सुपरमैसिव ब्लैक होल के पास एक कॉस्मिक लाइटहाउस
हमारी मंद्य आकाशगंगा के केंद्र में, पृथ्वी से लगभग छब्बीस हजार प्रकाश-वर्ष दूर, सैजिटेरियस A* नामक एक सुपरमैसिव ब्लैक होल है, जिसका द्रव्यमान चार मिलियन सूर्य के बराबर है। यह आधुनिक खगोल भौतिकी में सबसे अधिक अध्ययन की जाने वाली वस्तुओं में से एक है, लेकिन इसके चारों ओर का क्षेत्र आश्चर्य देता रहता है। सबसे हाल की खोज Columbia University और Breakthrough Listen परियोजना के शोधकर्ताओं द्वारा आई है, जिन्होंने हमारी आकाशगंगा के केंद्रीय ब्लैक होल की तत्काल निकटता में असाधारण गति से घूमने वाले एक पल्सर उम्मीदवार की पहचान की है।
The Astrophysical Journal में प्रकाशित इस खोज में एक 8.19-मिलीसेकंड पल्सर उम्मीदवार का वर्णन है, जिसका अर्थ है कि यदि पुष्टि की जाती है, तो यह न्यूट्रॉन तारा लगभग 122 बार प्रति सेकंड पूरी तरह घूमेगा। पल्सर विशाल तारों के अतिसंघनित अवशेष हैं जिन्होंने सुपरनोवा विस्फोटों में अपना जीवन समाप्त किया है, उनके बचे हुए द्रव्यमान को आमतौर पर 20 किलोमीटर व्यास के एक गोले में संपीड़ित करते हुए, तीव्र चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करते हैं और रेडियो तरंगों की केंद्रित किरणें उत्सर्जित करते हैं जो एक प्रकाश-स्तंभ की किरण की तरह अंतरिक्ष के पार प्रहार करते हैं।
सैजिटेरियस A* के इतने पास एक पल्सर खोजना रेडियो खगोल विज्ञान का दशक का लक्ष्य रहा है, और यह खोज हमारी आकाशगंगा के केंद्र और स्थान और समय को नियंत्रित करने वाली मौलिक भौतिकी दोनों की हमारी समझ में एक मोड़ को चिह्नित कर सकता है।
Breakthrough Listen गैलेक्टिक सेंटर सर्वेक्षण
यह खोज Breakthrough Listen Galactic Center Survey से उभरी, जो मंद्य आकाशगंगा के गतिशील रूप से जटिल केंद्रीय क्षेत्र में पल्सर के लिए अब तक किए गए सबसे संवेदनशील रेडियो खोजों में से एक है। Breakthrough Listen, एक वैज्ञानिक अनुसंधान कार्यक्रम जिसका लक्ष्य पृथ्वी से परे सभ्यताओं के साक्ष्य खोजना है, ने गैलेक्टिक केंद्र में तेजी से घूमने वाले न्यूट्रॉन तारों की जांच के लिए अपनी असाधारण अवलोकन क्षमताओं को पुनः निर्दिष्ट किया है।
गैलेक्टिक केंद्र रेडियो अवलोकनों के लिए एक असाधारण रूप से मुश्किल वातावरण है। आंतरतारकीय गैस और धूल रेडियो तरंगों को बिखेरते हैं, एक घटना जिसे स्कैटरिंग ब्रॉडेनिंग कहा जाता है, जो पल्सर को परिभाषित करने वाले सटीक समय के हस्ताक्षर को धुंधला कर देता है। इसके अलावा, सैजिटेरियस A* के पास का तीव्र गुरुत्वाकर्षण वातावरण सापेक्षिक प्रभाव को पेश करता है जो पता लगाना और अधिक जटिल बनाता है। ये चुनौतियां समझाती हैं कि सैद्धांतिक भविष्यवाणी के बावजूद कि सैकड़ों या हजारों पल्सर इस क्षेत्र में रहते हैं, पास में केवल कुछ ही उम्मीदवार कभी पहचाने गए हैं।
टीम ने शोर को दूर करने के लिए उन्नत सिग्नल प्रोसेसिंग तकनीकों का उपयोग किया, पता लगाने में आत्मविश्वास बनाने के लिए कई अवलोकन सत्रों से डेटा का विश्लेषण किया। 8.19-मिलीसेकंड अवधि इस वस्तु को मिलीसेकंड पल्सर की श्रेणी में रखती है, जो ब्रह्मांड में सबसे स्थिर प्राकृतिक घड़ियों में से हैं।
सामान्य सापेक्षता के लिए यह क्यों मायने रखता है
अल्बर्ट आइंस्टीन का सामान्य सापेक्षता का सिद्धांत, एक सदी से अधिक पहले प्रकाशित, गुरुत्वाकर्षण और अंतरिक्ष-समय की ज्यामिति के लिए हमारा सर्वश्रेष्ठ विवरण बना हुआ है। यह सूर्य के चारों ओर प्रकाश के झुकने से लेकर मर्जिंग ब्लैक होल से गुरुत्वाकर्षण तरंगों की खोज तक, इसे परीक्षण करने के लिए कभी भी डिज़ाइन किए गए हर प्रयोग द्वारा पुष्टि की गई है। फिर भी कुछ शासन खराब परीक्षण रहते हैं, विशेष रूप से सुपरमैसिव ब्लैक होल के पास चरम गुरुत्वाकर्षण परिस्थितियां।
सैजिटेरियस A* की परिक्रमा करने वाला एक पल्सर सबसे तीव्र अवलोकन योग्य गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में एम्बेड किया गया एक प्राकृतिक सटीक घड़ी के रूप में कार्य करेगा। महीनों और वर्षों में इसकी रेडियो पल्स के सटीक आगमन समय को ट्रैक करके, खगोलविद ब्लैक होल के चारों ओर अंतरिक्ष-समय की वक्रता को अभूतपूर्व सटीकता के साथ माप सकते हैं। सामान्य सापेक्षता की भविष्यवाणियों से कोई भी विचलन नई भौतिकी का संकेत दे सकता है, संभवतः गुरुत्वाकर्षण के एक क्वांटम सिद्धांत की ओर संकेत दे सकता है जो दशकों से भौतिकविदों को रोके हुए है।
इस तरह की प्रणाली द्वारा सक्षम सटीक माप वैज्ञानिकों को सैजिटेरियस A* की स्पिन दर और सटीक द्रव्यमान को सटीकता के नए स्तरों पर निर्धारित करने, ब्रह्मांडीय सेंसरशिप अनुमान को परीक्षण करने की अनुमति भी दे सकता है जो कहता है कि विलक्षणताएं हमेशा घटना के क्षितिज के पीछे छिपी होनी चाहिए, और गुरुत्वाकर्षण के वैकल्पिक सिद्धांतों द्वारा अनुमानित विदेशी प्रभाव की खोज करते हैं।
चुंबकीय मृत तारे की संभावना
यह विशेष खोज विशेष रूप से दिलचस्प क्या बनाता है वह संभावना है कि वस्तु केवल एक पल्सर नहीं बल्कि एक मैग्नेटार है, एक न्यूट्रॉन तारा जिसका चुंबकीय क्षेत्र एक सामान्य पल्सर की तुलना में लगभग 1,000 गुना मजबूत है। मैग्नेटर ब्रह्मांड में सबसे चरम वस्तुओं में से हैं, जो एक्स-रे और गामा-रे के विस्फोट पैदा करने में सक्षम हैं जो पूरी आकाशगंगा में पाए जा सकते हैं।
गैलेक्टिक सेंटर को पहले से ही 2013 में खोजे गए एक पुष्टि किए गए मैग्नेटार SGR J1745-2900 को होस्ट करने के लिए जाना जाता है। इस क्षेत्र में एक दूसरे चुंबकीय न्यूट्रॉन तारे की संभावित उपस्थिति सुपरमैसिव ब्लैक होल के पास चरम ज्वारीय पर्यावरण में इन वस्तुओं के गठन और अस्तित्व के बारे में सवाल उठाती है। यह समझना कि मैग्नेटर सैजिटेरियस A* के पास कैसे बनते और रहते हैं, गैलेक्टिक नाभिक के तारकीय जनसंख्या गतिकी में अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकता है, एक क्षेत्र जिसका पूरे ब्रह्मांड में गैलेक्सी विकास को समझने के लिए निहितार्थ है।
यदि उम्मीदवार वास्तव में एक मैग्नेटार है, तो इसकी तेजी से घूमने की गति इसे अब तक पहचाने गए सबसे तेजी से घूमने वाले मैग्नेटार के बीच रखेगी, एक पहले से ही अद्भुत खोज में वैज्ञानिक रुचि की एक और परत जोड़ेगी।
पुष्टि के लिए पथ
अनुसंधान दल इस बात पर जोर देना सुनिश्चित करता है कि यह एक पुष्टि की गई खोज नहीं बल्कि एक उम्मीदवार का पता लगाना है। पल्सर खोज पृथ्वी आधारित रेडियो हस्तक्षेप, उपकरण कलाकृतियों और प्राकृतिक खगोल भौतिकी घटनाओं से झूठी सकारात्मक से ग्रस्त हैं जो आवधिक संकेतों की नकल कर सकते हैं। गैलेक्टिक सेंटर का चरम बिखरने वाला वातावरण अतिरिक्त अनिश्चितता जोड़ता है।
सबसे व्यापक जांच को प्रोत्साहित करने के लिए, Breakthrough Listen ने सभी अवलोकन संबंधी डेटा को सार्वजनिक किया है, जिससे दुनिया भर की अनुसंधान टीमें स्वतंत्र विश्लेषण संचालित कर सकती हैं। अतिरिक्त अनुवर्ती अवलोकन पहले से ही कई रेडियो टेलीस्कोप का उपयोग करके चल रहे हैं, संकेत को पुनः तीव्र करने और इसके गुणों को अधिक सटीक रूप से चिह्नित करना लक्ष्य है।
पुष्टि के लिए कई स्वतंत्र अवलोकनों में पल्सर का पता लगाना, वैकल्पिक व्याख्याओं को छोड़ने के लिए पर्याप्त सटीकता के साथ इसकी अवधि को मापना, और आदर्श रूप से अपनी संकेत में परिवर्तन को मापना आवश्यक है जो सैजिटेरियस A* के चारों ओर कक्षीय गति को दर्शाता हो। यह अंतिम कदम वैज्ञानिक दृष्टि से सबसे मूल्यवान होगा, क्योंकि यह तुरंत सामान्य सापेक्षिक परीक्षण को सक्षम करेगा जो इस खोज की प्रत्याशा करते हैं।
आकाशगंगा के सबसे चरम वातावरण में एक खिड़की
मंद्य आकाशगंगा का केंद्रीय पार्सेक ज्ञात सबसे चरम खगोल भौतिकी पर्यावरणों में से एक है। तारे सुपरमैसिव ब्लैक होल के चारों ओर हजारों किलोमीटर प्रति सेकंड की गति से परिक्रमा करते हैं। गर्म गैस के बादल अंदर की ओर सर्पिल होते हैं, कभी-कभी विद्युत चुंबकीय स्पेक्ट्रम में दृश्यमान चमकते हुए। तारों की घनत्व हमारे सौर पड़ोस की तुलना में लाखों गुना अधिक है।
इस वातावरण को समझना केवल स्थानीय हित की नहीं है। सुपरमैसिव ब्लैक होल अधिकांश आकाशगंगाओं के केंद्र में रहते हैं, और सैजिटेरियस A* के पास होने वाली भौतिक प्रक्रियाएं पूरे ब्रह्मांड में सक्रिय गैलेक्टिक नाभिक और क्वेसार में बहुत बड़े पैमाने पर दोहराई जाती हैं। हमारी अपनी गैलेक्टिक सेंटर के अध्ययन से प्राप्त प्रत्येक अंतर्दृष्टि कैसे ब्लैक होल अपने परिवेश के साथ परस्पर क्रिया करते हैं और उन्हें होस्ट करने वाली आकाशगंगाओं को आकार देते हैं, इसकी व्यापक समझ में योगदान देता है।
इस क्षेत्र में एक पुष्टि किए गए पल्सर इन परिस्थितियों के एक लगातार, सटीक जांच प्रदान करेगा, ब्लैक होल के पास गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र, चुंबकीय वातावरण और पदार्थ वितरण के बारे में डेटा के एक सतत प्रवाह को सक्षम करेगा। यह एक शोधकर्ता के शब्दों में, एक कॉस्मिक अधिष्ठान के किनारे पर एक सटीक प्रयोगशाला उपकरण रखने जैसा होगा।
आगे क्या आता है
खगोल विज्ञान समुदाय इस उम्मीदवार को तीव्र रुचि के साथ देख रहा है। यदि पुष्टि की जाती है, तो यह तुरंत आकाश में सबसे वैज्ञानिक रूप से मूल्यवान वस्तुओं में से एक बन जाएगा, दुनिया भर से रेडियो टेलीस्कोप से अवलोकन समय को आकर्षित करेगा। मौलिक भौतिकी, खगोल भौतिकी और मंद्य आकाशगंगा की संरचना के हमारे समझ के लिए निहितार्थ गहरे होंगे।
फिलहाल, डेटा का विश्लेषण किया जा रहा है, अनुवर्ती अवलोकन की योजना बनाई जा रही है, और वैज्ञानिक समुदाय सावधान आशावाद का अभ्यास कर रहा है जो सर्वोत्तम विज्ञान को परिभाषित करता है। मंद्य आकाशगंगा वास्तव में अपने दिल में एक असाधारण रहस्य छिपा रहा हो सकता है। इसकी पुष्टि का काम अभी ही शुरू हुआ है।
यह लेख Space.com की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें।
