ब्रह्मांड की सबसे चमकीली वस्तुओं में से एक की दुर्लभ झलक
James Webb Space Telescope का उपयोग करने वाले खगोलविदों ने W2246−0526 को और करीब से देखा है, जो ब्रह्मांड की सबसे luminous ज्ञात वस्तुओं में से एक है, और नतीजों ने एक पुराना सवाल और स्पष्ट कर दिया है: तथाकथित Hot DOGs infrared में इतनी तीव्र चमक कैसे पैदा करते हैं? नया विश्लेषण बताता है कि जवाब केवल केंद्रीय ब्लैक होल के चारों ओर मौजूद धूलयुक्त torus में नहीं है। polar dust भी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभा रही दिखाई देती है।
W2246−0526 एक hot dust-obscured galaxy, या Hot DOG, है, जिसे Big Bang के केवल 1.2 अरब वर्ष बाद, redshift 4.6 पर देखा गया था। ये प्रणालियाँ मुख्य रूप से सक्रिय रूप से भोजन कर रहे supermassive black holes द्वारा संचालित होती हैं और सूर्य की चमक के 10 से 14वें घात के ऊपर तक पहुंचने वाली भारी infrared रोशनी उत्सर्जित करती हैं। क्योंकि वे घने धूलावरण में छिपी होती हैं, उन्हें समझना कठिन है, और यही बात उन्हें galaxy evolution शोध में एक स्थायी पहेली बनाती है।
नए अध्ययन ने क्या देखा
यह अध्ययन, जो 14 मई को Monthly Notices of the Royal Astronomical Society में प्रकाशित हुआ, ने Webb अवलोकनों सहित, galaxy की spectral energy distribution का multiwavelength विश्लेषण किया। शोधकर्ताओं ने active galactic nucleus के चारों ओर मौजूद धूलयुक्त संरचनाओं के अलग-अलग मॉडलों का परीक्षण किया और उन्हें star formation तथा host galaxy के मॉडलों के साथ जोड़ा। उनका उद्देश्य यह तय करना था कि कौन-से भौतिक घटक इस वस्तु के असामान्य प्रकाश-उत्पादन को सबसे बेहतर ढंग से समझाते हैं।
पिछले काम ने पहले ही स्थापित कर दिया था कि W2246−0526 गर्म धूल से हावी है, जिसका तापमान लगभग 450 Kelvin, यानी करीब 180 degrees Celsius है। यह तापमान-सीमा strongly active galactic nucleus की ओर इशारा करती है, जो मुख्य इंजन है। नया मॉडलिंग सिस्टम की ज्यामिति को और परिष्कृत करता है और संकेत देता है कि torus के अलावा polar regions की धूल भी इस galaxy की चरम infrared चमक पैदा करने में मदद कर सकती है।
Polar dust क्यों मायने रखती है
यह अंतर केवल नाममात्र का नहीं है। कई black-hole मॉडलों में torus ही अधिकांश obscuring और reradiating काम करता है। अगर polar dust पर्याप्त मात्रा में योगदान देती है, तो ब्लैक होल के चारों ओर की संरचना सरल मॉडलों की तुलना में अधिक फैली हुई या अधिक गतिशील जटिल हो सकती है। यह इस बात के लिए महत्वपूर्ण है कि खगोलविद ब्लैक होल की वृद्धि और केंद्रीय इंजन तथा उसके host galaxy के बीच ऊर्जा के आदान-प्रदान को कैसे पुनर्निर्मित करते हैं।
Hot DOGs पहले से ही चरम प्रयोगशालाएँ हैं। वे ज्ञात galactic luminosity की ऊपरी सीमा के पास स्थित होते हैं और उस दौर में दिखाई देते हैं जब प्रारंभिक ब्रह्मांड अभी अपनी पहली विशाल संरचनाओं में से कई का निर्माण कर रहा था। वे ऊर्जा कैसे उत्पन्न और पुनर्वितरित करते हैं, इसे समझना शोधकर्ताओं को ब्लैक-होल feeding और उन स्थितियों दोनों की जांच करने में मदद करता है जिनके तहत galaxies रूपांतरित होती हैं।
यहां एक methodological पहलू भी है। इन प्रणालियों का अध्ययन कठिन है क्योंकि धूल कुछ तरंगदैर्घ्यों पर प्रत्यक्ष दृष्टि को रोकती भी है और ऊर्जा को अन्य तरंगदैर्घ्यों पर फिर से उत्सर्जित भी करती है। इसलिए infrared में Webb की संवेदनशीलता खास तौर पर मूल्यवान है। केवल यह पुष्टि करने के बजाय कि galaxy धूल-समृद्ध है, टेलीस्कोप यह अधिक सूक्ष्मता से परखने देता है कि वह धूल कहां स्थित है और वह देखी गई ऊर्जा-उत्पादन को कैसे प्रभावित करती है।
प्रारंभिक ब्रह्मांड में ब्लैक-होल वृद्धि की एक खिड़की
W2246−0526 केवल एक और चमकीला quasar नहीं है। यह अब तक खोजा गया अपनी तरह का सबसे दूर और सबसे luminous Hot DOG है, जिससे यह इस वर्ग का एक anchor point बनता है। अगर इसकी चरम चमक आंशिक रूप से polar dust पर निर्भर है, तो समान तंत्रों पर अन्य भारी obscured प्रणालियों में भी विचार करने की आवश्यकता पड़ सकती है। इससे खगोलविद इन दुर्लभ वस्तुओं में star formation, torus geometry, और black-hole power की सापेक्ष भूमिकाओं को वर्गीकृत करने का तरीका बदल सकता है।
यह अध्ययन Hot DOG समस्या के हर पहलू को सुलझाने का दावा नहीं करता। ये galaxies अब भी असामान्य हैं और संभवतः विविध भी। लेकिन यह चर्चा को एक-घटक वाली तस्वीर से आगे ले जाता है। torus को अकेला प्रमुख खिलाड़ी मानने के बजाय, नया काम ब्लैक होल के चारों ओर अधिक स्तरित dusty environment की ओर संकेत करता है।
खगोल विज्ञान के लिए यही वास्तविक प्रगति है। दूर ब्रह्मांड की सबसे चमकीली वस्तुओं का पता लगाना अक्सर आसान होता है, लेकिन उन्हें समझाना सबसे कठिन। Webb अब उनकी ऊर्जा-बजट को अधिक सावधानी से खोल रहा है, और शोधकर्ता यह देखने लगे हैं कि ब्लैक-होल feeding से देखी गई luminosity तक का रास्ता उन संरचनाओं पर निर्भर कर सकता है जो पुराने मॉडलों की तुलना में अधिक जटिल भी हैं और अधिक खुलासा करने वाली भी।
यह लेख Phys.org की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें.
Originally published on phys.org
