रमा करता है जहां तरल पानी अपनी सतह पर जीवित रह सकता है। हमारे सूरज का "रहने योग्य क्षेत्र" सिर्फ एक ग्रह (पृथ्वी) को होस्ट करता है, लेकिन कहानी अन्य सितारों के लिए अलग हो सकती है। उदाहरण के लिए, TRAPPIST-1 प्रणाली में अपने रहने योग्य क्षेत्र के भीतर तीन पृथ्वी-आकार के ग्रह हैं।
शॉन रेमंड, फ्रांस में ऑब्जर्वेटरी ऑफ बॉरडॉ के एक खगोल भौतिकीविद्, शोध करते हैं कि ग्रह प्रणाली कैसे बनती और विकसित होती है। एक कॉलम के भाग के रूप में रेमंड ने लिखा है "बिल्डिंग द अल्टीमेट सोलर सिस्टम," उन्होंने यह देखने के लिए कि कितने ग्रह एक ब्लैक होल की परिक्रमा कर सकते हैं। [द स्ट्रेंजेस्ट ब्लैक होल्स इन स्पेस]
"मुझे लगता है कि हम चरम सीमाओं से सीख सकते हैं ... वे मूल रूप से उस बॉक्स की सीमाएं हैं जिसमें हम खोज रहे हैं," रेमंड ने स्पेस डॉट कॉम को बताया। "यह प्रणाली एक चरम है - सबसे अधिक पैक की गई कल्पना। यह कल्पना और विज्ञान का एक मजेदार मिश्रण है।"
वर्तमान में दो प्रकार के ब्लैक होल हैं जो वैज्ञानिकों को सबसे अच्छी तरह से पता हैं, रेमंड ने कहा। तारकीय-द्रव्यमान वाले ब्लैक होल कुछ सूर्य के द्रव्यमान के बराबर होते हैं, और जब विशाल तारे मर जाते हैं और अपने आप गिर जाते हैं। सुपरमैसिव ब्लैक होल सूर्य के द्रव्यमान से लाखों से अरबों गुना बड़े होते हैं, और माना जाता है कि अधिकांश के दिलों में मौजूद हैं, यदि सभी बड़े आकाशगंगा नहीं हैं। (एक तीसरा वर्ग, मध्यवर्ती-सामूहिक ब्लैक होल, खराब समझा जाता है।)
ब्लैक होल बेहद कॉम्पैक्ट होते हैं। सूर्य के द्रव्यमान वाला एक ब्लैक होल केवल 3.7 मील (6 किलोमीटर) चौड़ा होगा। तुलना में, धनु A *, सुपरमेसिव ब्लैक होल ने सोचा कि मिल्की वे के दिल में दुबकना है, लगभग 4 मिलियन सूर्यों का द्रव्यमान और लगभग 14.7 मिलियन मील (23.6 मिलियन किमी) का व्यास, या 40 से थोड़ा अधिक है सूर्य के चारों ओर बुध की कक्षा का आकार।
क्या होगा अगर सूरज एक ब्लैक होल साथी था?
रेमंड ने कहा कि भौतिकी कक्षाओं में एक सामान्य सवाल यह है कि अगर सूर्य को एक ही द्रव्यमान के ब्लैक होल से बदल दिया जाए तो क्या होगा। इसका उत्तर यह है कि ग्रहों की कक्षाओं के संबंध में कुछ भी नहीं बदलेगा - यदि ब्लैक होल में सूर्य के समान द्रव्यमान होता, तो कक्षाएँ समान रहतीं। (पृथ्वी पर जीवन स्पष्ट रूप से इस तरह के परिदृश्य में प्रकाश और गर्मी की कमी से ग्रस्त होगा, रेमंड ने कहा।)
अगर सूरज के पास एक समान द्रव्यमान वाला ब्लैक होल साथी होता, तो वह कहता, एक खगोलीय इकाई (एयू) का दसवां हिस्सा - सौर मंडल के ग्रहों की कक्षाएँ बहुत अधिक नहीं बदलतीं, रेमंड ने कहा। (वन एयू पृथ्वी-सूर्य की दूरी है - लगभग 93 मिलियन मील या 150 मिलियन किमी।)
फिर भी, इन ग्रहों ने सूर्य से उतनी ही दूरी बना रखी है जितनी वे अब करते हैं, सूर्य का गुरुत्वाकर्षण खिंचाव और इसका ब्लैक होल पार्टनर इन दुनियाओं को अपनी कक्षाओं को थोड़ा और जल्दी पूरा करने के लिए प्रेरित करेगा, जिससे पृथ्वी का वर्ष 365 दिन से घटकर 258 दिन हो जाएगा दिन, उन्होंने कहा।
उपरोक्त परिदृश्य में, सूर्य और ब्लैक होल प्रत्येक 2.9 दिनों में एक दूसरे के साथ एक परिक्रमा पूरी करते हैं। इसका मतलब यह है कि सूर्य से पृथ्वी को प्राप्त होने वाली ऊर्जा की मात्रा 90 प्रतिशत और अपने औसत के 110 प्रतिशत के बीच कम होगी, क्योंकि सूरज धरती से या उससे अधिक दूर चला गया था।
रेमंड ने कहा, "यह न्यूयॉर्क और मियामी और हर 2.9 दिनों के बीच उछलने जैसा है।" [ब्लैक होल क्विज़: आप प्रकृति की अजीब कृतियों को कितनी अच्छी तरह जानते हैं?]
क्या होगा अगर एक सुपरमैसिव ब्लैक होल में ग्रहों की अंगूठी होती है?
एक तारकीय-द्रव्यमान वाले ब्लैक होल के चारों ओर जीवन की कल्पना करने के अलावा, रेमंड ने यह भी गणना की कि कितने संभावित रहने योग्य ग्रह सुपरमैसिव ब्लैक होल के चारों ओर सूर्य के द्रव्यमान से 1 मिलियन गुना फिट हो सकते हैं। "वह लगभग भारी है, जो मिल्की वे के केंद्र में है," उन्होंने कहा। यह केवल सूर्य के व्यास के बारे में होगा, उन्होंने कहा।
सूर्य के चारों ओर, जो ग्रह परिक्रमा करते हैं, उनकी गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव से पहले ही ग्रह एक साथ इतने करीब आ सकते हैं, जो सूर्य की उन किरणों को अस्थिर कर देते हैं, जो अस्थिर कक्षाओं की ओर ले जाती हैं। रेमंड ने उल्लेख किया कि लगभग छह पृथ्वी-जन ग्रह सूर्य के रहने योग्य क्षेत्र के भीतर स्थिर संकेंद्रित कक्षाओं में फिट हो सकते हैं।
इसके विपरीत, एक सुपरमैसिव ब्लैक होल का गुरुत्वाकर्षण खिंचाव असाधारण रूप से मजबूत होता है, जो उन ग्रहों को आसानी से अभिभूत करने के लिए पर्याप्त होता है। यदि सूरज को एक लाख-सौर-द्रव्यमान वाले ब्लैक होल के साथ बदल दिया गया, तो 550 पृथ्वी-जन ग्रह रहने योग्य क्षेत्र, रेमंड गणना में स्थिर संकेंद्रित कक्षाओं में फिट हो सकते हैं।
सुपरमैसिव ब्लैक होल का गुरुत्वाकर्षण ब्लैक होल के करीब प्रत्येक ग्रह की तरफ अधिक मजबूती से खींचेगा। यह रेबीटेबल-जोन ग्रहों को बाहर खींच देगा, हालांकि वे अलग-अलग होने के लिए पर्याप्त नहीं होंगे, रेमंड ने कहा।
इस सुपरमैसिव ब्लैक होल के चारों ओर रहने योग्य क्षेत्र बनाने का एक तरीका यह है कि इसके और ग्रहों के बीच तारों को रखा जाए। रेमंड ने कहा कि नौ लाख सूर्य के ब्लैक होल से नौ एयू जैसे सितारों का एक छल्ला 550 पृथ्वी-द्रव्यमान ग्रहों में से प्रत्येक को संभावित रूप से रहने योग्य बनाता है।
रेमंड ने कहा, "इस प्रणाली में एक ग्रह पर रहना बहुत दिलचस्प होगा।" "ब्लैक होल के चारों ओर एक परिक्रमा पूरी करने में बस कुछ ही दिन लगेंगे - रहने योग्य क्षेत्र के अंदरूनी किनारे पर लगभग 1.6 दिन और बाहरी किनारे पर 4.6 दिन।" [१० एक्सोप्लैनेट जो विदेशी जीवन की मेजबानी कर सकते हैं]
रेमंड ने कहा, निकटतम दृष्टिकोण, या दो ग्रहों के बीच संयोजन, इन दुनियाओं के बीच की दूरी "पृथ्वी-चंद्रमा की दूरी के बारे में दो बार" होगी। "संयोग से, प्रत्येक ग्रह का निकटतम पड़ोसी आकाश में पूर्णिमा के आकार के दोगुने के बारे में प्रकट होता है।"
इसके अलावा, अगले-निकटतम पड़ोसी केवल दो बार दूर होंगे, और इसलिए संयोजन के दौरान पूर्णिमा जितना बड़ा दिखाई देगा, रेमंड ने कहा। उन्होंने कहा कि चार और ग्रह पूर्णिमा के दिन कम से कम आधे आकार के होंगे। उन्होंने कहा, "परिक्रमा प्रति कक्षा में एक बार से थोड़ी कम होती है, इसलिए हर कुछ दिनों में आकाश में विशालकाय पिंडों का गुबार दिखाई देता है।"
रेमंड ने कहा, "नौ सूरज भी एक दृश्य होगा।" प्रत्येक ब्लैक होल के चारों ओर हर 3 घंटे में अपनी कक्षा पूरी करेगा।
"इसका मतलब है कि हर 20 मिनट में, सूर्य में से एक ब्लैक होल के पीछे से गुजरेगा," रेमंड ने कहा। "जब कोई सूरज ब्लैक होल के पीछे से गुजरता है, तो ब्लैक होल का गुरुत्वाकर्षण उसकी रोशनी को मोड़ देता है और लेंस की तरह काम कर सकता है। यह सूर्य के प्रकाश को ग्रह की ओर केंद्रित करता है। यह सूर्य के आकार को एक रिंग में विकृत कर देता है ... एक बहुत ही मीठा प्रकाश प्रदर्शन।"
इसके अलावा, ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण से स्टारलाईट खिंच जाएगी। रेमंड ने कहा, "ब्लैक होल के करीब सितारे लाल दिखाई देंगे, और ब्लैक होल से दूर रहने वाले लोग दिखाई देंगे।"
एक ब्लैक होल के चारों ओर एक लाख ग्रह
पूर्व परिदृश्य में, प्रत्येक ग्रह सुपरमेसिव ब्लैक होल के चारों ओर अपनी कक्षा में अकेला था। रेमंड ने यह भी बताया कि यदि कई ग्रह एक लाख-सूर्य ब्लैक होल के चारों ओर एक कक्षा साझा करते हैं, तो क्या होगा। इससे पहले, रेमंड ने गणना की थी कि 42 पृथ्वी-जन ग्रह सूर्य से एक अंगूठी 1 एयू में कक्षा कर सकते हैं।
ग्रहों की एक स्थिर रिंग होने के लिए, रेमंड ने नोट किया कि उस रिंग में सभी ग्रहों का लगभग समान द्रव्यमान होना चाहिए। ऐसी रिंग में कम से कम सात ग्रह होने चाहिए, और उन्हें गोलाकार कक्षा में समान रूप से स्थान देना चाहिए।
नौ सूरज जैसे सितारों की परिक्रमा करने वाले रिंग के साथ एक लाख-सूर्य ब्लैक होल को देखते हुए, रेमंड ने गणना की कि एक मिलियन पृथ्वी-जन ग्रह 400 रिंगों में रहने योग्य क्षेत्र के भीतर परिक्रमा कर सकते हैं, प्रत्येक में 2,500 ग्रह एक ही दूरी के अनुसार दूरी से अलग-अलग हो रहे हैं। पृथ्वी और चंद्रमा के बीच। इस परिदृश्य में, ग्रहों को एक कक्षा को पूरा करने के लिए फिर से 1.6 से 4.6 दिनों तक कहीं भी ले जाया जाएगा। [यूनिवर्स में सबसे अजीब ब्लैक होल]
ब्लैक होल और ग्रहों के बीच नौ सूरज जैसे सितारों को रखने के बजाय, रेमंड ने यह भी सुझाव दिया कि एक अंगूठी 6 एयू चौड़े में 36 सूरज जैसे सितारों को रखा जा सकता है। इस परिदृश्य में, "प्रत्येक ग्रह को चारों ओर से धूप में नहाया जाता है - ग्रहों का कोई रात का पक्ष नहीं है," रेमंड ने कहा। "यह असिमोव के स्थायी-कालिक ग्रह कलश की तरह है।"
रेमंड ने कहा, "आप इन प्रणालियों में कभी भी अकेला महसूस नहीं करेंगे - अन्य ग्रह आकाश में बहुत बड़े हैं।" रेमंड ने कहा कि पड़ोसी ग्रह पृथ्वी से चंद्रमा की तुलना में लगभग 10 गुना अधिक होगा, जिसका अर्थ है कि वे "पूर्णिमा की तुलना में आकाश में लगभग 40 गुना बड़ा होगा।" "यह एक लैपटॉप कंप्यूटर के आकार के बारे में है जो हाथ की पहुंच में होता है, केवल आकाश में।"
इस बाद के परिदृश्य में, ग्रह ब्लैक होल के बहुत करीब होंगे, प्रत्येक एक कक्षा को केवल 9 घंटे में पूरा करेगा। इसका मतलब है कि वे असाधारण गति से परिक्रमा करेंगे - प्रकाश की गति का लगभग 10 प्रतिशत। रेइंस्टीन ने कहा, विशेष सापेक्षता के आइंस्टीन के सिद्धांत के अनुसार, समय प्रकाश की गति के करीब जाने के लिए और अधिक धीरे-धीरे आगे बढ़ेगा, इसलिए "अलग-अलग रिंगों पर एक ही पल में पैदा होने वाले दो बच्चे थोड़ी अलग दरों पर होंगे," रेयान ने कहा। "इनर रिंग पर बच्चा थोड़ा और धीरे-धीरे जगेगा।"
रेमंड ने कहा कि रिंग्स के बीच गति में अंतर काफी संभव होगा कि किसी भी मौजूदा तकनीक के साथ एक रिंग से दूसरी रिंग तक यात्रा करने में स्पेसशिप के लिए असंभव हो सकता है। हालांकि, प्रत्येक दुनिया हजारों अन्य लोगों के साथ अपनी अंगूठी साझा करेगी, और पड़ोसी ग्रहों के बीच सापेक्ष गति लगभग शून्य होगी। "एक अंतरिक्ष लिफ्ट ग्रहों को जोड़ सकती है," रेमंड ने कहा।
यदि दी गई अंगूठी के साथ पड़ोसी ग्रहों की प्रत्येक जोड़ी जुड़ी हुई थी, तो यह एक "रिंगवर्ल्ड" जैसा होगा, जो लैरी निवेन के विज्ञान-कथा महाकाव्य में एक ही नाम के एक विशालकाय विदेशी मेगास्ट्रक्चर है। "इस सेटअप और लैरी निवेन की पुस्तक से 'रिंगवर्ल्ड' के बीच का अंतर यह है कि, इस मामले में, ग्रहों के बीच कोई रहने योग्य सतह क्षेत्र नहीं है," रेमंड ने कहा।
ऐसे मिलियन-प्लैनेट सिस्टम कहाँ से आ सकते हैं? रेमंड ने कहा, "मैं कल्पना कर सकता हूं कि सुपर-एडवांस्ड एलियन जैसा कोई सिस्टम बना सकता है, जैसे कि मिलियन-अर्थ सोलर सिस्टम कला का काम करता है, गगनचुंबी इमारतों की तरह या चित्रित हिमखंड।" "कहने का एक तरीका, 'देखो हम कितने शानदार हैं,' भव्य पैमाने पर।"
"या शायद एलियंस एक चिड़ियाघर के रूप में इस तरह की प्रणाली का निर्माण करेंगे," रेमंड ने कहा। "वे सबसे गर्म से सबसे ठंडे तक जलवायु में एक ढाल हो सकते हैं, और ब्रह्मांड भर में सभी प्रकार के प्राणियों के साथ ग्रहों को स्टॉक कर सकते हैं। निश्चित रूप से, उन्हें अंतरिक्ष प्राणियों के गलत संयोजनों को नहीं रखने के लिए सावधान रहना होगा। ग्रहों की एक ही अंगूठी, क्योंकि यह अच्छी तरह से समाप्त नहीं होगी।
रेमंड ने कहा, "सभी में, यह संभव है कि सभी संभव ग्रह प्रणालियों के साथ आने की कोशिश की जाए," रेमंड ने कहा। "कुछ खोजों का अनुमान 'वहां जाने' से लगाया जा सकता है और उन संभावनाओं की कल्पना की जा सकती है जो आदर्श से बहुत दूर हैं। ये प्रणाली विज्ञान कथाओं और उस अर्थ में 'वहां जाने' का एक संयोजन हैं।"
रेमंड ने निष्कर्ष निकाला, "मैं जिस चीज के लिए जाता हूं, वह यह है कि हम जो सोचते हैं, उसकी सीमाओं को धक्का देने की कोशिश करते हैं।"
