ईएचटी टेलीस्कोप (इवेंट होरिजन टेलीस्कोप) का डेटा वैज्ञानिकों को आकाशगंगा नामक राक्षस के बारे में एक नया विचार देता है। इस डेटा की बदौलत, हमने पहली बार ब्लैक होल को करीब से देखा है।

रेडियो दूरबीनों की एक प्रणाली जो पृथ्वी के चारों ओर स्थित है और हम इसे कहते हैं ईएचटी (इवेंट होरिजन टेलीस्कोप), कुछ दिग्गजों पर ध्यान केंद्रित किया। धनु ए यह आकाशगंगा के केंद्र में अतिविशाल ब्लैक होल है, और आकाशगंगा M53,5 में 87 मिलियन प्रकाश वर्ष दूर इससे भी बड़ा ब्लैक होल है। अप्रैल 2017 में, वेधशालाओं ने ब्लैक होल की सीमाओं का निरीक्षण करने के लिए टीम बनाई, जहां गुरुत्वाकर्षण बल इतना मजबूत है कि प्रकाश किरणें भी इसे छोड़ नहीं सकती हैं। लगभग दो वर्षों के डेटा तुलना के बाद, वैज्ञानिकों ने इन अवलोकनों की पहली प्राप्त छवियां प्रकाशित कीं। अब वैज्ञानिकों को उम्मीद है कि नई तस्वीरें हमें ब्लैक होल के बारे में और अधिक बता सकती हैं।

ब्लैक होल वास्तव में कैसा दिखता है?

ब्लैक होल वास्तव में अपने नाम के योग्य हैं। विशाल गुरुत्वाकर्षण जानवर विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के किसी भी हिस्से में कोई प्रकाश उत्सर्जित नहीं करता है, इसलिए ऐसा लगता है जैसे उनका अस्तित्व ही नहीं है। लेकिन खगोलशास्त्री जानते हैं कि वे किसी प्रकार के साथी के कारण वहां हैं। जैसे ही उनका गुरुत्वाकर्षण बल तारकीय गैस और धूल के माध्यम से स्पंदित होता है, पदार्थ उनके चारों ओर एक घूर्णन अभिवृद्धि डिस्क के आकार में बनता है और उनके परमाणु एक दूसरे से टकराते हैं। यह गतिविधि "सफेद गर्मी" उत्सर्जित करती है और एक्स-रे और अन्य उच्च-ऊर्जा विकिरण उत्सर्जित करती है। सबसे अधिक "नफरत" से संतृप्त ब्लैक होल आसपास की आकाशगंगाओं के सभी तारों को विकिरणित कर देते हैं।

ईएचटी टेलीस्कोप की एक छवि में, आकाशगंगा क्षेत्र में सैजिटारिया ए, जिसे एसजीआर ए भी कहा जाता है, के चमकीले पदार्थ की साथी अभिवृद्धि डिस्क पर एक ब्लैक होल छाया होने की भविष्यवाणी की गई है। कंप्यूटर सिमुलेशन और गुरुत्वाकर्षण भौतिकी के नियम खगोलविदों को एक बहुत अच्छा विचार देते हैं कि क्या उम्मीद की जानी चाहिए। ब्लैक होल के पास उच्च गुरुत्वाकर्षण बल के कारण रिंग क्षितिज के चारों ओर अभिवृद्धि डिस्क विकृत हो जाएगी और यह सामग्री ब्लैक होल के पीछे दिखाई देगी। परिणामी छवि संभवतः असममित होगी। गुरुत्वाकर्षण डिस्क के अंदरूनी हिस्से से प्रकाश को बाहरी हिस्से की तुलना में अधिक मजबूती से पृथ्वी की ओर मोड़ता है, जिससे रिंग वाला हिस्सा चमकीला हो जाता है।

क्या सामान्य सापेक्षता के नियम ब्लैक होल के आसपास लागू होते हैं?

वलय का सटीक आकार सैद्धांतिक भौतिकी में सबसे निराशाजनक गतिरोध को हल कर सकता है। भौतिकी के दो स्तंभ हैं आइंस्टीन का सामान्य सापेक्षता का सिद्धांत, जो ब्लैक होल जैसी विशाल और गुरुत्वाकर्षण रूप से मजबूत वस्तुओं को नियंत्रित करता है, और क्वांटम यांत्रिकी, जो उप-परमाणु कणों की अजीब दुनिया को नियंत्रित करता है। प्रत्येक सिद्धांत अपने-अपने क्षेत्र में कार्य करता है। लेकिन वे एक साथ काम नहीं कर सकते.

टक्सन में एरिज़ोना विश्वविद्यालय के भौतिक विज्ञानी लिया मेडेइरोस कहते हैं:

“सामान्य सापेक्षता और क्वांटम भौतिकी परस्पर असंगत हैं। यदि ब्लैक होल क्षेत्र में सामान्य सापेक्षता लागू की जाती है, तो इसका मतलब भौतिकी सिद्धांतकारों के लिए एक सफलता हो सकती है।

क्योंकि ब्लैक होल ब्रह्मांड में सबसे चरम गुरुत्वाकर्षण वातावरण हैं, वे गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत के तनाव परीक्षण के लिए सबसे अच्छा वातावरण हैं। यह सिद्धांतों को एक दीवार के सामने फेंकने और यह देखने की उम्मीद करने जैसा है कि वे इसे तोड़ेंगे या नहीं। यदि सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत मान्य है, तो वैज्ञानिकों को उम्मीद है कि ब्लैक होल की एक विशिष्ट छाया होगी और इसलिए एक गोलाकार आकार होगा, यदि आइंस्टीन का सिद्धांत लागू नहीं होता है, तो छाया का एक अलग आकार होगा। लिया मेडेइरोस और उनके सहयोगियों ने 12 ब्लैक होल की विभिन्न छायाओं पर एक कंप्यूटर सिमुलेशन लागू किया जो आइंस्टीन के सिद्धांतों से भिन्न हो सकता है।

एल मेडेरियोस कहते हैं:

"अगर हमें कुछ अलग (गुरुत्वाकर्षण के वैकल्पिक सिद्धांत) मिलता है, तो यह एक क्रिसमस उपहार जैसा होगा।"

यहां तक ​​कि सामान्य सापेक्षता से एक छोटा सा विचलन भी खगोलविदों को यह निर्धारित करने में मदद करेगा कि वे जो देखते हैं उसकी अपेक्षा क्या करते हैं।

क्या आकाशगंगा में ब्लैक होल के आसपास मृत तारों को पल्सर कहा जाता है?

ब्लैक होल के चारों ओर सामान्य सापेक्षता का परीक्षण करने का एक और तरीका यह देखना है कि तारे उनके चारों ओर कैसे घूमते हैं। जब तारों से प्रकाश पास के ब्लैक होल के अत्यधिक गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र से होकर प्रवाहित होता है, तो प्रकाश "खिंचाव" होता है और इस प्रकार हमें लाल दिखाई देता है। इस प्रक्रिया को "गुरुत्वाकर्षण रेडशिफ्ट" कहा जाता है, और इसकी भविष्यवाणी सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत द्वारा की गई थी। पिछले साल, खगोलविदों ने इसे SgrA क्षेत्र के पास देखा था। आइंस्टीन के सिद्धांत के लिए अब तक अच्छी खबर है। इस घटना की पुष्टि करने का एक बेहतर तरीका पल्सर पर भी यही परीक्षण करना है, जो तेजी से घूमते हैं और नियमित अंतराल पर विकिरण की किरणों के साथ तारों वाले आकाश को उड़ाते हैं, हमें ऐसा प्रतीत होता है मानो वे स्पंदित हो रहे हों।

गुरुत्वाकर्षण रेडशिफ्ट इस प्रकार नियमित मेट्रोनोमिक रन को बाधित करेगा और उनका अवलोकन करने से सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत का अधिक सटीक परीक्षण हो सकेगा।

चार्लोट्सविले में राष्ट्रीय खगोलीय वेधशाला के स्कॉट रैनसन कहते हैं:

“एसजीआरए क्षेत्र का अवलोकन करने वाले अधिकांश लोगों के लिए, पल्सर, या ब्लैक होल की परिक्रमा करने वाले पल्सर की खोज करना एक सपना होगा। पल्सर सामान्य सापेक्षता के कई बहुत ही रोचक और बहुत विस्तृत परीक्षण प्रदान कर सकते हैं।

हालाँकि, सावधानीपूर्वक अवलोकन के बावजूद, अभी तक कोई भी पल्सर SgrA क्षेत्र के काफी करीब परिक्रमा करते हुए नहीं पाया गया है। आंशिक रूप से क्योंकि आकाशगंगा की धूल और गैस उनकी किरणों को बिखेर देती है और उन्हें ध्यान केंद्रित करना कठिन बना देती है। लेकिन ईएचटी रेडियो तरंगों के केंद्र में अब तक का सबसे अच्छा दृश्य प्रदान करता है, और इसलिए एस.रैनसम और उनके सहयोगियों को उम्मीद है कि वे ध्यान केंद्रित करने में सक्षम हो सकते हैं। "यह एक मछली पकड़ने के अभियान की तरह है, पकड़ने की संभावना बहुत कम है, लेकिन यह इसके लायक है", एस.रैनसम कहते हैं।

पल्सर PSR J1745-2900 (चित्रण में बाईं ओर) की खोज 2013 में की गई थी। यह आकाशगंगा के केंद्र में ब्लैक होल के चारों ओर ठीक 150 प्रकाश वर्ष दूर परिक्रमा करता है। हालाँकि, यहां होने वाले सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के सटीक परीक्षणों के लिए यह बहुत दूर है। इस पल्सर के अस्तित्व से ही खगोलविदों को उम्मीद है कि ईएचटी का उपयोग करके वे ब्लैक होल के करीब अन्य और करीबी पल्सर की खोज करेंगे।

ब्लैक होल जेट कैसे उत्पन्न करते हैं?

कुछ ब्लैक होल बहुत ज़्यादा खाने वाले होते हैं और भारी मात्रा में गैस और धूल को सोख लेते हैं, जबकि अन्य नख़रेबाज़ होते हैं। कोई नहीं जानता कि ऐसा क्यों है। 4 मिलियन सौर द्रव्यमान के बराबर द्रव्यमान के बावजूद, एसजीआरए आश्चर्यजनक रूप से अंधेरे डिस्क के साथ एक उधम मचाने वाला प्रतीत होता है। ईएचटी द्वारा लक्षित एक अन्य लक्ष्य, आकाशगंगा एम87 में ब्लैक होल एक भूखा भक्षक है। इसका वजन 3,5 से 7,22 अरब सूर्य जितना है। और यह कि, इसके आसपास के क्षेत्र में विशाल संचित अभिवृद्धि डिस्क के अलावा, यह 5 प्रकाश वर्ष की दूरी तक आवेशित उपपरमाण्विक कणों की एक धारा को भी हिंसक रूप से बाहर निकालता है।

बॉन में रेडियो खगोल विज्ञान के लिए थॉमस क्रिचबाउम संस्थान कहते हैं:

"यह सोचना कुछ हद तक विरोधाभासी है कि ब्लैक होल किसी भी चीज़ को बाहर निकाल देता है।"

लोग आमतौर पर सोचते हैं कि ब्लैक होल केवल अवशोषित करता है। कई ब्लैक होल ऐसे जेट उत्पन्न करते हैं जो संपूर्ण आकाशगंगाओं की तुलना में लंबे और चौड़े होते हैं और ब्लैक होल से अरबों प्रकाश वर्ष तक पहुंच सकते हैं।

एक स्वाभाविक प्रश्न यह है कि यह किस प्रकार का शक्तिशाली ऊर्जा स्रोत हो सकता है जो इतनी दूर तक जेट उत्सर्जित करता है। ईएचटी के लिए धन्यवाद, हम अंततः पहली बार इन घटनाओं का पता लगा सकते हैं। इस प्रकार हम EHT को मापकर M87 आकाशगंगा में ब्लैक होल के चुंबकीय क्षेत्र की ताकत का अनुमान लगा सकते हैं, क्योंकि वे जेट ताकत से संबंधित हैं। जेट के गुणों को मापकर जब वे ब्लैक होल के पास होते हैं, तो यह निर्धारित करने में मदद मिलती है कि जेट कहाँ से आ रहा है - इसकी डिस्क के अंदर से, या डिस्क के किसी अन्य भाग से, या ब्लैक होल से ही।

ये अवलोकन यह भी स्पष्ट कर सकते हैं कि जेट ब्लैक होल से उत्पन्न होते हैं या डिस्क में तेजी से बहने वाली सामग्री से। चूंकि जेट आकाशगंगा के केंद्र से सामग्री को अंतरिक्ष क्षेत्र में ले जा सकते हैं, तो इससे आकाशगंगाओं के विकास और वृद्धि पर प्रभाव की व्याख्या की जा सकती है। और यहां तक ​​कि जहां ग्रह और तारे पैदा होते हैं।

टी. क्रिचबाउम कहते हैं:

"ब्लैक होल के प्रारंभिक गठन से लेकर तारों के जन्म और अंततः जीवन के जन्म तक आकाशगंगाओं के विकास को समझना महत्वपूर्ण है। यह एक बहुत बड़ी कहानी है, और ब्लैक होल जेट का अध्ययन करके, हम जीवन की बड़ी पहेली में केवल छोटे टुकड़े जोड़ रहे हैं।

प्रकाशक का नोट: एम 1 ब्लैक होल के द्रव्यमान को निर्दिष्ट करने के लिए इस कहानी को 2019 अप्रैल 87 को अपडेट किया गया था: आकाशगंगा का द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान का 2,4 ट्रिलियन गुना है। अकेले एक ब्लैक होल का द्रव्यमान कई अरब सूर्यों के बराबर होता है। परिशिष्ट, ब्लैक होल सिमुलेशन आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत की पुष्टि करने का एक उदाहरण है, इसे अस्वीकार करने का नहीं।