जब से आइंस्टीन की थ्योरी ऑफ जनरल रिलेटिविटी ने उनके अस्तित्व की भविष्यवाणी की है तब से ब्लैक होल मोह का अंतहीन स्रोत है। पिछले 100 वर्षों में, ब्लैक होल का अध्ययन काफी उन्नत हुआ है, लेकिन इन वस्तुओं की विस्मय और रहस्य बनी हुई है। उदाहरण के लिए, वैज्ञानिकों ने उल्लेख किया है कि कुछ मामलों में, ब्लैक होल में भारी मात्रा में आवेशित कण होते हैं, जो लाखों प्रकाश वर्ष तक फैलते हैं।
ये "रिलेटिविस्टिक जेट्स" - तथाकथित नाम इसलिए हैं क्योंकि ये प्रकाश की गति के एक अंश पर आवेशित कणों को प्रेरित करते हैं - वर्षों से खगोलविदों को हैरान करते हैं। लेकिन शोधकर्ताओं के एक अंतरराष्ट्रीय दल द्वारा किए गए एक हालिया अध्ययन के लिए धन्यवाद, इन जेट्स में नई अंतर्दृष्टि प्राप्त हुई है। सामान्य सापेक्षता के अनुरूप, शोधकर्ताओं ने दिखाया कि ये जेट धीरे-धीरे (यानी दिशा बदलकर) अंतरिक्ष-समय के परिणामस्वरूप ब्लैक होल के रोटेशन में घसीटे जाते हैं।
हाल ही में छपे "थ्री डी जनरल रिलेटिविस्ट एमएचडी सिमुलेशन" में झुके हुए ब्लैक होल डिस्क द्वारा "प्रीसेशन ऑफ प्रीसेसिंग जेट्स" शीर्षक से उनका अध्ययन। रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसायटी के मासिक नोटिस। टीम में नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी में सेंटर फॉर इंटरडिसिप्लिनरी एक्सप्लोरेशन एंड रिसर्च इन एस्ट्रोफिजिक्स (CIERA) के सदस्य शामिल थे।
उनके अध्ययन के लिए, टीम ने इलिनोइस विश्वविद्यालय में ब्लू वाटर्स सुपर कंप्यूटर का उपयोग करके सिमुलेशन का संचालन किया। उन्होंने जो सिमुलेशन संचालित किया वह सुपरमैसिव ब्लैक होल्स (एसबीईएस) से आने वाले रिलेटिव जेट के व्यवहार को मॉडल करने वाला पहला था। एक बिलियन कम्प्यूटेशनल कोशिकाओं के करीब होने के साथ, यह एक प्राप्त ब्लैक होल का अब तक का उच्चतम रिज़ॉल्यूशन सिमुलेशन था।
नॉर्थवेस्टर्न के वेनबर्ग कॉलेज ऑफ आर्ट्स एंड साइंसेज में भौतिकी और खगोल विज्ञान के एक सहायक प्रोफेसर अलेक्जेंडर त्चोव्स्कॉय ने हाल ही में नॉर्थवेस्टर्न नाउ प्रेस विज्ञप्ति में बताया:
“यह समझना कि ब्लैक होल को घुमाने से अंतरिक्ष-समय उनके आस-पास कैसे घसीटता है और यह प्रक्रिया कैसे प्रभावित करती है, जिसे हम दूरबीनों के माध्यम से देखते हैं, यह एक कठिन, कठिन से कठिन पहेली है। सौभाग्य से, कोड विकास और सुपरकंप्यूटर वास्तुकला में छलांग की सफलता हमें कभी भी उत्तर खोजने के करीब ला रही है। ”
सभी सुपरमैसिव ब्लैक होल्स की तरह, तेजी से कताई SMBH नियमित रूप से संलग्न (उर्फ। अचर) मामला है। हालांकि, तेजी से घूमने वाले ब्लैक होल को उस तरह से भी जाना जाता है जिस तरह से वे रिलेटिव जेट के रूप में ऊर्जा उत्सर्जित करते हैं। इन ब्लैक होल्स को खिलाने वाली बात उनके चारों ओर एक घूर्णन डिस्क बनाती है - उर्फ। एक अभिवृद्धि डिस्क - जिसकी विशेषता गर्म, सक्रिय गैस और चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं हैं।
यह इन फील्ड लाइनों की उपस्थिति है जो इन जेट्स के रूप में ब्लैक होल को ऊर्जा का प्रसार करने की अनुमति देता है। क्योंकि ये जेट इतने बड़े होते हैं, वे खुद ब्लैक होल्स की तुलना में अध्ययन करने में आसान होते हैं। ऐसा करने में, खगोलविद यह समझने में सक्षम होते हैं कि इन जेट्स की दिशा कितनी जल्दी बदलती है, जो कि ब्लैक होल के घूमने के बारे में चीजों को स्वयं प्रकट करता है - जैसे कि उनके घूर्णन डिस्क का अभिविन्यास और आकार।
जब ब्लैक होल के अध्ययन की बात आती है, तो उन्नत कंप्यूटर सिमुलेशन आवश्यक होते हैं, बड़े पैमाने पर क्योंकि वे दृश्यमान प्रकाश में देखने योग्य नहीं होते हैं और आमतौर पर बहुत दूर होते हैं। उदाहरण के लिए, पृथ्वी के सबसे निकट SMBH धनु A * है, जो हमारी आकाशगंगा के केंद्र में लगभग 26,000 प्रकाश वर्ष दूर स्थित है। इस प्रकार, सिमुलेशन यह निर्धारित करने का एकमात्र तरीका है कि ब्लैक होल जैसी अत्यधिक जटिल प्रणाली कैसे संचालित होती है।
पिछले सिमुलेशन में, वैज्ञानिकों ने इस धारणा के तहत काम किया कि ब्लैक होल डिस्क को संरेखित किया गया था। हालांकि, अधिकांश SMBH को झुके हुए डिस्क पाए गए हैं - अर्थात डिस्क ब्लैक होल की तुलना में एक अलग अक्ष के चारों ओर घूमती है। यह अध्ययन इस कारण सेमिनल था कि इससे पता चलता है कि डिस्क अपने ब्लैक होल के सापेक्ष दिशा कैसे बदल सकती है, जिससे जेट विमानों को समय-समय पर अपनी दिशा बदलनी पड़ती है।
यह पहले से अज्ञात थी क्योंकि कंप्यूटिंग शक्ति की अविश्वसनीय रूप से उस क्षेत्र की 3-डी सिमुलेशन के निर्माण की आवश्यकता है जो तेजी से घूमने वाले ब्लैक होल के आसपास है। नेशनल साइंस फाउंडेशन (NSF) के अनुदान के समर्थन से, टीम दुनिया के सबसे बड़े सुपर कंप्यूटरों में से एक ब्लू वाटर्स का उपयोग करके इसे हासिल करने में सक्षम थी।
अपने निपटान में इस सुपर कंप्यूटर के साथ, टीम पहले ब्लैक होल सिमुलेशन कोड का निर्माण करने में सक्षम थी, जिसे उन्होंने ग्राफिकल प्रोसेसिंग यूनिट्स (जीपीयू) का उपयोग करके त्वरित किया। इस संयोजन के लिए धन्यवाद, टीम उन सिमुलेशन को पूरा करने में सक्षम थी जिनके पास उच्चतम स्तर का रिज़ॉल्यूशन था - जो कि एक अरब कम्प्यूटेशनल कोशिकाओं के करीब था। Tchekhovskoy के रूप में समझाया:
“उच्च संकल्प ने हमें पहली बार यह सुनिश्चित करने की अनुमति दी कि छोटे पैमाने पर अशांत डिस्क गतियों को हमारे मॉडल में सटीक रूप से कैप्चर किया जाए। हमारे आश्चर्य के लिए, ये गतियां इतनी मजबूत निकलीं कि उन्होंने डिस्क को तेज़ कर दिया और डिस्क की गति रुक गई। इससे पता चलता है कि प्रस्फुटन फटने के बारे में हो सकता है। ”
सापेक्षवादी जेट्स की पूर्वता यह बता सकती है कि अतीत में ब्लैक होल के आसपास से प्रकाश में उतार-चढ़ाव क्यों देखा गया है - जिसे अर्ध-आवधिक दोलनों (QPO) के रूप में जाना जाता है। ये बीम, जो पहली बार मिचेल वान डेर क्लिस (अध्ययन पर सह-लेखकों में से एक) द्वारा खोजे गए थे, एक क्वासर के बीम के समान ही काम करते हैं, जो एक असर डालते हैं।
यह अध्ययन कई लोगों में से एक है जो दुनिया भर में ब्लैक होल को घुमाने पर काम कर रहा है, जिसका उद्देश्य गुरुत्वाकर्षण तरंगों जैसी हालिया खोजों के बारे में बेहतर समझ हासिल करना है, जो ब्लैक होल के विलय के कारण हैं। ये अध्ययन ईवेंट होरिजन टेलीस्कोप से टिप्पणियों के लिए भी लागू किया जा रहा है, जिसने धनु A * की छाया की पहली छवियों को कैप्चर किया है। वे जो प्रकट करेंगे वह निश्चित रूप से उत्साहित और विस्मित करने वाला है, और संभवतः ब्लैक होल के रहस्य को गहरा कर सकता है।
पिछली शताब्दी में, ब्लैक होल का अध्ययन काफी उन्नत हुआ है - विशुद्ध रूप से सैद्धांतिक से, उनके आसपास के पदार्थों पर होने वाले प्रभावों का अप्रत्यक्ष अध्ययन, स्वयं गुरुत्वाकर्षण तरंगों के अध्ययन के लिए। शायद एक दिन, हम वास्तव में उन्हें सीधे अध्ययन करने में सक्षम हो सकते हैं (या अगर यह आशा के लिए बहुत अधिक नहीं है) सीधे उनके अंदर सहकर्मी!
