“ब्रह्मांड का सबसे चमकीला क्वासर J0529: वैज्ञानिकों ने घटाया ब्लैक होल का द्रव्यमान, खुला नया रहस्य!”

ब्रह्मांड के प्रारंभिक वर्षों में झाँकने के लिए वैज्ञानिकों को कई धारणाएँ बनानी पड़ती हैं। लेकिन कभी-कभी, हमें बेहतर उपकरण मिल जाते हैं जो उन्हें उन धारणाओं की पुष्टि करने या उन्हें बदलने की अनुमति देते हैं। हाल ही में ऐसा ही हुआ जब हम J0529, एक अतिविशाल ब्लैक होल, जो वर्तमान में ब्रह्मांड का सबसे चमकीला ज्ञात क्वासर है, के अध्ययन के लिए आए। शोधकर्ताओं की एक विशाल टीम द्वारा तैयार किए गए एक नए शोधपत्र में, यूरोपीय दक्षिणी वेधशाला (ESO) के अतिविशाल दूरबीन (VLT) इंटरफेरोमीटर पर लगे GRAVITY+ उपकरण का उपयोग करके इस अनोखी वस्तु के ब्रॉड लाइन क्षेत्र (BLR) का मानचित्रण किया गया, और इस प्रकार एक नए, अद्यतन द्रव्यमान की गणना की गई जो पिछले अनुमानों से 10 गुना कम है। इसे परिप्रेक्ष्य में रखने के लिए, यह द्रव्यमान अभी भी हमारे सूर्य के द्रव्यमान का 80 करोड़ गुना है। लेकिन 10 अरब सौर द्रव्यमान के मूल अनुमान और नए अनुमान के बीच इतना बड़ा अंतर क्यों है?

एक बेहतर तकनीक, इस मामले में वीएलटी का इंटरफेरोमीटर, ने J0529 की खोज करने वाली मूल शोध टीम द्वारा की गई एक आम धारणा को गलत साबित कर दिया, और इसका ब्लैक होल के आकार की हमारी समझ पर, खासकर ब्रह्मांड के शुरुआती दौर में, व्यापक प्रभाव पड़ता है। पहले, ब्लैक होल के द्रव्यमान की गणना करने का एक मानक तरीका ब्लैक होल के चारों ओर स्थित अभिवृद्धि चक्रिका के कक्षीय वेग के वर्ग को ब्लैक होल से दूरी से गुणा करके उसका सन्निकटन करना था। जब 2024 में J0529 की खोज हुई, तो शोधकर्ताओं को इसकी दूरी पता थी – लगभग 12.5 अरब प्रकाश वर्ष दूर, जबकि ब्रह्मांड स्वयं केवल 1.5 अरब वर्ष पुराना था। और उन्होंने सोचा कि वे अभिवृद्धि चक्रिका के कक्षीय वेग को उसकी उत्सर्जन रेखाओं की चौड़ाई मापकर माप सकते हैं। उत्सर्जन रेखाएँ अभिवृद्धि डिस्क में अतितापित गैस और धूल द्वारा उत्सर्जित प्रकाश से आने वाले वर्णक्रमीय संकेत हैं। उनके कक्षीय वेग की मानक गणना इस मूलभूत धारणा पर आधारित है कि उत्सर्जन रेखा जितनी “चौड़ी” होगी, गैस उतनी ही तेज़ी से परिक्रमा करेगी। यह चौड़ी होगी क्योंकि यह उस पदार्थ को परावर्तित करेगी जो हमारी ओर (नीला विस्थापन) और हमसे दूर (लाल विस्थापन) दोनों ओर गति कर रहा है।

यह जितनी तेज़ी से गति कर रहा है, रेखाएँ उतनी ही अधिक विस्थापित होती हैं, इसलिए डेटा में एक “व्यापक” प्रोफ़ाइल बनती है। चूँकि J0529 की उत्सर्जन रेखा अत्यंत चौड़ी थी, इसलिए यह माना गया कि गैस तेज़ी से गति कर रही होगी, और इसलिए इसके केंद्र में स्थित अतिविशाल ब्लैक होल असाधारण रूप से बड़ा होना चाहिए ताकि गैस इतनी तेज़ी से गति कर सके। GRAVITY+ उपकरण का उपयोग करके, जो एक इंटरफेरोमीटर के रूप में कार्य करता है और सभी चार 8-मीटर दूरबीनों से प्रकाश को एक “आभासी” दूरबीन में संयोजित करके VLT की अवलोकन शक्ति को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाता है, शोधकर्ता J0529 के आसपास ब्रॉड लाइन क्षेत्र (BLR) को सीधे देख पाए – जो कि महाविशाल ब्लैक होल की परिक्रमा करने वाले बादलों का क्षेत्र है।

उस छवि में, उन्होंने ब्लैक होल से 10,000 किमी/सेकंड की गति से गैस का एक विशाल जेट निकलता देखा। यह विरोधाभासी लग सकता है, क्योंकि आमतौर पर माना जाता है कि ब्लैक होल अपने आस-पास की हर चीज़ को अवशोषित कर लेते हैं और कुछ भी बाहर नहीं निकलता। हालाँकि, उनका गुरुत्वाकर्षण बल अभिवृद्धि डिस्क में मौजूद पदार्थ में भारी व्यवधान पैदा कर सकता है, जिससे पदार्थ ब्लैक होल के घटना क्षितिज में प्रवेश करने से पहले ही आश्चर्यजनक गति से बाहर निकल जाता है। और चूँकि अभिवृद्धि डिस्क जिस गति से ब्लैक होल की परिक्रमा कर रही है, वह उसके द्रव्यमान की गणना में एक मुख्य घटक है, ऐसे जेट अपने मेजबान ब्लैक होल के द्रव्यमान के माप को भी विकृत कर सकते हैं।

J0529 के मामले में ठीक यही हुआ। 10,000 किमी/सेकंड की गति से आने वाले जेट ने उन वर्णक्रम रेखाओं को बहुत चौड़ा कर दिया जिन्हें मूल शोधकर्ता देख रहे थे, और उन्होंने मान लिया कि J0529 से आने वाली अत्यधिक चौड़ी रेखाएँ अत्यधिक कक्षीय गति के कारण थीं, न कि ऐसे बहिर्वाह के कारण जिनका ब्लैक होल के द्रव्यमान पर कोई असर नहीं पड़ता। एक बार जब बहिर्वाहों का स्थानिक रूप से अवलोकन किया गया, तो शोधकर्ता वर्णक्रमीय रेखाओं से उनके मान को घटाने और J0529 के द्रव्यमान की पुनर्गणना करने में सक्षम हुए, जिसके परिणामस्वरूप इसका द्रव्यमान मूल अनुमान का केवल लगभग 10% ही निकला। लेकिन फिर से, परिप्रेक्ष्य में कहें तो, J0529 अभी भी हमारे सूर्य के आकार का 80 करोड़ गुना है।

यह अध्ययन खगोल भौतिकी की कुछ जटिल समस्याओं के लिए कुछ अतिरिक्त प्रमाण भी प्रदान करता है, जैसे कि महाविस्फोट के कुछ करोड़ वर्ष बाद ही महाविशाल ब्लैक होल सूर्य के आकार से अरबों गुना बड़े कैसे हो सकते हैं। J0529 के चमकीले बहिर्वाह जेट सुपर-एडिंगटन अभिवृद्धि नामक एक प्रक्रिया द्वारा पोषित होते हैं, जहाँ कोई वस्तु अपनी “एडिंगटन सीमा” को पार कर जाती है, जो वह अधिकतम चमक है जिस पर कोई वस्तु अपने द्रव्यमान के आधार पर चमक सकती है, जो उस पदार्थ को नहीं उड़ाएगी जो उसे बढ़ने का कारण बन रहा है। एक ब्लैक होल कुछ समय के लिए अपनी एडिंगटन सीमा से आगे बढ़ सकता है, लेकिन ऐसा करने पर उसे लंबे समय में अपने कुल आकार का कुछ हिस्सा खोना पड़ेगा, क्योंकि वह पदार्थ जो अन्यथा उसके द्रव्यमान में योगदान देता, उसके अपने प्रकाश के दबाव से उड़ जाएगा। इस तरह से उड़ाए गए वही जेट आकाशगंगाओं के निर्माण पर बड़ा प्रभाव डाल सकते हैं, क्योंकि वे अपने मार्ग में तारों के निर्माण को रोक सकते हैं और साथ ही उस पदार्थ को जेट बनाने वाली आकाशगंगा के बाहर अन्य आकाशगंगाओं में फैला सकते हैं।

जैसे-जैसे हमारे पास अधिक शक्तिशाली दूरबीनें होंगी, हम इन दूर स्थित आकाशगंगाओं में क्या हो रहा है, इसकी और भी नज़दीकी तस्वीर प्राप्त कर पाएँगे। और उम्मीद है कि ये तस्वीरें हमें ब्रह्मांड के बारे में अपनी धारणाओं की जाँच करने का मौका देंगी, साथ ही हमें इस बारे में नई जानकारी भी प्रदान करेंगी कि हम वहाँ क्या खोज सकते हैं। यही कारण है कि वैज्ञानिक खोज को सक्षम बनाने वाली तकनीकी प्रगति का चक्र इतना शक्तिशाली है। यह लेख मूल रूप से यूनिवर्स टुडे द्वारा प्रकाशित किया गया था। मूल लेख पढ़ें।

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