प्रारंभिक ब्रह्मांड का रहस्य: लाल बिंदु से ब्लैक होल बनने का पहला सबूत

ब्रह्मांड के आरंभ में देखी गई लाल प्रकाश की एक छोटी सी बूँद, एक महाविशाल ब्लैक होल निर्माण पथ का पहला प्रत्यक्ष प्रमाण हो सकती है। ब्रिटेन के कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के खगोलशास्त्री इग्नास जुओडज़बालिस के नेतृत्व में एक विशाल अंतर्राष्ट्रीय दल ने एक नए और शानदार शोधपत्र में, बिग बैंग के मात्र 60 करोड़ वर्ष बाद, पुनर्आयनीकरण युग में, JWST द्वारा देखे गए रहस्यमय ‘छोटे लाल बिंदुओं’ (LRDs) में से एक के द्रव्यमान को प्रत्यक्ष रूप से मापा है। दल के परिणाम बताते हैं कि QSO1 नामक यह रहस्यमय चमक एक ब्लैक होल है जिसका द्रव्यमान 5 करोड़ सूर्यों के बराबर है। यदि इसकी पुष्टि हो जाती है – और यह कोई छोटी-मोटी ‘यदि’ नहीं है – तो यह बिग बैंग के बाद के शुरुआती क्षणों में बने आदिकालीन ब्लैक होल का प्रमाण हो सकता है। “विशिष्ट मॉडल चाहे जो भी हो, इतने दूरस्थ ब्रह्मांडीय युग में उच्च द्रव्यमान, ब्लैक होल और तारकीय द्रव्यमान का अत्यधिक उच्च अनुपात, और लगभग प्राचीन वातावरण, यह संकेत देते हैं कि QSO1 अभिवृद्धि के प्रारंभिक चरणों में पकड़ा गया एक विशाल ब्लैक होल बीज है,” शोधकर्ताओं ने सहकर्मी समीक्षा से पहले arXiv पर अपलोड किए गए एक प्रीप्रिंट में लिखा है।

हमें हमेशा से उम्मीद थी कि JWST, अब तक का सबसे शक्तिशाली अंतरिक्ष दूरबीन, बिग बैंग के बाद के रहस्यमयी पहले अरब वर्षों के बारे में ऐसी बातें उजागर करेगा जिनके बारे में हमें पता भी नहीं था। LRD ऐसी ही एक चीज़ है। जैसा कि नाम से पता चलता है, वे पुनर्आयनीकरण के युग में अत्यधिक लाल-विस्थापित प्रकाश के छोटे-छोटे कण हैं; अरबों वर्षों की वह प्रक्रिया जिसके द्वारा माना जाता है कि पहले तारों और आकाशगंगाओं से आने वाले प्रकाश ने प्रारंभिक ब्रह्मांड में व्याप्त अपारदर्शी कोहरे को साफ़ कर दिया, जिससे प्रकाश स्वतंत्र रूप से प्रवाहित हो सका। चूँकि ब्रह्मांड का यह काल हमसे अंतरिक्ष-समय में बहुत दूर है, और इतना धुंधला है, इसलिए इसकी सीमा के पार देखना मुश्किल है। वैज्ञानिकों के पास इस बात की कुछ अच्छी व्याख्याएँ हैं कि कैसे पहले तारे, आकाशगंगाएँ और ब्लैक होल आदिकालीन अंधकार से बाहर निकले, लेकिन अवलोकन संबंधी समर्थन ढूँढना थोड़ा कठिन रहा है। प्रारंभिक ब्रह्मांड के दौरान वस्तुओं से आने वाला प्रकाश, ब्रह्मांड के निरंतर विस्तार के कारण, विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के लाल सिरे की ओर खिंच गया है, या लाल-विस्थापन हो गया है। JWST को इन तरंगदैर्ध्य में प्रकाश देखने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिससे यह यह समझने का सबसे अच्छा उपकरण बन गया है कि सब कुछ कैसे शुरू हुआ।

दूरबीन ने सैकड़ों LRD खोजे हैं, और वैज्ञानिकों को पूरी तरह से यकीन नहीं है कि वे क्या हैं। वे प्रारंभिक ब्लैक होल हो सकते हैं, लेकिन ब्लैक होल आमतौर पर एक्स-रे प्रकाश के साथ होते हैं, जिससे LRD के आसपास का आकाश आश्चर्यजनक रूप से रहित है। एक अन्य विचारधारा का मानना ​​है कि ये तारों के समूह हो सकते हैं। जुओदज़बालिस और उनके सहयोगियों ने इन ब्लॉब्स का अधिक विस्तार से अध्ययन करने के लिए QSO1 को एक उम्मीदवार के रूप में चुना। ऐसा इसलिए है क्योंकि QSO1 एक विचित्र, यादृच्छिक ब्रह्मांडीय व्यवस्था का हिस्सा है जिसे गुरुत्वाकर्षण लेंस कहा जाता है। अंतरिक्ष-समय हमारे और QSO1 के बीच एक विशाल आकाशगंगा समूह के चारों ओर इस तरह से मुड़ रहा है कि यह अपने पीछे के प्रकाश को, जिसमें QSO1 की चमक भी शामिल है, बढ़ा देता है। इस प्रबल लेंसिंग प्रभाव का अर्थ है कि वैज्ञानिक QSO1 को अन्य LRD की तुलना में कहीं अधिक स्पष्टता से देख सकते हैं। लेंसयुक्त प्रकाश को सावधानीपूर्वक अलग करके और उसका विश्लेषण करके, वे वस्तु के घूर्णन वक्र की गणना करने में सक्षम हुए – एक ऐसा माप जो आकाशगंगाओं के लिए, संबंधित आकाशगंगा और उसके केंद्र में स्थित ब्लैक होल के द्रव्यमान को प्रकट करता है।

शोधकर्ताओं का कहना है कि उनके परिणाम LRDs की तारा समूह व्याख्या के साथ असंगत हैं। बल्कि, QSO1 का घूर्णन वक्र लगभग 50 मिलियन सौर द्रव्यमान के द्रव्यमान के चारों ओर घूमने वाली एक आकाशगंगा के साथ स्पष्ट रूप से सुसंगत है – एक व्याख्या जो वस्तु के स्पेक्ट्रम में हाइड्रोजन रेखाओं से प्राप्त ब्लैक होल के द्रव्यमान के अनुमानों से भी मेल खाती है। लेकिन ब्लैक होल के चारों ओर की आकाशगंगा बहुत छोटी है, ब्लैक होल के द्रव्यमान के लिए अपेक्षा से बहुत छोटी, जिससे ब्लैक होल अब तक का सबसे नग्न विशाल ब्लैक होल बन गया है। यह इस बात का एक सुराग हो सकता है कि प्रारंभिक ब्रह्मांड में आकाशगंगाएँ कैसे एक साथ आईं, यह सुझाव देते हुए कि ब्लैक होल पहले आए, और आकाशगंगाएँ उनके चारों ओर एकत्रित हुईं। शोधकर्ताओं ने अपने शोधपत्र में लिखा है, “ऐसी प्रणाली के लिए केवल वही परिदृश्य ज़िम्मेदार हो सकते हैं जो ‘भारी बीज’ का संकेत देते हैं, जैसे प्रत्यक्ष पतन ब्लैक होल (DCBH, जो विशाल प्राचीन बादलों के प्रत्यक्ष पतन से उत्पन्न होते हैं), या आदिम ब्लैक होल (PBH, जो बिग बैंग के बाद पहले सेकंड में बने थे),”

दोनों ही परिदृश्यों की आगे और जाँच की आवश्यकता होगी। एक ओर, DCBH के साथ पराबैंगनी प्रकाश होगा जो QSO1 में नहीं देखा जाता। दूसरी ओर, PBH 50 मिलियन सौर द्रव्यमान से काफ़ी छोटे होते हैं। हालाँकि, यह संभव है कि यह पिंड अभिवृद्धि और संघट्ट दोनों प्रक्रियाओं के माध्यम से तीव्र वृद्धि का परिणाम हो – जिससे QSO1, संभवतः, आदिम ब्लैक होल के अस्तित्व का पहला प्रत्यक्ष प्रमाण बन जाता है। इस शोधपत्र की अभी समीक्षा होनी बाकी है, और यह एक असाधारण दावा है, इसलिए हम यह देखने के लिए प्रतीक्षा करेंगे कि यह जाँच कैसे आगे बढ़ती है। परिणाम चाहे जो भी हो, हमें यकीन है कि LRD हमें ब्रह्मांड के जन्म के बारे में कुछ बहुत ही रोचक जानकारी देंगे। टीम का पेपर arXiv पर उपलब्ध है।

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