एक नए कंप्यूटर मॉडल का उपयोग करते हुए, खगोलविदों ने निर्धारित किया है कि M87 आकाशगंगा के केंद्र में ब्लैक होल कम से कम दोगुना है जितना पहले सोचा गया था। सूर्य के द्रव्यमान का 6.4 बिलियन गुना वजनी, यह अब तक का सबसे विशाल ब्लैक होल है, और यह नया मॉडल बताता है कि अन्य बड़ी आकाशगंगाओं में स्वीकृत ब्लैक होल का द्रव्यमान समान मात्रा में हो सकता है। यह आकाशगंगाओं के गठन और बढ़ने के सिद्धांतों के परिणाम हैं, और एक लंबे समय तक खगोलीय विरोधाभास को हल भी कर सकते हैं।
ऑस्टिन में टेक्सास विश्वविद्यालय से खगोलविदों कार्ल गेबर्ड और मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर एक्सट्रैटरैस्ट्रियल फिजिक्स से जेन्स थॉमस ने सोमवार को कैलिफोर्निया के पसादेना में अमेरिकन एस्ट्रोनॉमिकल सोसायटी सम्मेलन में अपने निष्कर्षों को विस्तृत किया।
यह समझने की कोशिश करने के लिए कि आकाशगंगाएँ कैसे बनती और बढ़ती हैं, खगोलविदों ने आज आकाशगंगाओं के बारे में बुनियादी जानकारी के साथ शुरुआत की, जैसे कि वे किस चीज से बने हैं, वे कितने बड़े हैं और उनका वजन कितना है। खगोलविदों ने आकाशगंगा के भीतर सितारों की परिक्रमा की गति को रोककर इस अंतिम श्रेणी, आकाशगंगा द्रव्यमान को मापा।
कुल द्रव्यमान का अध्ययन महत्वपूर्ण है, थॉमस ने कहा, लेकिन "महत्वपूर्ण बिंदु यह निर्धारित करना है कि द्रव्यमान ब्लैक होल, तारों या अंधेरे प्रभामंडल में है या नहीं। आपको एक परिष्कृत मॉडल चलाना होगा ताकि यह पता लगाया जा सके कि कौन सा है। आपके पास जितने अधिक घटक हैं, मॉडल उतना ही जटिल है। "
M87 को मॉडल करने के लिए, गेबर्ड और थॉमस ने दुनिया के सबसे शक्तिशाली सुपर कंप्यूटरों में से एक का इस्तेमाल किया, ऑस्टिन के टेक्सास एडवांस्ड कंप्यूटिंग सेंटर में टेक्सास विश्वविद्यालय में लोनेस्टार प्रणाली। लोनेस्टार एक डेल लिनक्स क्लस्टर है जिसमें 5,840 प्रोसेसिंग कोर हैं और प्रति सेकंड 62 ट्रिलियन फ्लोटिंग-पॉइंट ऑपरेशन कर सकते हैं। (आज के टॉप-ऑफ-द-लाइन लैपटॉप कंप्यूटर में दो कोर हैं और प्रति सेकंड 10 बिलियन फ़्लोटिंग-पॉइंट ऑपरेशन कर सकते हैं।)
M87 का गेबर्ड और जेन्स मॉडल आकाशगंगा के पिछले मॉडलों की तुलना में अधिक जटिल था, क्योंकि इसके सितारों और ब्लैक होल के मॉडलिंग के अलावा, यह आकाशगंगा के "अंधेरे प्रभामंडल" को ध्यान में रखता है, जो एक आकाशगंगा के आसपास एक गोलाकार क्षेत्र है जो इसके मुख्य से परे फैली हुई है दृश्यमान संरचना, जिसमें आकाशगंगा का रहस्यमय "डार्क मैटर" है।
"अतीत में, हम हमेशा अंधेरे प्रभामंडल को महत्वपूर्ण मानते हैं, लेकिन हमारे पास इसे खोजने के लिए कंप्यूटिंग संसाधन नहीं थे," गेबर्ड ने कहा। “हम पहले केवल तारों और ब्लैक होल का उपयोग करने में सक्षम थे। अंधेरे प्रभामंडल में टॉस, यह भी कम्प्यूटेशनल रूप से महंगा हो जाता है, आपको सुपर कंप्यूटर पर जाना होगा। "
लोनेस्टार परिणाम M87 के ब्लैक होल के लिए कई बार बड़े पैमाने पर था जो पिछले मॉडल को मिला है। "हम यह बिल्कुल उम्मीद नहीं की थी," Gebhardt ने कहा। उन्होंने कहा कि वह और जेन्स अपने मॉडल का परीक्षण "वहां से सबसे महत्वपूर्ण आकाशगंगा" पर करना चाहते थे।
अत्यंत विशाल और सुविधाजनक रूप से आस-पास (खगोलीय दृष्टि से), M87 पहली आकाशगंगा थी जो लगभग तीन दशक पहले एक केंद्रीय ब्लैक होल को बंद करने का सुझाव देती थी। इसमें एक सक्रिय जेट की शूटिंग है जो आकाशगंगा के कोर से बाहर निकलती है क्योंकि मामला ब्लैक होल के करीब घूमता है, जिससे खगोलविदों को उस प्रक्रिया का अध्ययन करने की अनुमति मिलती है जिससे ब्लैक होल आकर्षित होते हैं। ये सभी कारक M87 को "सुपरमैसिव ब्लैक होल स्टडीज के लिए लंगर" बनाते हैं।
M87 के लिए ये नए परिणाम, हाल के अन्य अध्ययनों से संकेत और अपने स्वयं के हाल ही में दूरबीन टिप्पणियों (तैयारी में प्रकाशन) के साथ मिलकर, उसे संदेह करने के लिए प्रेरित करते हैं कि सबसे बड़े आकाशगंगाओं के लिए सभी ब्लैक होल द्रव्यमान को कम करके आंका जाता है।
थॉमस ब्लैक ने कहा कि यह निष्कर्ष "आकाशगंगाओं से संबंधित ब्लैक होल के लिए महत्वपूर्ण है।" "यदि आप ब्लैक होल के द्रव्यमान को बदलते हैं, तो आप बदलते हैं कि ब्लैक होल आकाशगंगा से कैसे संबंधित है।" आकाशगंगा और उसके ब्लैक होल के बीच एक तंग संबंध है जिसने शोधकर्ताओं को भौतिकी की जांच करने की अनुमति दी थी कि कैसे कॉस्मिक समय पर आकाशगंगाएं बढ़ती हैं। सबसे विशाल आकाशगंगाओं में ब्लैक होल द्रव्यमान बढ़ने से इस संबंध का पुनर्मूल्यांकन होगा।
आस-पास की आकाशगंगाओं में ब्लैक होल के लिए उच्च द्रव्यमान भी क्वैसर के द्रव्यमान के विषय में एक विरोधाभास को हल कर सकता है - बेहद दूर की आकाशगंगाओं में देखे जाने वाले अत्यंत दूर आकाशगंगाओं के केंद्रों पर सक्रिय ब्लैक होल। क्वासर्स चमकीले ढंग से भौतिक स्पिरलिंग के रूप में चमकते हैं, घटना क्षितिज को पार करने से पहले प्रचुर विकिरण को बंद कर देते हैं (वह क्षेत्र जिसके आगे कुछ भी नहीं - प्रकाश भी नहीं बच सकता)।
"एक लंबे समय से चली आ रही समस्या है कि क्वासर ब्लैक होल द्रव्यमान में बहुत बड़े थे - 10 बिलियन सौर द्रव्यमान," गेब्रेहार्ड ने कहा। “लेकिन स्थानीय आकाशगंगाओं में, हमने कभी भी ब्लैक होल को नहीं देखा, जो बड़े पैमाने पर, लगभग नहीं। इससे पहले संदेह था कि क़ैसर जनता गलत थी, ”उन्होंने कहा। लेकिन "यदि हम M87 के द्रव्यमान को दो या तीन बार बढ़ाते हैं, तो समस्या लगभग दूर हो जाती है।"
आज के निष्कर्ष मॉडल आधारित हैं, लेकिन गेबर्ड ने M87 और अन्य आकाशगंगाओं के नए टेलीस्कोप अवलोकन भी बनाए हैं जो जेमिनी नॉर्थ टेलीस्कोप और यूरोपीय दक्षिणी वेधशाला के बहुत बड़े टेलीस्कोप पर नए शक्तिशाली उपकरणों का उपयोग करते हैं। उन्होंने कहा कि ये आंकड़े, जो जल्द ही प्रकाशन के लिए प्रस्तुत किए जाएंगे, ब्लैक होल द्रव्यमान के बारे में मौजूदा मॉडल-आधारित निष्कर्षों का समर्थन करेंगे।
गेलेक्टिक डार्क हेलो के भविष्य के टेलीस्कोप अवलोकनों के लिए, गैबर्ड ने ध्यान दिया कि ऑस्टिन के मैकडॉनल्ड ऑब्जर्वेटरी में टेक्सास विश्वविद्यालय में एक अपेक्षाकृत नया साधन एकदम सही है। "अगर आपको ब्लैक होल द्रव्यमान प्राप्त करने के लिए प्रभामंडल का अध्ययन करने की आवश्यकता है, तो VIRUS-P से बेहतर कोई साधन नहीं है," उन्होंने कहा। यंत्र एक स्पेक्ट्रोग्राफ है। यह खगोलीय पिंडों से प्रकाश को अपने घटक तरंग दैर्ध्य में अलग करता है, एक हस्ताक्षर बनाता है जिसे किसी वस्तु की दूरी, गति, गति, तापमान और बहुत कुछ जानने के लिए पढ़ा जा सकता है।
VIRUS-P हेलो अध्ययन के लिए अच्छा है क्योंकि यह आकाश के एक बहुत बड़े क्षेत्र पर स्पेक्ट्रा ले जा सकता है, जिससे खगोलविदों को आकाशगंगा केंद्र से बड़ी दूरी पर बहुत कम प्रकाश स्तर तक पहुंचने की अनुमति मिलती है जहां अंधेरे प्रभामंडल प्रमुख है। यह एक प्रोटोटाइप है, जिसे आगामी हॉबी-एबरली टेलीस्कोप डार्क एनर्जी एक्सपेरिमेंट (HETDEX) के लिए बड़े VIRUS स्पेक्ट्रोग्राफ में परीक्षण करने वाली तकनीक के लिए बनाया गया है।
स्रोत: एएएस, मैकडॉनल्ड्स वेधशाला
