खगोलविदों को कुछ बेहद पुराने सुपरमैसिव ब्लैक होल मिले हैं, जो उस समय बने जब यूनिवर्स काफी छोटा था। लेकिन वे हैरान थे कि कैसे एक ब्लैक होल इतने जबरदस्त आकार में विकसित हो सकता है जब यूनिवर्स केवल एक बच्चा था।
खगोलविदों ने पाया है कि बिग बैंग के आधे अरब साल बाद स्थितियों का एक अनूठा सेट मौजूद था जिसने इन राक्षसों को ब्लैक होल बनाने की अनुमति दी। गहन विकिरण का एक असामान्य स्रोत जिसे "प्रत्यक्ष-पतन ब्लैक होल" कहा जाता है।
ऑस्टिन में टेक्सास विश्वविद्यालय के वोल्कर ब्रॉम ने कहा, "यह एक लौकिक चमत्कार है, जिसने खोज पर कई खगोलविदों के साथ काम किया।" "ब्रह्मांड के इतिहास में यह एकमात्र समय है जब उनके गठन के लिए स्थितियां ठीक हैं।"
ब्लैक होल कैसे बनता है, इसकी पारंपरिक समझ को अभिवृद्धि सिद्धांत कहा जाता है, जहां एक अत्यंत विशाल तारा ढह जाता है और ब्लैक होल "बीज" अपने आसपास से गैस में खींचकर और छोटे ब्लैक होल के विलय से निर्मित होता है। लेकिन उस प्रक्रिया में एक लंबा समय लगता है, उस समय की तुलना में जब ये ब्लैक होल जल्दी बनते थे। इसके अलावा, प्रारंभिक ब्रह्मांड में विशालकाय ब्लैक होल के लिए गैस और धूल की मात्रा उनके विशाल आकार तक बढ़ने के लिए आवश्यक नहीं है।
नए निष्कर्षों से पता चलता है कि गैस के एक बादल के ढहने के बाद सीधे बनने वाले कुछ पहले ब्लैक होल, किसी भी अन्य मध्यवर्ती चरणों को दरकिनार करते हैं, जैसे कि एक विशाल तारा का निर्माण और बाद में विनाश।
बेशक, किसी भी ब्लैक होल की तरह, ये "सीधे पतन" ब्लैक होल नहीं देखे जा सकते। लेकिन उनके अस्तित्व के लिए मजबूत सबूत थे, क्योंकि उन्हें युवा ब्रह्मांड में पाए जाने वाले अत्यधिक चमकदार क्वैसर की शक्ति की आवश्यकता होती है। एक क्वैसर की महान चमक पदार्थ से एक सुपरमैसिव ब्लैक होल में सर्पिल होने, लाखों डिग्री तक गर्म होने, जेट्स की तरह चमकने वाले जेट्स बनाने से आती है। लेकिन जब से अभिवृद्धि सिद्धांत अत्यंत दूर के सुपरमैसिव ब्लैक होल्स की व्याख्या नहीं करता है - और इसलिए युवा - ब्रह्मांड, खगोलविद या तो क्वासरों को नहीं समझा सकते हैं। इसे "क्वासर बीज समस्या" कहा गया है।
हार्वर्ड-स्मिथसोनियन सेंटर फॉर एस्ट्रोफिजिक्स के एवी लोएब ने ब्रोम के साथ काम करने वाले एवी लोएब से कहा, "शुरुआती ब्रह्मांड में देखे गए क्वार्स सामान्य शिशुओं से भरे विशालकाय शिशुओं से मिलते-जुलते हैं।" "एक को आश्चर्यचकित छोड़ दिया गया है: इन विशाल शिशुओं का पोषण करने वाले पर्यावरण के बारे में क्या खास है? आमतौर पर पास की आकाशगंगाओं में मिल्की वे जैसी ठंडी गैस का भंडार ज्यादातर स्टार फॉर्मेशन द्वारा खाया जाता है। ”
लेकिन 2003 में, ब्रोम और लोएब ने एक सैद्धांतिक विचार के साथ एक सुपरमैसिव सीड ब्लैक होल बनाने के लिए स्टार फॉर्मेशन से अन्यथा निषेधात्मक ऊर्जा इनपुट को दबाकर एक प्रारंभिक आकाशगंगा प्राप्त की। उन्होंने इस प्रक्रिया को "प्रत्यक्ष पतन" कहा।
ब्रोम ने कहा, "हाइड्रोजन और हीलियम के प्राइमर्ड क्लाउड से शुरू होकर पराबैंगनी विकिरण के समुद्र में गिर गया।" “आप एक काले पदार्थ के प्रभामंडल के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में इस बादल को खोदते हैं। आम तौर पर, बादल सितारों को बनाने के लिए ठंडा और टुकड़े करने में सक्षम होगा। हालांकि, पराबैंगनी फोटॉन गैस को गर्म रखते हैं, इस प्रकार किसी भी स्टार के गठन को दबाते हैं। ये वांछित, निकट-चमत्कारी स्थिति हैं: विखंडन के बिना पतन! जैसा कि गैस अधिक से अधिक कॉम्पैक्ट हो जाती है, अंततः आपके पास बड़े पैमाने पर ब्लैक होल के लिए स्थितियां हैं। "
ब्रह्मांडीय स्थितियों का यह सेट केवल बहुत ही प्रारंभिक ब्रह्मांड में मौजूद है, और यह प्रक्रिया आज आकाशगंगाओं में नहीं होती है।
उनके सिद्धांत का परीक्षण करने के लिए, ब्रोम, लोएब और उनके सहयोगी हारून स्मिथ ने CR7 नामक एक आकाशगंगा का अध्ययन शुरू किया, जिसे हबल स्पेस टेलीस्कोप सर्वेक्षण द्वारा पहचाना गया, जिसे बिग बैंग के बाद 1 बिलियन से भी कम वर्षों में COSMOS कहा गया।
लिस्बन विश्वविद्यालय के डेविड सोबराल ने दुनिया के कुछ सबसे बड़े ग्राउंड-आधारित दूरबीनों के साथ CR7 का अनुवर्ती अवलोकन किया था, जिसमें केके और वीएलटी शामिल हैं। ये CR7 से आने वाले प्रकाश हस्ताक्षर में कुछ बेहद असामान्य विशेषताओं को उजागर करते हैं। विशेष रूप से, ल्यमान-अल्फा हाइड्रोजन लाइन उम्मीद से कई गुना तेज थी। उल्लेखनीय रूप से, स्पेक्ट्रम ने असामान्य रूप से उज्ज्वल हीलियम रेखा भी दिखाई।
"जो भी इस स्रोत को चला रहा है वह बहुत गर्म है - हीलियम को आयनित करने के लिए पर्याप्त गर्म है," स्मिथ ने कहा, लगभग 100,000 डिग्री सेल्सियस।
स्पेक्ट्रम में इन और अन्य असामान्य विशेषताओं का मतलब था कि यह या तो प्राइमर्डियल सितारों का एक समूह हो सकता है या प्रत्यक्ष पतन द्वारा निर्मित एक सुपरमैसिव ब्लैक होल हो सकता है।
स्मिथ ने दोनों परिदृश्यों के लिए सिमुलेशन चलाए और जबकि स्टार क्लस्टर परिदृश्य "शानदार रूप से विफल रहा", स्मिथ ने कहा, प्रत्यक्ष पतन ब्लैक होल मॉडल ने अच्छा प्रदर्शन किया।
इसके अलावा, इस वर्ष की शुरुआत में, शोधकर्ताओं ने चंद्र एक्स-रे वेधशाला, हबल स्पेस टेलीस्कोप और स्पिट्जर स्पेस टेलीस्कोप के संयुक्त डेटा का उपयोग करके इन संभावित ब्लैक होल बीजों की पहचान की। उन्हें दो वस्तुएं मिलीं, इन दोनों ने अवरक्त डेटा में सैद्धांतिक प्रोफ़ाइल का मिलान किया। (उनका पेपर यहां पढ़ें।)
ऐसा लगता है कि खगोलशास्त्री "इस मॉडल पर धर्मान्तरित" हैं, स्मिथ ने कहा, क्वासर बीज समस्या और प्रारंभिक ब्लैक होल कॉंड्रम को सुलझाने के लिए।
बने रहें।
ब्रोम, लोएब और स्मिथ का काम रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसायटी के मासिक नोटिस में प्रकाशित होता है।
सूत्रों का कहना है:
आरएएस, हार्वर्ड-स्मिथसोनियन सीएफए, इस साल की शुरुआत में नासा के प्रत्यक्ष पतन ब्लैक होल का पता लगाने के लिए प्रेस विज्ञप्ति।
