नई सिमुलेशनों से पता चलता है कि किसी तारे का विनाश कैसे एक छिपे हुए ब्लैक होल को पूरी आकाशगंगा में चमका सकता है

मिल्की वे का एक असफल तमाशा भी एक उपयोगी वैज्ञानिक सवाल छोड़ गया

2014 में, खगोलविदों ने G2 नामक वस्तु को धनु A* के बहुत करीब से गुजरते हुए ध्यान से देखा, जो मिल्की वे के केंद्र में स्थित महाविशाल ब्लैक होल है। कई लोगों को विस्फोटक नज़ारा होने की उम्मीद थी। यदि वस्तु को अधिक सीधे तरीके से खींचकर निगल लिया जाता, तो घटना ब्लैक होल के आसपास गर्म होती सामग्री से एक चमकीला फ्लेयर पैदा कर सकती थी। लेकिन, उपलब्ध स्रोत पाठ के अनुसार, G2 उस निकट-गमन से बच गया और एक छोटी कक्षा पर चलता रहा। यह घटना वैज्ञानिक रूप से मूल्यवान थी, ठीक इसलिए क्योंकि अपेक्षित विस्फोट आया ही नहीं।

उम्मीद और परिणाम के बीच यह अंतर Syracuse University और University of Zurich के खगोलविदों के नए काम की पृष्ठभूमि बनता है। उनकी कंप्यूटर सिमुलेशनों का उद्देश्य यह समझाना है कि किसी महाविशाल ब्लैक होल के साथ किसी तारे की नज़दीकी मुठभेड़ कब एक नाटकीय फ्लेयर बनती है और कब लगभग कुछ नहीं होता।

Tidal disruption घटनाएँ उन दुर्लभ तरीकों में से हैं जिनसे छिपे हुए ब्लैक होल्स का अध्ययन किया जा सकता है

महाविशाल ब्लैक होल सीधे प्रकाश नहीं छोड़ते, लेकिन उनके आसपास का पदार्थ अवश्य चमक सकता है। जब कोई तारा विनाशकारी मुठभेड़ में फँसता है, तो खगोलविद इसे tidal disruption event, या TDE, कहते हैं। स्रोत पाठ में बताए गए परिदृश्य में तारा अंदर की ओर सर्पिल होते हुए फट जाता है, और उसका कुछ मलबा ब्लैक होल के चारों ओर एक accretion disk बनाता है। उस मलबे के भीतर टकराव और घर्षण पदार्थ को इतना गर्म कर देते हैं कि वह तीव्रता से चमकता है, और कुछ मामलों में अपनी होस्ट आकाशगंगा से भी अधिक चमकीला हो जाता है।

इसी वजह से TDEs असाधारण रूप से महत्वपूर्ण हैं। वे उन ब्लैक होल्स का अध्ययन करने के सबसे स्पष्ट अवलोकन मार्गों में से एक प्रदान करते हैं, जिन्हें अन्यथा देखना कठिन होता। Syracuse University के Eric Coughlin, जिन्हें स्रोत सामग्री में उद्धृत किया गया है, कहते हैं कि खगोलविद tidal disruption घटनाओं का उपयोग उन ब्लैक होल्स के बारे में अधिक जानने के लिए कर सकते हैं जो दृश्य से छिपे हुए हैं, जिनमें Sagittarius A* और अन्य आकाशगंगाओं में ऐसे ही पिंड शामिल हैं।

नई खोज सिर्फ तमाशे के बारे में नहीं, बदलाव के बारे में भी है

TDEs के बारे में एक स्थायी पहेली यह है कि कोई भी दो घटनाएँ बिल्कुल एक जैसी नहीं दिखतीं। कुछ घटनाएँ शानदार फ्लेयर पैदा करती हैं। कुछ की चमक, समय या संरचना अलग तरह से विकसित होती है। Universe Today में वर्णित नई सिमुलेशनों का ध्यान इसी विविधता पर है। तारकीय विघटन को एक ही मानक प्रक्रिया मानने के बजाय, यह काम यह समझाने की कोशिश करता है कि कौन-सी भौतिक परिस्थितियाँ बनने वाले फ्लेयर को आकार देती हैं।

यह महत्वपूर्ण है क्योंकि खगोल विज्ञान अब अधिक से अधिक हद तक अवलोकित light curves और spectra को विस्तृत भौतिक मॉडलों से मिलाने पर निर्भर करता है। यदि शोधकर्ता समझ सकें कि एक नज़दीकी मुठभेड़ एक शानदार transient क्यों बनाती है जबकि दूसरी मुश्किल से दर्ज होती है, तो survey डेटा की व्याख्या के लिए उन्हें अधिक मजबूत ढांचा मिलता है।

G2 दिखाता है कि हर नज़दीकी मुठभेड़ एक जैसा अंत नहीं लाती

G2 यहाँ उपयोगी है क्योंकि वह साधारण गैस बादल नहीं लगता। उपलब्ध पाठ कहता है कि अवलोकनों से यह अधिक संभावना बनी कि वह धूल से ढकी एक protostellar वस्तु थी, या शायद कई विलीन तारे। इससे यह समझने में मदद मिलती है कि Sagittarius A* के पास से गुजरते समय वह लंबे समय से प्रतीक्षित दृश्य क्यों उत्पन्न नहीं कर सका।

दूसरे शब्दों में, ब्लैक होल मुठभेड़ का परिणाम केवल ब्लैक होल पर नहीं, बल्कि आने वाली वस्तु की प्रकृति और मुठभेड़ की ज्यामिति पर भी निर्भर करता है। एक सीधा, विनाशकारी पास चमकीला मलबा पैदा कर सकता है। एक तिरछा या कम असुरक्षित पास ऐसा न करे। नई सिमुलेशनों का उद्देश्य इस जटिलता को सरल मॉडलों की तुलना में अधिक उच्च रेज़ोल्यूशन से पकड़ना है।

यह आकाशगंगा केंद्रों के लिए क्यों मायने रखता है

आकाशगंगा के नाभिकों का अध्ययन करना कठिन होता है। वे भीड़भाड़ वाले, ऊर्जावान और अक्सर ढके हुए होते हैं। फिर भी, उनमें महाविशाल ब्लैक होल्स होते हैं जो आकाशगंगा के विकास को ऐसे तरीकों से प्रभावित करते हैं जिन्हें खगोलविद अभी भी समझने की कोशिश कर रहे हैं। यदि TDEs उन वातावरणों को थोड़े समय के लिए रोशन कर सकते हैं, तो उनके बनने के तरीके को समझना extragalactic खगोल विज्ञान में एक महत्वपूर्ण उपकरण बन जाता है।

स्रोत सामग्री में दिया गया उल्लेखनीय दावा यह है कि एक विघटित तारे से निकला गर्म मलबा उस आकाशगंगा से भी अधिक चमक सकता है जो ब्लैक होल को समेटे हुए है। यह इन घटनाओं को न केवल वैज्ञानिक रूप से समृद्ध बनाता है, बल्कि अवलोकन की दृष्टि से भी शक्तिशाली बनाता है। एक ऐसी आकाशगंगा जो अन्यथा शांत दिखाई देती है, अचानक अपने केंद्र में चल रही एक सक्रिय भोजन-घटना की उपस्थिति बता सकती है।

क्योंकि कोई भी दो tidal disruption घटनाएँ समान नहीं होतीं, इसलिए संभावित परिणामों की सीमा को मैप करने वाला सिमुलेशन कार्य विशेष रूप से मूल्यवान हो जाता है। इससे खगोलविद तय कर सकते हैं कि किसी फ्लेयर का आकार, समय या तीव्रता ब्लैक होल के द्रव्यमान, तारे की संरचना, या मुठभेड़ की कक्षीय बारीकियों को दर्शाती है।

बड़ा सबक यह है कि ब्लैक होल्स अक्सर अप्रत्यक्ष रूप से सामने आते हैं

ब्लैक होल शोध अक्सर अनुमान के सहारे आगे बढ़ता है। खगोलविद पास के पदार्थ के व्यवहार को देखते हैं और उस अदृश्य वस्तु का पुनर्निर्माण करते हैं जो उसे चला रही होती है। TDEs इस पैटर्न में पूरी तरह फिट बैठते हैं। एक तारे का विनाश एक अल्पकालिक बीकन बन जाता है जो एक अन्यथा अदृश्य गुरुत्वीय इंजन को उजागर करता है।

G2 का प्रसंग कभी एक छूटी हुई संभावना जैसा लगा था। पीछे मुड़कर देखें तो इसने समस्या को स्पष्ट किया: हर नज़दीकी पास अपेक्षित फ्लेयर नहीं पैदा करता, और खगोलविदों को यह समझने के लिए बेहतर मॉडलों की जरूरत है कि क्यों। यहाँ वर्णित नई सिमुलेशनें महाविशाल ब्लैक होल्स के आसपास तारकीय विनाश को एक ही पटकथा के बजाय परिणामों के एक परिवार की तरह देखकर इस समझ को आगे बढ़ाती हैं।

यह एक उपयोगी बदलाव है। यदि भविष्य के अवलोकनों में छिपे हुए ब्लैक होल्स के पास और तारों का फटना दिखता है, तो शोधकर्ताओं को यह समझने के लिए मजबूत मॉडलों की जरूरत होगी कि वे क्या देख रहे हैं। इस तरह के अध्ययन उस व्याख्यात्मक नक्शे को बनाने का हिस्सा हैं।

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