पिछले कुछ दशकों में, खगोलविद् ब्रह्माण्ड (और समय में वापस भी) में बहुत दूर तक देखने में सक्षम रहे हैं, लगभग ब्रह्मांड की शुरुआत तक। ऐसा करने में, उन्होंने ब्रह्मांड की कुछ शुरुआती आकाशगंगाओं और उनके बाद के विकास के बारे में बहुत कुछ सीखा है। हालांकि, अभी भी कुछ चीजें हैं जो अभी भी ऑफ-लिमिट हैं, जैसे कि सुपरमैसिव ब्लैक होल (एसबीएस) और विशाल जेट के साथ आकाशगंगाएं पहली बार दिखाई दीं।
इंटरनेशनल स्कूल फॉर एडवांस्ड स्टडीज (SISSA) और जापान और ताइवान के खगोलविदों की एक टीम के हालिया अध्ययनों के अनुसार, सुपर बैमासिक ब्लैक होल बिग बैंग के सिर्फ 800 मिलियन साल बाद बनने लगे और 2 अरब साल से अधिक सापेक्षतावादी जेट पर नई अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं। उपरांत। ये परिणाम एक बढ़ते हुए मामले का हिस्सा हैं जो यह दर्शाता है कि हमारे ब्रह्मांड में जितनी बड़ी वस्तुओं का निर्माण हुआ है, उससे कहीं ज्यादा जल्द ही हमने सोचा था।
खगोलविदों ने आधे से अधिक शताब्दी के लिए एसयूबी के बारे में जाना है। समय में, उन्हें पता चला कि अधिकांश विशाल आकाशगंगाएं (मिल्की वे सहित) उनके कोर पर हैं। वे आकाशगंगाओं के विकास में जो भूमिका निभाते हैं, वह भी अध्ययन का विषय रहा है, आधुनिक खगोलविदों ने निष्कर्ष निकाला है कि वे सीधे आकाशगंगाओं में तारा बनने की दर से संबंधित हैं।
इसी तरह, खगोलविदों ने पाया है कि एसयूएस के पास उनके चारों ओर तंग अभिवृद्धि डिस्क हैं जहां प्रकाश की गति के करीब गैस और धूल को तेज किया जाता है। यह कुछ आकाशगंगाओं के केंद्र को इतना उज्ज्वल बनाने का कारण बनता है - जिन्हें सक्रिय गैलेक्टिक नाभिक (एजीएन) के रूप में जाना जाता है - जो कि वे अपने डिस्क में तारों को फैलाते हैं। कुछ मामलों में, इन अभिवृद्धि डिस्क से गर्म सामग्री के जेट भी बनते हैं जिन्हें अरबों प्रकाश वर्ष दूर से देखा जा सकता है।
पारंपरिक मॉडल के अनुसार, आकाशगंगाओं के पास केंद्रीय ब्लैक होल विकसित करने के लिए पर्याप्त समय नहीं है, जब ब्रह्मांड एक अरब वर्ष से कम उम्र का था (सीए 13 अरब साल पहले)। हालांकि, हाल के अवलोकनों से पता चला है कि उस समय आकाशगंगाओं के केंद्र में ब्लैक होल पहले से ही बन रहे थे। इसे संबोधित करते हुए, SISSA के वैज्ञानिकों की एक टीम ने एक नया मॉडल प्रस्तावित किया जो एक संभावित स्पष्टीकरण प्रदान करता है।
उनके अध्ययन के लिए, जिसका नेतृत्व लुमेन बोको ने किया था - एक पीएच.डी. इंस्टीट्यूट फॉर फंडामेंटल फिजिक्स ऑफ द यूनिवर्स (IFPU) के छात्र - टीम ने अच्छी तरह से ज्ञात तथ्य के साथ शुरू किया कि एसयूबी प्रारंभिक आकाशगंगाओं के मध्य क्षेत्रों में बढ़ता है। इन वस्तुओं, अण्डाकार आकाशगंगाओं के पूर्वजों में आज, गैस की एक उच्च सांद्रता और नए तारे के निर्माण की एक अत्यंत तीव्र दर थी।
इन आकाशगंगाओं में तारों की पहली पीढ़ी अल्पकालिक थी और तेज़ी से उन ब्लैक होल में विकसित हुई जो अपेक्षाकृत छोटे थे, लेकिन संख्या में महत्वपूर्ण थे। घनी गैस जो उन्हें घेरे हुए थी, महत्वपूर्ण गतिशील घर्षण के कारण और आकाशगंगा के केंद्र में शीघ्रता से विस्थापित होने लगी। यह वह जगह है जहां वे सुपरमैसिव ब्लैक होल के बीज बनाने के लिए विलीन हो गए - जो धीरे-धीरे समय के साथ बढ़ते गए।
जैसा कि अनुसंधान टीम ने हाल ही में SISS प्रेस विज्ञप्ति में बताया:
"शास्त्रीय सिद्धांतों के अनुसार, एक सुपरमेसिव ब्लैक होल एक आकाशगंगा के केंद्र में बढ़ता है जो आसपास के पदार्थ, मुख्य रूप से गैस पर कब्जा करता है," इसे "खुद पर बढ़ता है और अंत में इसे एक लय में खा जाता है जो इसके द्रव्यमान के समानुपाती होता है। इस कारण से, इसके विकास के प्रारंभिक चरणों के दौरान, जब ब्लैक होल का द्रव्यमान छोटा होता है, तो विकास बहुत धीमा होता है। इस हद तक कि, गणना के अनुसार, देखे गए द्रव्यमान तक पहुँचने के लिए, सूर्य के अरबों गुना, एक बहुत लंबे समय की आवश्यकता होगी, यहां तक कि युवा ब्रह्मांड की आयु से भी अधिक। "
हालांकि, उनके द्वारा विकसित किए गए मूल गणितीय मॉडल से पता चला कि केंद्रीय ब्लैक होल के लिए गठन की प्रक्रिया अपने प्रारंभिक चरणों में बहुत तेजी से हो सकती है। यह न केवल प्रारंभिक यूनिवर्स में एसबीएस बीजों के अस्तित्व के लिए एक स्पष्टीकरण प्रदान करता है, बल्कि यूनिवर्स की ज्ञात आयु के साथ उनके विकास के समय को भी समेटता है।
संक्षेप में, उनके अध्ययन से पता चला है कि प्रारंभिक ब्लैक होल के प्रवास और विलय की प्रक्रिया से केवल 50-100 मिलियन वर्षों में 10,000 से 100,000 सौर द्रव्यमान वाले SMBH बीज का निर्माण हो सकता है। जैसा कि टीम ने समझाया:
"[T] वह गैस के प्रत्यक्ष छिद्र के अनुसार केंद्रीय ब्लैक होल का विकास करता है, जो मानक सिद्धांत द्वारा परिकल्पित है, बहुत तेज़ हो जाएगा, क्योंकि यह जिस गैस की मात्रा को आकर्षित करने और अवशोषित करने में सफल होगा वह विशाल हो जाएगा, और प्रमुख प्रक्रिया का प्रस्ताव है। फिर भी, हमारे तंत्र द्वारा परिकल्पित किए गए इस तरह के एक बड़े बीज से शुरू होने के तथ्य को सुपरमासिव ब्लैक होल के वैश्विक विकास को गति मिलती है और इसके गठन की अनुमति देता है, यंग यूनिवर्स में भी। संक्षेप में, इस सिद्धांत के प्रकाश में, हम बता सकते हैं कि बिग बैंग के 800 मिलियन वर्ष बाद सुपरमैसिव ब्लैक होल पहले से ही कॉसमॉस को आबाद कर सकते हैं। ”
अवलोकन किए गए SMBH बीजों के लिए एक कार्यशील मॉडल का प्रस्ताव देने के अलावा, टीम ने इसका परीक्षण करने के लिए एक तरीका भी सुझाया। एक ओर, गुरुत्वाकर्षण तरंगें हैं जो इन विलय का कारण बनेंगी, जो कि उन्नत LIGO / कन्या जैसे गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टरों का उपयोग करके पहचानी जा सकती हैं और भविष्य आइंस्टीन टेलीस्कोप द्वारा विशेषता है।
इसके अलावा, SMBHs के बाद के विकास के चरण ईएसए के लेजर इंटरफेरोमीटर स्पेस ऐन्टेना (एलआईएसए) जैसे मिशनों द्वारा जांच की जा सकती है, जो लगभग 2034 तक शुरू होने की उम्मीद है। इसी तरह की नस में, खगोलविदों की एक और टीम ने हाल ही में अटाकामा का इस्तेमाल किया था। आकाशगंगाओं के बारे में एक और रहस्य को संबोधित करने के लिए बड़े मिलीमीटर / सबमिलिमीटर एरे (एएलएमए), यही वजह है कि कुछ में जेट और अन्य नहीं हैं।
आयनित पदार्थ की ये तेजी से बढ़ने वाली धाराएं, जो सापेक्ष गति (प्रकाश की गति का एक अंश) पर यात्रा करती हैं, कुछ आकाशगंगाओं के केंद्र से निकलती देखी गई हैं। इन जेट्स को एक आकाशगंगा के तारांकित गठन की दर से जोड़ा गया है क्योंकि वे इस मामले को बाहर निकालते हैं जो अन्यथा नए तारों को बनाने के लिए ढह जाते हैं। दूसरे शब्दों में, ये जेट आकाशगंगाओं के विकास में एक भूमिका निभाते हैं, बहुत कुछ एसबीएस की तरह।
इस कारण से, खगोलविदों ने ब्लैक होल जेट्स और गैसीय बादलों के बीच समय के साथ बातचीत करने के बारे में अधिक जानने की कोशिश की है। दुर्भाग्य से, प्रारंभिक ब्रह्मांड के दौरान इस प्रकार के इंटरैक्शन का निरीक्षण करना मुश्किल रहा है। अटाकामा लार्ज मिलीमीटर / सबमिलिमीटर एरे (एएलएमए) का उपयोग करते हुए, खगोलविदों की एक टीम ने बहुत दूर के क्वासर से आने वाले अशांत गैसीय बादलों की पहली हल की गई छवि प्राप्त करने में कामयाबी हासिल की।
किंडई विश्वविद्यालय के प्रो.किकी तारो इनौ के नेतृत्व में उनके निष्कर्षों का वर्णन करने वाला अध्ययन हाल ही में सामने आया एस्ट्रोफिजिकल जर्नल पत्र। जैसा कि इनुओ और उनके सहयोगियों ने समझाया, ALMA डेटा ने MG B0414 + 0534 से निकलने वाले युवा द्विध्रुवीय जेट का पता लगाया, जो पृथ्वी से लगभग 11 बिलियन प्रकाश वर्ष की दूरी पर स्थित एक क्वासर है। इन निष्कर्षों से पता चलता है कि एसबीएएस और जेट के साथ आकाशगंगाएं मौजूद थीं जब बिग बैंग 3 अरब वर्ष से कम उम्र का था।
एएलएमए के अलावा, टीम गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग के रूप में जानी जाने वाली तकनीक पर निर्भर थी, जहां एक हस्तक्षेप करने वाली आकाशगंगा का गुरुत्वाकर्षण दूर की वस्तु से आने वाले प्रकाश को बढ़ाता है। इस "ब्रह्मांडीय दूरबीन" और ALMA के उच्च रिज़ॉल्यूशन की बदौलत, टीम एमजी J0414 + 0534 के आसपास अशांत गैसीय बादलों का निरीक्षण करने और यह निर्धारित करने में सक्षम थी कि वे आकाशगंगा के केंद्र में एक एसयूबी से निकले युवा जेट विमानों के कारण थे।
जापान / SOKENDAI के नेशनल एस्ट्रोनॉमिकल ऑब्जर्वेटरी में एक प्रोजेक्ट एसोसिएट प्रोफेसर, कॉइचिरो नाकनिशी ने ALMA प्रेस विज्ञप्ति में बताया:
"इस कॉस्मिक टेलीस्कोप और अल्मा के उच्च-रिज़ॉल्यूशन टिप्पणियों को मिलाकर, हमने असाधारण रूप से तीव्र दृष्टि प्राप्त की, जो मानव दृष्टि से 9,000 गुना बेहतर है। इस अत्यंत उच्च संकल्प के साथ, हम एक सुपरमेटिक शीत छिद्र से निकाले गए जेट्स के आसपास गैसीय बादलों के वितरण और गति को प्राप्त करने में सक्षम थे। "
इन अवलोकनों से यह भी पता चला कि गैस का प्रभाव वहाँ था जहाँ उसने जेट की दिशा का अनुसरण किया, जिससे कण हिंसक रूप से आगे बढ़े और 600 किमी / सेकंड (370 mps) तक की गति के लिए त्वरित हो गए। क्या अधिक है, ये प्रभावित गैसीय बादल और जेट खुद इस उम्र में एक विशिष्ट आकाशगंगा के आकार से बहुत छोटे थे।
इससे, टीम ने निष्कर्ष निकाला कि वे एमजी J0414 + 0534 आकाशगंगा में जेट के विकास का एक बहुत ही प्रारंभिक चरण देख रहे थे। यदि सही है, तो इन टिप्पणियों ने टीम को प्रारंभिक ब्रह्मांड के दौरान आकाशगंगाओं में एक महत्वपूर्ण विकास प्रक्रिया की गवाह करने की अनुमति दी। Inoue संक्षेप में:
“MG J0414 + 0534 जेट्स के युवाओं की वजह से एक उत्कृष्ट उदाहरण है। हमने जेट्स और गैसीय बादलों के बीच जेट के महत्वपूर्ण प्रारंभिक दौर में भी विकास के महत्वपूर्ण अंतर का साक्ष्य पाया। मुझे लगता है कि हमारी खोज प्रारंभिक ब्रह्मांड में आकाशगंगाओं की विकास प्रक्रिया की बेहतर समझ का मार्ग प्रशस्त करेगी। ”
एक साथ, इन अध्ययनों से पता चलता है कि ब्रह्मांड में सबसे शक्तिशाली खगोलीय घटनाओं में से दो उम्मीद से पहले उभरे हैं। यह खोज खगोलविदों को यह पता लगाने का अवसर भी प्रदान करती है कि ये घटनाएँ समय के साथ कैसे विकसित हुईं, और उन्होंने यूनिवर्स के विकास में जो भूमिका निभाई।
