नई खोजा गया S301 तारा आकाशगंगा के केंद्र में स्थित ब्लैक होल के पास सापेक्षता की कसौटियों को और सटीक बना सकता है

मिल्की वे के केंद्र की जांच के लिए एक नया तेज़ साधन

खगोलविदों ने Sagittarius A* के बेहद करीब परिक्रमा करने वाले एक नए पहचाने गए तारे की पहचान की है, जो मिल्की वे के केंद्र में स्थित सुपरमैसिव ब्लैक होल है। Universe Today की रिपोर्ट, जो Nature में प्रकाशन हेतु तैयार शोध पर आधारित है, के अनुसार S301 नाम का यह तारा अब तक पाया गया सबसे तेज़ गति से चलने वाला S-star बताया जा रहा है और इस श्रेणी का ब्लैक होल के सबसे निकट ज्ञात सदस्य है। यह खोज शोधकर्ताओं को चरम परिस्थितियों में गुरुत्वाकर्षण और spacetime का अध्ययन करने का संभावित रूप से शक्तिशाली नया तरीका देती है।

S-stars वैज्ञानिक रूप से इसलिए महत्वपूर्ण हैं क्योंकि उनकी कक्षाओं ने हमारे आकाशगंगा के केंद्र में एक सुपरमैसिव ब्लैक होल होने के कुछ सबसे मजबूत प्रमाण दिए हैं। ये तारे लगभग 4 मिलियन सौर द्रव्यमान वाली एक सघन वस्तु के चारों ओर तेजी से घूमते हैं, और उनके पथों को इतनी सटीकता से ट्रैक किया जा सकता है कि यह पता चले कि गुरुत्वाकर्षण सबसे तीव्र पर्यवेक्षणीय वातावरणों में कैसे व्यवहार करता है। S301 के साथ, अब खगोलविदों के पास एक ऐसा तारा है जो इन परीक्षणों को और आगे ले जाता है।

S301 को अलग बनाता है गति और निकटता का संयोजन। Universe Today के अनुसार यह तारा लगभग 25,000 किलोमीटर प्रति सेकंड की गति तक पहुंचता है और केवल 8.7 वर्षों में एक परिक्रमा पूरी करता है। यह ब्लैक होल के करीब लगभग 12 astronomical units तक आता है, जिससे ब्रह्मांडीय पैमानों पर यह चौंकाने वाला रूप से निकट है। यह दूरी पृथ्वी और सूर्य के बीच की दूरी का केवल लगभग एक दर्जन गुना है, जो सूर्य से लाखों गुना अधिक भारी ब्लैक होल की परिक्रमा करने वाली वस्तु के लिए उल्लेखनीय रूप से कम है।

निकटता का महत्व दिखावे से कहीं अधिक क्यों है

S301 का महत्व केवल इतना नहीं है कि यह तेज़ है। इसकी तंग कक्षा इसे relativistic प्रभावों के प्रति विशेष रूप से संवेदनशील बनाती है, जिनमें ब्लैक होल के spin का उसके चारों ओर spacetime पर प्रभाव भी शामिल है। सामान्य परिस्थितियों में, relativity की सूक्ष्म भविष्यवाणियों को खगोलीय प्रणालियों में मौजूद अधिक शोरयुक्त गुरुत्वीय अंतःक्रियाओं से अलग करना कठिन हो सकता है। लेकिन Sagittarius A* के पास परिस्थितियां इतनी कठोर हैं कि पर्याप्त सटीक अवलोकनों के साथ ये प्रभाव मापे जा सकें।

यही कारण है कि शोधकर्ता S301 को सिर्फ S-star परिवार के एक और सदस्य से अधिक के रूप में रेखांकित कर रहे हैं। Universe Today अध्ययन के सह-लेखक Felix Mang के हवाले से बताता है कि इसकी कक्षा अभूतपूर्व रूप से तंग है, और Nobel laureate Reinhard Genzel को उद्धृत करता है, जिनका कहना है कि यह तारा आकाशगंगा केंद्र के ब्लैक होल के चारों ओर spacetime के मूलभूत गुणों पर एक नया observational window खोलता है। व्यवहार में, इसका प्रमुख अर्थ यह है कि S301 खगोलविदों को Sagittarius A* के spin को सीमित करने में मदद कर सकता है, जिसे उसके mass की तुलना में मापना कहीं अधिक कठिन है।

ब्लैक होल का spin इसलिए महत्वपूर्ण है क्योंकि यह वस्तु के इतिहास का एक हिस्सा संजोए होता है। ब्लैक होल का घूर्णन यह दर्शा सकता है कि उसका निर्माण कैसे हुआ, उसने किस प्रकार का पदार्थ अवशोषित किया, और समय के साथ उसने अपने वातावरण के साथ कैसे अंतःक्रिया की। Sagittarius A* के spin के बेहतर अनुमान न केवल relativity परीक्षणों में, बल्कि मिल्की वे के केंद्रीय इंजन की विकास-गाथा में भी जानकारी देंगे।

यह खोज तकनीकी रूप से क्यों महत्वपूर्ण है

आकाशगंगा का केंद्र खगोल विज्ञान में सबसे चुनौतीपूर्ण अवलोकन लक्ष्यों में से एक है। घना गैस, धूल, और पास-पास के अनेक तारों की भीड़ वस्तुओं को अलग पहचानना और लंबे समय तक उनकी trajectories को ट्रैक करना कठिन बना देती है। S-stars विज्ञान के लिए केवल शक्तिशाली दूरबीनों और विशेष उपकरणों का उपयोग कर लंबे समय तक चलने वाले, उच्च-रिज़ॉल्यूशन अभियानों के माध्यम से ही उपलब्ध हो पाए हैं। इस मामले में, Universe Today European Southern Observatory के Very Large Telescope और उसके GRAVITY instrument के अवलोकनों की ओर इशारा करता है, जो Sagittarius A* के तुरंत आसपास की गति को असाधारण सटीकता से माप सकते हैं।

यह सटीकता आवश्यक है क्योंकि खगोलविद केवल यह नहीं जानते कि कोई तारा कहाँ है, बल्कि यह भी देखते हैं कि समय के साथ उसकी कक्षा कैसे बदलती है। relativistic प्रभाव कक्षा की दिशा या समय-निर्धारण में बहुत छोटे बदलावों के रूप में दिखाई दे सकते हैं, और कोई तारा ब्लैक होल के जितना करीब से गुजरेगा, ये प्रभाव उतने ही स्पष्ट हो सकते हैं। एक छोटा orbital period भी मदद करता है। चूंकि S301 Sagittarius A* की परिक्रमा नौ वर्षों से कम समय में करता है, वैज्ञानिक दशकों प्रतीक्षा किए बिना एक व्यावहारिक शोध-समयसीमा में बार-बार, तुलनीय अवलोकन एकत्र कर सकते हैं।

संक्षिप्त अवधि, उच्च गति, और निकटतम approach का यह संयोजन S301 को एक असामान्य रूप से दक्ष प्राकृतिक probe बनाता है। एक एकल cosmic alignment पर निर्भर रहने के बजाय, खगोलविद उसी तारे को उसकी कक्षा के अलग-अलग हिस्सों से बार-बार गुजरते देख सकते हैं और डेटा बेहतर होने पर अपने मॉडलों को परिष्कृत कर सकते हैं।

जहाँ गुरुत्वाकर्षण की परीक्षा सबसे कठिन है, वहाँ उसकी जाँच की दिशा में एक कदम

General relativity अब तक दिए गए हर बड़े प्रयोगात्मक परीक्षण में सफल रही है, बुध की कक्षा के precession से लेकर gravitational waves की खोज तक। फिर भी भौतिकविद इस सिद्धांत को सबसे चरम संभव स्थितियों में चुनौती देना चाहते हैं, क्योंकि कोई भी विचलन गहरे भौतिक सिद्धांतों का संकेत दे सकता है। एक सुपरमैसिव ब्लैक होल के ठीक आसपास का क्षेत्र ऐसे ही एक regime में आता है।

S301 अकेले हर खुले प्रश्न का समाधान नहीं करेगा। स्रोत सामग्री यह संकेत नहीं देती कि relativistic signatures पहले ही पूरी तरह माप लिए गए हैं, या कि इस एक तारे से ही ब्लैक होल का spin पहले ही निश्चित कर दिया गया है। लेकिन यह खोज उस काम के लिए एक नया और असाधारण रूप से आशाजनक लक्ष्य अवश्य देती है। इसकी कक्षा इसे ठीक उसी तरह के वातावरण में रखती प्रतीत होती है, जहाँ विकृत spacetime के बारे में सूक्ष्म भविष्यवाणियाँ observational रूप से सुलभ हो सकती हैं।

यहाँ एक व्यापक वैज्ञानिक पैटर्न भी दिखता है। खगोल विज्ञान अक्सर किसी एक वैचारिक सफलता से नहीं, बल्कि उपकरणों, धैर्य और बेहतर probes से आगे बढ़ता है। S301 इसलिए महत्वपूर्ण दिखता है क्योंकि यह probe को बेहतर बनाता है। यह शोधकर्ताओं को Sagittarius A* के चारों ओर गुरुत्वीय क्षेत्र का एक और सटीक tracer देता है, और संभवतः event horizon के आसपास घूर्णन प्रभावों के अध्ययन के लिए अब तक का सबसे अच्छा tracer भी।

यदि आगे के अवलोकन इस संभावना की पुष्टि करते हैं, तो S301 आधुनिक आकाशगंगा खगोल विज्ञान के सबसे मूल्यवान तारों में से एक बन सकता है। इसलिए नहीं कि यह Sagittarius A* को बदल देता है, बल्कि इसलिए कि यह वैज्ञानिकों को उसके आसपास spacetime को किस तरह आकार देता है, इस पर अधिक सटीक प्रश्न पूछने देता है। इस अर्थ में, यह खोज याद दिलाती है कि जिस आकाशगंगा का हम दशकों से अध्ययन कर रहे हैं, उसमें भी सबसे अधिक खुलासा करने वाली वस्तुएं अब भी और निकट, और अधिक सावधान अवलोकन से सामने आ सकती हैं।

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