अवलोकनीय ब्रह्मांड एक बहुत बड़ी जगह है, जिसका अनुमानित 91 बिलियन प्रकाश वर्ष व्यास है। नतीजतन, खगोलविदों को दूर की वस्तुओं को देखने के लिए शक्तिशाली उपकरणों पर भरोसा करने के लिए मजबूर किया जाता है। लेकिन यहां तक कि ये कभी-कभी सीमित होते हैं, और इन्हें गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग नामक तकनीक के साथ जोड़ा जाना चाहिए। इसमें दूर की वस्तु से आने वाले प्रकाश को बढ़ाने के लिए पदार्थ (एक आकाशगंगा या तारा) के एक बड़े वितरण पर निर्भर करना शामिल है।
इस तकनीक का उपयोग करते हुए, कैलिफोर्निया प्रौद्योगिकी संस्थान (कैलटेक) ओवेन्स वैली रेडियो ऑब्जर्वेटरी (ओवीआरओ) के शोधकर्ताओं के नेतृत्व में एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने एक दूर की आकाशगंगा में सुपरमैसिव ब्लैक होल (पीकेएस 1413 + के रूप में जाना जाता है) से गर्म गैस के जेट्स का अवलोकन करने में सक्षम थे। 135)। खोज ने गर्म गैसों के प्रकारों की तारीख को सबसे अच्छा दृश्य प्रदान किया है जो अक्सर सुपरमैसिव ब्लैक होल (एसबीएस) के केंद्रों से आते हैं।
अनुसंधान निष्कर्ष दो अध्ययनों में वर्णित किए गए थे जो 15 अगस्त के अंक में प्रकाशित हुए थे द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल। दोनों का नेतृत्व कैलटेक मिलिकन पोस्टडॉक्टोरल स्कॉलर हरीश वेदांथम ने किया था, और एंथनी रीडहेड के नेतृत्व में एक अंतरराष्ट्रीय परियोजना का हिस्सा थे - रॉबिन्सन प्रोफेसर ऑफ एस्ट्रोनॉमी, एमेरिटस, और ओवीआरओ के निदेशक।
यह ओवीआरओ परियोजना 2008 से सक्रिय है, जो कि कुछ 1,800 सक्रिय SMBH और उनकी संबंधित आकाशगंगाओं के दो बार-साप्ताहिक अवलोकन का उपयोग करके अपने 40-मीटर दूरबीन का उपयोग कर रही है। ये अवलोकन नासा के फर्मी गामा-रे स्पेस टेलीस्कोप के समर्थन में आयोजित किए गए हैं, जो एक ही अवधि के दौरान इन आकाशगंगाओं और उनके एसयूजीएस के समान अध्ययन का आयोजन कर रहे हैं।
जैसा कि टीम ने अपने दो अध्ययनों में संकेत दिया है, इन अवलोकनों ने पदार्थ के गुच्छों में नई अंतर्दृष्टि प्रदान की है जो समय-समय पर सुपरमैसिव ब्लैक होल से बेदखल किए जाते हैं, साथ ही गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग अनुसंधान के लिए नई संभावनाओं को खोलते हैं। जैसा कि डॉ। वेदांथम ने हाल ही के कैलटेक प्रेस वक्तव्य में संकेत दिया है:
“हम ब्लैक होल जेट्स के साथ सामग्री स्ट्रीमिंग के इन क्लैंपों के अस्तित्व के बारे में जानते हैं, और यह कि वे प्रकाश की गति के करीब जाते हैं, लेकिन उनकी आंतरिक संरचना या वे कैसे लॉन्च किए जाते हैं, इसके बारे में ज्यादा नहीं जानते हैं। इस तरह के लेंसिंग सिस्टम के साथ, हम क्लैंप को ब्लैक होल के केंद्रीय इंजन के करीब और पहले की तुलना में बहुत अधिक विस्तार से देख सकते हैं। ”
जबकि सभी बड़ी आकाशगंगाओं को माना जाता है कि उनकी आकाशगंगा के केंद्र में एक SMBH है, सभी के पास गर्म गैस के जेट नहीं हैं। इस तरह के जेट की उपस्थिति एक सक्रिय गैलेक्टिक न्यूक्लियस (AGN) के रूप में जानी जाती है, जो आकाशगंगा के केंद्र में एक कॉम्पैक्ट क्षेत्र है जो विशेष रूप से कई तरंग दैर्ध्य में उज्ज्वल है - रेडियो, माइक्रोवेव, अवरक्त, ऑप्टिकल, अल्ट्रा-वायलेट सहित एक्स-रे और गामा किरण विकिरण।
ये जेट्स उस सामग्री का परिणाम हैं जो एक SMBH की ओर खींची जा रही है, जिनमें से कुछ को गर्म गैस के रूप में बाहर निकाला जा रहा है। इन धाराओं में सामग्री प्रकाश की गति के करीब यात्रा करती है, और धाराएं 1 से 10 मिलियन वर्षों तक सक्रिय रहती हैं। जबकि ज्यादातर समय, जेट अपेक्षाकृत अधिक सुसंगत होते हैं, हर कुछ वर्षों में, वे गर्म पदार्थों के अतिरिक्त थक्के बाहर थूकते हैं।
2010 में वापस, OVRO शोधकर्ताओं ने देखा कि PKS 1413 + 135 के रेडियो उत्सर्जन को एक वर्ष के दौरान फिर से उज्ज्वल, फीका और फिर से उज्ज्वल कर दिया गया था। 2015 में, उन्होंने एक ही व्यवहार पर ध्यान दिया और एक विस्तृत विश्लेषण किया। अन्य संभावित स्पष्टीकरणों को खारिज करने के बाद, उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि समग्र ब्राइटनिंग ब्लैक होल से सामग्री के दो उच्च गति वाले क्लैंप के कारण होने की संभावना थी।
ये क्लंप जेट के साथ यात्रा करते थे और बढ़ जाते थे जब वे गुरुत्वाकर्षण लेंस के पीछे से गुजरते थे जो वे अपनी टिप्पणियों के लिए उपयोग कर रहे थे। यह खोज काफी भाग्यशाली थी, और कई वर्षों के खगोलीय अध्ययन का परिणाम थी। टिमोथी पियर्सन के रूप में, कैलटेक के एक वरिष्ठ शोध वैज्ञानिक और कागज पर एक सह-लेखक ने समझाया:
"यह चमक में सममित डिप्स के साथ इस एक वस्तु को खोजने के लिए बड़ी संख्या में आकाशगंगाओं का अवलोकन किया है जो एक गुरुत्वाकर्षण लेंस की उपस्थिति को इंगित करता है। अब हम अपने सभी अन्य डेटा पर समान वस्तुओं को खोजने के लिए कड़ी मेहनत कर रहे हैं, जो गैलेक्टिक नाभिक का आवर्धित दृश्य दे सकते हैं। ”
अंतर्राष्ट्रीय टीम की टिप्पणियों के बारे में भी जो रोमांचक था, वह "लेंस" की प्रकृति थी। अतीत में, वैज्ञानिकों ने बड़े पैमाने पर लेंस (यानी पूरी आकाशगंगाओं) या माइक्रो लेंस पर भरोसा किया है जिसमें एकल सितारे शामिल थे। हालांकि, डॉ। वेदांथम और डॉ। रीडहेड के नेतृत्व वाली टीम ने लगभग 10,000 सौर द्रव्यमानों के "मिलि-लेंस" के रूप में वर्णित एक पर भरोसा किया।
यह इतिहास का पहला अध्ययन हो सकता है जो एक मध्यवर्ती आकार के लेंस पर भरोसा करता है, जो उन्हें लगता है कि सबसे अधिक संभावना एक स्टार क्लस्टर है। मिलि-आकार के लेंस के फायदों में से एक यह है कि यह प्रकाश के पूरे स्रोत को अवरुद्ध करने के लिए पर्याप्त नहीं है, जिससे छोटी वस्तुओं को स्पॉट करना आसान हो जाता है। इस नए गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग सिस्टम के साथ, यह अनुमान लगाया जाता है कि खगोल विज्ञानी पहले की तुलना में लगभग 100 गुना छोटे पैमाने पर थक्कों का निरीक्षण करने में सक्षम होंगे। जैसा कि Readhead ने समझाया:
“हम जो क्लंप देख रहे हैं वह केंद्रीय ब्लैक होल के बहुत करीब हैं और छोटे हैं - केवल कुछ प्रकाश-दिन भर में। हमें लगता है कि प्रकाश की गति के करीब जाने वाले इन छोटे घटकों को अग्रभूमि सर्पिल आकाशगंगा में एक गुरुत्वाकर्षण लेंस द्वारा बढ़ाया जा रहा है। यह चाप के एक सेकंड के एक लाखवें भाग का उत्कृष्ट समाधान प्रदान करता है, जो पृथ्वी से चंद्रमा पर नमक के एक दाने को देखने के बराबर है। "
क्या अधिक है, शोधकर्ताओं ने संकेत दिया कि लेंस स्वयं वैज्ञानिक हित के लिए है, साधारण कारण के लिए जो इस बड़े पैमाने पर वस्तुओं के बारे में ज्यादा नहीं जानते हैं। इसलिए यह संभावित स्टार क्लस्टर प्रयोगशाला के एक प्रकार के रूप में कार्य कर सकता है, जिससे शोधकर्ताओं को गुरुत्वाकर्षण मिलि-लेंसिंग का अध्ययन करने का मौका मिलता है, जबकि सक्रिय गेलेक्टिक नाभिक से स्ट्रीमिंग करने वाले परमाणु जेट का एक स्पष्ट दृश्य भी प्रदान करता है।
आगे देखते हुए, टीम बहुत लंबी बेसलाइन इंटरफेरोमेट्री (वीएलबीआई) नामक एक अन्य तकनीक का उपयोग करके अपने अध्ययन के परिणामों की पुष्टि करने की उम्मीद करती है। इसमें पीकेएस 1413 + 135 और इसके केंद्र में एसबीएस की विस्तृत छवियां लेने वाले दुनिया भर के रेडियो दूरबीन शामिल होंगे। यह देखते हुए कि उन्होंने अब तक क्या देखा है, यह संभावना है कि यह एसयूएसआई कुछ वर्षों में (2020 तक) मामले का एक और समूह बना देगा।
वेदांथम, रीडहेड और उनके सहयोगी इस घटना के लिए तैयार होने की योजना बनाते हैं। इस अगले समूह को खोलना न केवल उनके हाल के अध्ययनों को मान्य करेगा, यह उन मिलि-लेंस तकनीक को भी मान्य करेगा जो वे अपनी टिप्पणियों का संचालन करने के लिए उपयोग करते थे। जैसा कि रीडहेड ने संकेत दिया, "हम ओवेन्स वैली रेडियो वेधशाला की तरह एक विश्वविद्यालय वेधशाला के बिना इन जैसे अध्ययन नहीं कर सकते, जहां हमारे पास एक एकल कार्यक्रम के लिए विशेष रूप से एक बड़ी दूरबीन समर्पित करने का समय है।"
नासा, नेशनल साइंस फाउंडेशन (NSF), स्मिथसोनियन इंस्टीट्यूशन, एकेडेमिया सिनिका, फ़िनलैंड की एकेडमी और चिली सेंट्रो डी एक्सेलेंसिया एन एस्ट्रोफिस वाई टेक्नोलोजिस अफ़ीन्स (CATA) द्वारा प्रदान की गई धनराशि के कारण अध्ययन संभव हो गया।
