अक्तूबर 10, 2024
एक विशाल ब्लैक होल ने एक तारे को तोड़ दिया है और अब उस तारकीय मलबे का उपयोग किसी अन्य तारे या छोटे ब्लैक होल को कुचलने के लिए कर रहा है जो पहले स्पष्ट हुआ करता था। यह खोज नासा की अंतरिक्ष वेधशालाओं-चंद्रा, एचएसटी, एनआईसीईआर, स्विफ्ट- और इसरो के एस्ट्रोसैट का उपयोग करके की गई थी। यह दो रहस्यों को जोड़ते हुए खगोलविदों को महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान करता है जिसके आपसी संबंध के बारे में केवल संकेत उपलब्ध थे।
2019 में, खगोलविदों ने एक तारे का संकेत देखा जो ब्लैक होल के बहुत करीब आ गया था और ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण बलों द्वारा नष्ट हो गया था। एक बार टूट जाने के बाद, तारे के अवशेष एक प्रकार के तारकीय कब्रिस्तान में एक डिस्क में ब्लैक होल का चक्कर लगाने लगे।
हालाँकि, कुछ वर्षों में, यह डिस्क बाहर की ओर विस्तारित हो गई है और अब सीधे एक तारे, या संभवतः एक तारकीय-द्रव्यमान वाले ब्लैक होल के पथ में है, जो पहले से सुरक्षित दूरी पर विशाल ब्लैक होल की परिक्रमा कर रही है। परिक्रमा करने वाला तारा, लगभग हर 48 घंटे में एक बार अपने चक्कर लगाने के दौरान बार-बार मलबे की डिस्क से टकरा रहा है। जब ऐसा होता है, तो टकराव से एक्स-रे का विस्फोट होता है जिसे खगोलविदों ने चंद्रा के साथ कैप्चर किया था।
नेचर के वर्तमान अंक में छपे अध्ययन के प्रमुख लेखक, क्वीन्स यूनिवर्सिटी बेलफ़ास्ट, यूनाइटेड किंगडम के मैट निकोल ने कहा, "कल्पना करें कि एक गोताखोर बार-बार पूल में जा रहा है और हर बार जब वह पानी में प्रवेश करता है तो छपछप करता है।" “इस तुलना में तारा गोताखोर की तरह है और डिस्क पूल की तरह है, और हर बार जब तारा सतह से टकराता है तो यह गैस और एक्स-रे का एक बड़ा 'छींटा' बनाता है। जैसे ही तारा ब्लैक होल के चारों ओर परिक्रमा करता है, वह ऐसा बार-बार करता है।
वैज्ञानिकों ने ऐसे कई मामलों का दस्तावेजीकरण किया है जहां कोई वस्तु ब्लैक होल के बहुत करीब पहुंच जाती है और प्रकाश के एक ही विस्फोट में टूट जाती है। खगोलशास्त्री इन्हें "ज्वारीय व्यवधान घटनाएँ" (टीडीई) कहते हैं। हाल के वर्षों में, खगोलविदों ने आकाशगंगाओं के केंद्रों से उज्ज्वल चमक के एक नए वर्ग की भी खोज की है, जो केवल एक्स-रे में पाए जाते हैं और कई बार दोहराए जाते हैं। ये घटनाएँ सुपरमैसिव ब्लैक होल से भी जुड़ी हैं, लेकिन खगोलशास्त्री यह नहीं बता सके कि एक्स-रे के अर्ध-नियमित विस्फोट का कारण क्या था। उन्होंने इन्हें "अर्ध-आवधिक विस्फोट" या क्यूपीई करार दिया है।
मस्सा-चुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के सह-लेखक धीरज पाशम ने कहा, "ऐसी अटकलें लगाई जा रही थीं कि ये घटनाएं आपस में जुड़ी हुई थीं, और अब हमें इसका सबूत मिल गया है कि ये जुड़े हुए हैं।" "यह रहस्यों को सुलझाने के मामले में एक ब्रह्मांड को एक के बदले दो मानने जैसा है।"
यह ज्वारीय व्यवधान घटना जिसे अब AT2019qiz के नाम से जाना जाता है, पहली बार 2019 में ज़्विकी ट्रांजिएंट फैसिलिटी नामक पालोमर वेधशाला में एक विस्तृत-क्षेत्र प्रकाशीय टेलिस्कोप (दूरदर्शी) द्वारा खोजा गया था। 2023 में, ज्वारीय व्यवधान समाप्त होने के बाद बचे मलबे का अध्ययन करने के लिए खगोलविदों ने चंद्रा और नासा के हबल स्पेस टेलीस्कोप दोनों का उपयोग किया।
चंद्रा डेटा तीन अलग-अलग अवलोकनों के दौरान प्राप्त किया गया था, प्रत्येक में लगभग 4 से 5 घंटे का अंतराल था। चंद्र समय के लगभग 14 घंटे के कुल प्रदर्शन से पहले और आखिरी हिस्से में केवल एक कमजोर संकेत सामने आया, लेकिन मध्य अवलोकन में एक बहुत मजबूत संकेत मिला।
वहां से निकोल और सहयोगियों ने बार-बार एक्स-किरणों के फटने के लिए AT2019qiz को देखने के लिए नासा के न्यूट्रॉन स्टार इंटीरियर कंपोज़िशन एक्सप्लोरर (NICER) का उपयोग किया। एनआईसीईआर डेटा से पता चला है कि AT2019qiz लगभग हर 48 घंटे में फूटता है। नासा के नील गेहरल्स स्विफ्ट वेधशाला और भारत के एस्ट्रोसैट टेलीस्कोप के अवलोकन ने इस खोज को पुख्ता किया।
हबल से प्राप्त पराबैंगनी डेटा, जिसे चंद्र अवलोकन के समय ही प्राप्त किया गया था, उसने वैज्ञानिकों को सुपरमैसिव ब्लैक होल के चारों ओर डिस्क के आकार को निर्धारित करने की अनुमति दी। उन्होंने पाया कि डिस्क इतनी बड़ी हो गई थी कि यदि कोई वस्तु लगभग एक सप्ताह या उससे कम समय के लिए ब्लैक होल को काट रही थी, तो वह डिस्क से टकरा जाएगी और विस्फोट का कारण बनेगी।
पुणे स्थित इंटर-यूनिवर्सिटी सेंटर फॉर एस्ट्रोनॉमी एंड एस्ट्रोफिजिक्स (आईयूसीएए) के सह-लेखक गुलाब देवांगन ने कहा, भारत का एस्ट्रोसैट मिशन ऐसी घटनाओं के अध्ययन के लिए अद्वितीय यूवी/एक्स-रे क्षमता प्रदान करता है। एस्ट्रोसैट के सॉफ्ट एक्स-रे टेलीस्कोप और अल्ट्रा-वायलेट इमेजिंग टेलीस्कोप (यूवीआईटी) दोनों ने स्रोत AT2019qiz का पता लगाया, लेकिन विस्फोट केवल एक्स-रे में देखा गया था। भविष्य में इसी तरह के विस्फोटों के संवेदनशील समक्षणिक एक्स-रे और यूवी अवलोकन उनकी प्रकृति की गहरी जांच करने में सक्षम होंगे।
ऑक्सफ़ोर्ड यूनिवर्सिटी के एंड्रयू मुमेरी ने कहा, "इन नियमित विस्फोटों की उत्पत्ति के बारे में हमारी समझ में यह एक बड़ी सफलता है।" "अब हमें एहसास हुआ है कि एक तारे के टूटने के बाद विस्फोटों के 'चालू' होने के लिए हमें कुछ वर्षों तक इंतजार करना होगा क्योंकि डिस्क को दूसरे तारे का सामना करने के लिए पर्याप्त दूर तक फैलने में कुछ समय लगता है।"
ज्वारीय व्यवधानों से जुड़े अधिक अर्ध-आवधिक विस्फोटों की खोज के लिए इस परिणाम के निहितार्थ हैं। ऐसे और अधिक विस्फोटों को खोजने से खगोलविदों को सुपरमैसिव ब्लैक होल के आसपास की कक्षाओं में वस्तुओं की व्यापकता और दूरी को मापने की अनुमति मिलेगी। इनमें से कुछ नियोजित भविष्य की गुरुत्वाकर्षण तरंग वेधशालाओं के लिए उत्कृष्ट लक्ष्य हो सकते हैं।
इन परिणामों का वर्णन करने वाला लेख नेचर द्वारा प्रकाशित जर्नल के 9 अक्टूबर के अंक में दिया गया है। लेख यूआरएल पर उपलब्ध होगा।
Title: Quasi-periodic X-ray eruptions years after a nearby tidal disruption event
तस्वीर का शीर्षक: कलाकार की धारणा के रूप में एक परिक्रमा कर रहे तारे की एक सुपरमैसिव ब्लैक होल के चारों ओर अभिवृद्धि डिस्क के माध्यम से दुर्घटनाग्रस्त होना और एक्स-रे का विस्फोट होना। यह डिस्क पिछले तारे के नष्ट होने से बनी थी। इनसैट: नासा के चंद्रा एक्स-रे वेधशाला के साथ एक्स-रे (बैंगनी) का पता लगाना जोकि मेजबान आकाशगंगा की दृश्य प्रकाश छवि पर मढ़ा हुआ है।
Image credit: X-ray: NASA/CXC/QUB/M. Nicholl et al.; Optical/IR: PanSTARRS, NSF/Legacy Survey/SDSS; Illustration: Soheb Mandhai/The Astro Phoenix; Image Pro-cessing: NASA/CXC/SAO/N. Wolk.
Readers may contact Prof. Gulab Dewangan, IUCAA, Pune for more information Prof Gulab C Dewangan (gulabd[at]iucaa[dot]in)