25 जुलाई, 2025
ब्रह्मांड के सबसे रहस्यमयी ऊर्जास्त्रोत, ब्लैक होल, प्रत्यक्ष रूप से दिखाई नहीं देते, लेकिन उनका अपार गुरुत्वाकर्षण उनकी उपस्थिति का खुलासा करती है। ईंधन समाप्त होने के पश्चात विशाल तारों के पतन से उत्पन्न ये ब्रह्मांडीय शून्य अदृश्य हैं क्योंकि प्रकाश भी उनकी पकड़ से बच नहीं सकता। हालाँकि, किसी बाइनरी प्रणाली में किसी साथी तारे के साथी तारे के साथ स्थित ब्लैक होल, एक नाटकीय प्रक्रिया को प्रारंभ करता है जिसे अभिवृद्धि (एक्रीशन) कहते हैं, जो तारकीय पदार्थ को अंदर की ओर खींचती है और 10 मिलियन डिग्री (सूर्य की सतह के तापमान 6000 डिग्री से कहीं अधिक) तक गर्म हो जाती है। यह 'अति-उष्ण' पदार्थ तीव्र एक्स-किरण उत्सर्जित करता है, जिन्हें अंतरिक्ष दूरबीनों द्वारा कैद कर लिया जाता है, जिससे वैज्ञानिकों को ब्लैक होल के अन्यथा छिपे हुए जीवन की एक दुर्लभ झलक मिलती है।
हमारी आकाशगंगा के एक सुदूर कोने में (लगभग 28000 प्रकाश वर्ष दूर) एक अत्यंत आकर्षक और रहस्यमयी ब्लैक होल, GRS 1915+105, स्थित है। यह रहस्यमय ब्लैक होल एक्स-किरण बाइनरी प्रणाली, जिसमें एक तेज़ी से घूमता हुआ ब्लैक होल है जिसका द्रव्यमान सूर्य और उसके साथी तारे के द्रव्यमान का लगभग 12 गुना है, उसने अपने असामान्य और गतिशील व्यवहार के कारण वैज्ञानिकों का ध्यान आकर्षित किया है। GRS 1915+105 के चारों ओर जटिल अभिवृद्धि प्रक्रिया, जो एक घूमती हुई डिस्क (1-10 मिलियन डिग्री) और कोरोना (लगभग 100 मिलियन डिग्री) संरचना बनाती है, उसका एक आरेख चित्र 1 में दर्शाया गया है।
चित्र 1: ब्लैक होल GRS 1915+105 के चारों ओर एकत्रित प्लाज्मा (डिस्क और कोरोना) का रेखांशिक अनुप्रस्थ काट।
भारत की पहली समर्पित बहु-तरंगदैर्ध्य अंतरिक्ष वेधशाला, एस्ट्रोसैट, अपने प्रमोचन (सितंबर 2015) के बाद से रहस्यमय ब्लैक होल GRS 1915+105 पर निरंतर नज़र रख रही है और इस स्रोत के व्यवहार के बारे में अमूल्य जानकारी प्रदान करती है। अपने दो ऑनबोर्ड उपकरणों, अर्थात् बृहत क्षेत्र एक्स-रे आनुपातिक काउन्टर (एलएएक्सपीसी) और सॉफ्ट एक्स-रे टेलीस्कोप (एसएक्सटी) का उपयोग करते हुए, हाइफ़ा विश्वविद्यालय, IIT गुवाहाटी, भारतीय अंतरिक्ष अनुसंधान संगठन के भारतीय वैज्ञानिकों के एक समूह ने पाया कि GRS 1915+105 से निकलने वाली एक्स-किरण चमक नाटकीय रूप से समय के साथ बदलती रहती है। यह कम चमक ('डिप्स') और उच्च चमक ('नॉन-डिप्स') चरणों के एक अनोखे पैटर्न को प्रदर्शित करती है, जो प्रत्येक कुछ सौ सेकंड तक रहता है। उच्च-चमक वाले चरण के दौरान, टीम ने एक उल्लेखनीय चीज़ खोजी: एक्स-रे में प्रति सेकंड लगभग 70 बार दोहराई जाने वाली तेज़ झिलमिलाहट (आवृत्ति 〖ν〗_(QPO) ∼70 हर्ट्ज़), जिसे अर्ध-आवधिक दोलन (क्यूपीओ) कहते हैं। दिलचस्प बात यह है कि कम-चमक वाले चरणों के दौरान ऐसी 'तेज़' झिलमिलाहटें गायब हो जाती हैं। ये निष्कर्ष चित्र 2 में दर्शाए गए हैं।
चित्र 2. ऊपर से नीचे: एस्ट्रोसैट द्वारा देखे गए GRS 1915+105 के लिए तीव्रता, आवृत्ति (〖ν〗_(QPO) ), 'अति-उष्ण' कोरोना आकार (R_(in) ) और चमक (L) में समय परिवर्तन
इसलिए, इन रहस्यमयी 'तेज़' झिलमिलाहट का कारण क्या है?शोध दल ने पाया कि ये तेज़ क्यूपीओ, ब्लैक होल के चारों ओर ऊर्जावान प्लाज़्मा के एक 'अति-उष्ण' बादल से घनिष्ठ रूप से जुड़े हुए हैं, जिसे कोरोना के रूप में जाना जाता है। चमकीले उच्च-ऊर्जा चरणों के दौरान जब क्यूपीओ सबसे मजबूत होते हैं, कोरोना अधिक सघन (आकार में छोटा, R_(in) ) और काफी गर्म (उच्च चमक, L) हो जाता है। इसके विपरीत, मंद 'गिरावट' चरणों में, कोरोना फैलता है (बड़ा R_(in) ) और ठंडा होता है (छोटा L), जिससे झिलमिलाहट गायब हो जाती है। यह पैटर्न बताता है कि सघन दोलनशील कोरोना इन तेज़ क्यूपीओ संकेतों का स्रोत प्रतीत होता है।
ये निष्कर्ष वैज्ञानिकों को यह समझने में मदद करते हैं कि ब्लैक होल के आस-पास क्या होता है, जहाँ गुरुत्वाकर्षण अविश्वसनीय रूप से प्रबल होता है और परिस्थितियाँ चरम पर होती हैं। वास्तव में, GRS 1915+105 एक ब्रह्मांडीय प्रयोगशाला के रूप में कार्य करता है, और एस्ट्रोसैट के उल्लेखनीय योगदान से भारतीय वैज्ञानिक इस ब्लैक होल की 'फुसफुसाहटों' को समझ पा रहे हैं। यह शोध प्रतिष्ठित पत्रिका, मंथली नोटिसेज़ ऑफ़ रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसाइटी ( https://doi.org/10.1093/mnras/staf926 ) में प्रकाशित हुआ है, जिसके सह-लेखक अनुज नंदी (इसरो), संतब्रत दास (आईआईटी गुवाहाटी), श्रीहरि एच. (हाइफ़ा विश्वविद्यालय) और शेषाद्रि मजुमदार (आईआईटी गुवाहाटी) हैं।
कुल मिलाकर, यह शोध न केवल ब्लैक होल के बारे में हमारी समझ को गहरा करता है, बल्कि अंतरिक्ष आधारित खगोल विज्ञान में भारत की बढ़ती भूमिका को भी उजागर करता है।