जब से हमारी आकाशगंगा के केंद्र में धनु A * की खोज हुई है, खगोलविदों को यह समझ में आ गया है कि अधिकांश विशाल आकाशगंगाओं में उनके मूल में एक सुपरमैसिव ब्लैक होल (SMBH) है। इन आकाशगंगाओं के नाभिक में उत्पन्न शक्तिशाली विद्युत चुम्बकीय उत्सर्जन से इसका सबूत है - जिसे "एक्टिव गैलिक न्यूक्लियर" (AGN) के रूप में जाना जाता है - ऐसा माना जाता है कि यह SMBH पर गैस और धूल के जमाव के कारण होता है।
दशकों से, खगोलविद एजीएन से आने वाले प्रकाश का अध्ययन कर रहे हैं ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि उनके ब्लैक होल कितने बड़े और बड़े पैमाने पर हैं। यह मुश्किल हो गया है, क्योंकि यह प्रकाश डॉपलर प्रभाव के अधीन है, जो इसकी वर्णक्रमीय रेखाओं को व्यापक बनाता है। लेकिन चीन और अमेरिका के शोधकर्ताओं द्वारा विकसित एक नए मॉडल के लिए धन्यवाद, खगोलविद इन ब्रॉड लाइन क्षेत्रों (बीएलआर) का अध्ययन करने और ब्लैक होल के द्रव्यमान के बारे में अधिक सटीक अनुमान लगाने में सक्षम हो सकते हैं।
हाल ही में वैज्ञानिक पत्रिका में छपी "गाली गलौज से तंग गलियारे, जो कि सक्रिय गांगेय नाभिक में व्यापक उत्सर्जन रेखाओं की उत्पत्ति के रूप में धूल फांकते हैं" प्रकृति। अध्ययन का नेतृत्व चीन के विज्ञान अकादमी में इंस्टीट्यूट ऑफ हाई एनर्जी फिजिक्स (IHEP) के एक शोधकर्ता जियान-मिन वांग ने किया था, जिसमें व्योमिंग विश्वविद्यालय और नानजिंग विश्वविद्यालय से सहायता ली गई थी।
इसे तोड़ने के लिए, एसयूजीएस गैस और धूल की एक टोरस होने के लिए जाने जाते हैं जो उन्हें घेर लेते हैं। ब्लैक होल का गुरुत्वाकर्षण इस टोरस में गैस को हजारों किलोमीटर प्रति सेकंड के वेग तक पहुँचाता है, जिससे यह अलग-अलग तरंगदैर्घ्य पर विकिरण को गर्म और उत्सर्जित करता है। इस ऊर्जा ने अंततः पूरे आसपास की आकाशगंगा को नष्ट कर दिया, जो कि खगोलविदों को एक एसयूएसई की उपस्थिति का निर्धारण करने की अनुमति देता है।
माइकल ब्रेटन के रूप में, भौतिकी और खगोल विज्ञान विभाग में एक UW प्रोफेसर और अध्ययन पर एक co0author, एक UW प्रेस विज्ञप्ति में समझाया गया है:
"लोग सोचते हैं,‘ यह एक ब्लैक होल है। यह इतना चमकीला क्यों है? ’एक ब्लैक होल अभी भी अंधेरा है। डिस्क इतने ऊँचे तापमान पर पहुँचती हैं कि वे विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम में विकिरण डालती हैं, जिसमें गामा किरणें, एक्स-रे, यूवी, अवरक्त और रेडियो तरंगें शामिल हैं। ब्लैक होल और आस-पास की गैस को ब्लैक होल खिला रहा है, वह ईंधन है जो क्वासर में बदल जाता है। ”
इन उज्ज्वल क्षेत्रों को देखने के साथ समस्या इस तथ्य से आती है कि उनके भीतर गैसें विभिन्न दिशाओं में इतनी तेज़ी से आगे बढ़ रही हैं। जबकि गैस दूर की ओर (हमारे सापेक्ष) स्पेक्ट्रम के लाल सिरे की ओर स्थानांतरित हो जाती है, गैस जो हमारी ओर बढ़ रही है उसे नीले सिरे की ओर स्थानांतरित कर दिया जाता है। यह वही है जो एक ब्रॉड लाइन क्षेत्र की ओर जाता है, जहां उत्सर्जित प्रकाश का स्पेक्ट्रम सर्पिल की तरह अधिक हो जाता है, जिससे सटीक रीडिंग प्राप्त करना मुश्किल हो जाता है।
वर्तमान में, सक्रिय गैलेक्टिक नाभिक में एसयूएस के द्रव्यमान का मापन "पुनर्जन्म मैपिंग तकनीक" पर निर्भर करता है। संक्षेप में, इसमें बीएलआर की सममित स्पेक्ट्रल लाइनों की जांच करने और उनके बीच समय की देरी को मापने के लिए कंप्यूटर मॉडल का उपयोग करना शामिल है। माना जाता है कि इन लाइनों को गैस से उत्पन्न किया जाता है जिसे एसबीएस के गुरुत्वाकर्षण बल द्वारा फोटोइयन किया गया है।
हालाँकि, व्यापक उत्सर्जन लाइनों और बीएलआर के विभिन्न घटकों के बारे में बहुत कम समझ है, इसलिए यह विधि 200 और 300% के बीच कुछ अनिश्चितताओं को जन्म देती है। "हम वर्णक्रमीय ब्रॉड-लाइन क्षेत्रों के बारे में अधिक विस्तृत प्रश्नों को प्राप्त करने की कोशिश कर रहे हैं जो हमें ब्लैक होल द्रव्यमान का निदान करने में मदद करते हैं," ब्रेटन ने कहा। "लोगों को यह नहीं पता है कि ये व्यापक उत्सर्जन लाइन क्षेत्र कहां से आते हैं या इस गैस की प्रकृति।"
इसके विपरीत, डॉ। वांग की अगुवाई वाली टीम ने एक नए प्रकार के कंप्यूटर मॉडल को अपनाया जिसने एक एसयूएसआई के आसपास गैस टोरस की गतिशीलता पर विचार किया। यह टार्स, वे मानते हैं, कि पदार्थ के असतत झुरमुटों से बने होंगे, जो ब्लैक होल द्वारा ख़राब रूप से बाधित होंगे, जिसके परिणामस्वरूप कुछ गैस इसमें बहती है (उर्फ। इस पर accreting) और कुछ को बहिर्वाह के रूप में बाहर निकाला जाता है।
इससे, उन्होंने पाया कि एक बीएलआर में उत्सर्जन लाइनें तीन विशेषताओं के अधीन हैं - "विषमता", "आकृति" और "बदलाव"। विभिन्न उत्सर्जन लाइनों की जांच करने के बाद - दोनों सममित और विषम - उन्होंने पाया कि ये तीन विशेषताएं दृढ़ता से इस बात पर निर्भर करती थीं कि गैस के गुच्छे कितने उज्ज्वल थे, जो उन्होंने टोरस के भीतर उनकी गति के कोण के परिणामस्वरूप व्याख्या की। या जैसा कि डॉ। ब्रेटन ने रखा:
“हम जो प्रस्ताव देते हैं वह यह है कि ये धूल भरे गुच्छे बढ़ रहे हैं। कुछ एक दूसरे में धमाका करते हैं और विलय करते हैं, और वेग बदलते हैं। शायद वे क्वासर में चले जाते हैं, जहां ब्लैक होल रहता है। क्लंप्स में से कुछ ब्रॉड-लाइन क्षेत्र से स्पिन करते हैं। कुछ लोग बाहर निकल गए। "
अंत में, उनके नए मॉडल से पता चलता है कि ब्लैक होल टोरस से पदार्थ के टिड्डे अव्यवस्थित रूप से बीएलआर गैस के स्रोत का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं। पिछले मॉडलों की तुलना में, डॉ वांग और उनके सहयोगियों द्वारा तैयार एक एसबीएस के आसपास के क्षेत्र में विभिन्न प्रमुख प्रक्रियाओं और घटकों के बीच एक संबंध स्थापित करता है। इनमें ब्लैक होल का भक्षण, फोटोओनाइज्ड गैस का स्रोत और धूल भरी धार शामिल है।
हालांकि यह शोध AGNs के आस-पास के सभी रहस्यों को हल नहीं करता है, लेकिन उनकी वर्णक्रमीय रेखाओं के आधार पर SMBH के सटीक द्रव्यमान अनुमान प्राप्त करने की दिशा में यह एक महत्वपूर्ण कदम है। इनसे, खगोलविद अधिक सटीक रूप से यह निर्धारित करने में सक्षम हो सकते हैं कि बड़ी आकाशगंगाओं के विकास में इन ब्लैक होल की क्या भूमिका है।
अध्ययन को विज्ञान और प्रौद्योगिकी अनुसंधान और विकास के लिए राष्ट्रीय कुंजी कार्यक्रम और फ्रंटियर साइंसेज के प्रमुख अनुसंधान कार्यक्रम द्वारा प्रदान किए गए समर्थन के साथ संभव धन्यवाद दिया गया था, दोनों को चीनी विज्ञान अकादमी द्वारा प्रशासित किया गया है।
