इन्फ्रारेड ट्रैकिंग से मिल्की वे की गैस बादलों का सुराग एक हिंसक द्वितारा प्रणाली तक जाता है

मिल्की वे के केंद्र के पास एक लंबे समय से चल रही पहेली अब सिमटती हुई लग रही है

मिल्की वे के केंद्र में Sagittarius A* स्थित है, वह सुपरमैसिव ब्लैक होल जिसका गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र आकाशगंगा के सबसे चरम वातावरणों में से एक को नियंत्रित करता है। वर्षों से खगोलविदों ने उस क्षेत्र में ऐसे कॉम्पैक्ट गैस बादलों को देखा है जिनके रास्ते संयोग से बहुत मिलते-जुलते लगते थे। अब, उच्च-रिज़ॉल्यूशन इन्फ्रारेड टिप्पणियों का उपयोग करते हुए, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics के शोधकर्ताओं के नेतृत्व वाली एक टीम का कहना है कि वे बादल संभवतः एक विशिष्ट स्रोत से आते हैं: IRS 16SW नामक एक विशाल contact binary star system।

यह परिणाम इसलिए महत्वपूर्ण है क्योंकि ये गैस बादल केवल जिज्ञासाएँ नहीं हैं। वे उस प्रक्रिया का हिस्सा हो सकते हैं जो धीरे-धीरे सामग्री को ब्लैक होल की ओर भेजती है। ऐसे क्षेत्र में जहाँ तारे गहरे गुरुत्वीय कुओं में तेज़ी से दौड़ते हैं और गैस लगातार परेशान होती रहती है, ऐसे बादलों के लिए एक दोहराने योग्य स्रोत की पहचान करना यह समझने में मदद करेगा कि Sagittarius A* के आसपास के वातावरण में पदार्थ कैसे पहुँचता है।

G1, G2 और G2t ने ध्यान क्यों खींचा

स्रोत लेख तीन कॉम्पैक्ट बादलों पर प्रकाश डालता है, जिन्हें G1, G2 और G2t कहा जाता है। प्रत्येक में कुछ पृथ्वी-समकक्ष द्रव्यमान है और वे गर्म हाइड्रोजन तथा हीलियम से उत्पन्न इन्फ्रारेड प्रकाश में चमकते हैं। उन्हें अलग बनाता था न केवल ब्लैक होल के साथ उनकी निकटता, बल्कि यह तथ्य कि तीनों लगभग समान, लंबे और लूपदार कक्षाओं में Sagittarius A* के चारों ओर घूमते दिखे।

यह समानता एक स्पष्ट प्रश्न खड़ा करती है। यदि बादल असंबंधित होते, तो उनके इतने मिलते-जुलते orbital parameters साझा करने की संभावना बहुत कम होती। वैकल्पिक व्याख्या यह थी कि उनका कोई साझा स्रोत हो, लेकिन वर्षों तक वह स्रोत अस्पष्ट रहा। नए अध्ययन ने SINFONI और ERIS spectrographs, जो European Southern Observatory के Very Large Telescope पर हैं, की टिप्पणियों का उपयोग करके बादलों की स्थिति और गति को पुनर्निर्मित किया, जिससे common-origin विचार और मज़बूत हुआ।

इन मापों को जोड़कर शोधकर्ता कक्षाओं को समय में पीछे ले जा सके और पूछ सके कि यह पदार्थ सबसे संभावित रूप से कहाँ से आया था। उनका उत्तर IRS 16SW की ओर इशारा करता है, जो Sagittarius A* के चारों ओर घूमने वाली युवा तारकीय रिंग में स्थित है।

हिंसा के लिए बना द्वितारा तंत्र

IRS 16SW कोई साधारण तारकीय प्रणाली नहीं है। स्रोत में इसे एक विशाल contact binary कहा गया है, जिसका अर्थ है कि दो दानव तारे इतने पास हैं कि वे एक-दूसरे को छूते हैं और लगातार पदार्थ का आदान-प्रदान करते हैं। ऐसे तंत्र स्वभाव से ही अस्थिर और ऊर्जावान होते हैं। इसमें प्रबल stellar winds और घने परिवेश को जोड़ दें, तो परिस्थितियाँ और भी कठोर हो जाती हैं।

स्रोत के अनुसार, जब इस द्वितारा के winds आसपास की गैस से टकराते हैं, तो एक shock बनता है। कंप्यूटर सिमुलेशन संकेत देते हैं कि यह shock G1, G2 और G2t में देखी गई विशेषताओं वाले गैस clumps बना सकता है। इससे अध्ययन को केवल कक्षीय संयोग नहीं, बल्कि एक भौतिक रूप से plausible तंत्र मिलता है। दूसरे शब्दों में, टीम केवल इतना नहीं कह रही कि बादल और द्वितारा अंतरिक्ष और समय में मेल खाते हैं। वह यह भी कह रही है कि यह द्वितारा ब्लैक होल के पास खगोलविदों द्वारा देखी जा रही वस्तुओं जैसे पिंड निर्मित कर सकता है।

कक्षा पुनर्निर्माण और simulation का यह संयोजन नए परिणाम को पहले की धारणाओं से अधिक ठोस बनाता है। भीड़भाड़ वाला galactic center कई व्याख्याएँ दे सकता है, लेकिन बहुत कम व्याख्याएँ इन विशिष्ट बादलों की गति और संभावित निर्माण प्रक्रिया दोनों से मेल खाती हैं।

यह Sagittarius A* को भोजन मिलने के बारे में क्या बताता है

“ब्लैक होल को खाना देना” शब्द किसी एक नाटकीय घटना जैसा लग सकता है, लेकिन वास्तव में यह अक्सर समय के साथ छोटे-छोटे पदार्थों के ब्लैक होल के परिवेश में पहुँचने की प्रक्रिया होती है। इस अध्ययन में बादल कॉम्पैक्ट हैं और प्रत्येक का द्रव्यमान केवल कुछ पृथ्वी-समकक्ष है, फिर भी galactic center जैसे गतिशील क्षेत्र में ऐसे clumps की बार-बार आपूर्ति महत्वपूर्ण हो सकती है।

स्रोत लेख व्यापक पहेली को स्पष्ट रूप से प्रस्तुत करता है: Sagittarius A* के आसपास के क्षेत्र की हिंसा के बावजूद, खगोलविद लंबे समय से यह जानना चाहते हैं कि वास्तव में उसे पदार्थ कौन उपलब्ध कराता है। यदि IRS 16SW सचमुच ऐसे बादल बना रहा है जो बाद में समान trajectories पर अंदर की ओर बढ़ते हैं, तो विशाल द्वितारा तारे उस आपूर्ति श्रृंखला का एक महत्वपूर्ण स्रोत हो सकते हैं।

यह विचार इसलिए आकर्षक है क्योंकि यह तारकीय विकास को सीधे मिल्की वे में ब्लैक होल feeding से जोड़ता है। केवल यादृच्छिक गैस प्रवाह या दुर्लभ विनाशकारी घटनाओं पर निर्भर रहने के बजाय, galactic center में एक अधिक स्थायी तंत्र हो सकता है जो केंद्रीय ब्लैक होल की ओर सरकने वाली सामग्री बनाता है।

नई instrumentation की भूमिका

अध्ययन यह भी दिखाता है कि आधुनिक इन्फ्रारेड खगोलशास्त्र ने galactic center की तस्वीर कितनी बदल दी है। धूल इस क्षेत्र से आने वाले बहुत-से visible light को रोक देती है, इसलिए इन्फ्रारेड उपकरण आवश्यक हैं। स्रोत में उद्धृत टिप्पणियाँ Very Large Telescope पर SINFONI और ERIS से आईं, जो भीड़भाड़ वाले क्षेत्र में धुंधली संरचनाओं की स्थिति और गति दोनों मापने में सक्षम उपकरण हैं।

जब रुचि की वस्तुएँ तारों, ionized gas और प्रबल गुरुत्वीय विकृति से भरे background में चलने वाले कॉम्पैक्ट गैस बादल हों, तब यह तकनीकी क्षमता बेहद जरूरी हो जाती है। सटीक इन्फ्रारेड spectroscopy और imaging के बिना, संभावित orbital histories के बीच सूक्ष्म अंतर पहचानना बहुत कठिन होता।

यह खोज एक ब्लैक होल से आगे क्यों मायने रखती है

Sagittarius A* सबसे नज़दीकी सुपरमैसिव ब्लैक होल है, इसलिए यह आकाशगंगा-विकास से जुड़े ऐसे प्रश्नों के लिए एक प्रयोगशाला है जो कहीं अधिक व्यापक स्तर पर लागू होते हैं। यदि विशाल contact binaries यहाँ ऐसे गैस clumps बना सकते हैं जो केंद्रीय ब्लैक होल की ओर प्रवास करते हैं, तो समान प्रक्रियाएँ अन्य galactic nuclei में भी काम कर सकती हैं। मिल्की वे ऐसे तंत्रों को उन दूरस्थ आकाशगंगाओं की तुलना में कहीं अधिक विस्तार से देखने का मौका देती है।

• गैस बादल G1, G2 और G2t में प्रत्येक का द्रव्यमान कुछ पृथ्वी-समकक्ष के बराबर है और वे इन्फ्रारेड प्रकाश में चमकते हैं।
• शोधकर्ताओं ने Very Large Telescope के SINFONI और ERIS spectrographs की टिप्पणियों का उपयोग करके उनकी कक्षाएँ पुनर्निर्मित कीं।
• उन कक्षाओं को पीछे ले जाने पर IRS 16SW की ओर इशारा मिला, जो Sagittarius A* के आसपास की युवा तारकीय ring में स्थित एक विशाल contact binary है।
• सिमुलेशन सुझाव देते हैं कि द्वितारा की stellar winds से बनने वाले shocks, देखे गए गैस clumps जैसे ढांचे बना सकते हैं।

तस्वीर अभी भी विकसित हो रही है, लेकिन पहले से अधिक स्पष्ट है। तीन अजीब बादल, जिन्हें पहले मुख्यतः अलग-अलग विचित्रताओं के रूप में देखा जाता था, अब मिल्की वे के केंद्र में एक दोहराई जाने वाली प्रक्रिया के प्रमाण जैसे दिखते हैं। यदि यह व्याख्या सही ठहरती है, तो आकाशगंगा के सबसे बड़े राक्षस को उसके भोजन का कम से कम कुछ हिस्सा केंद्र में बँधे दो तारों के उथल-पुथल भरे जीवन से मिल सकता है।

यह लेख Universe Today की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें.