आतापर्यंत दिसलेला सर्वात प्राचीन झगमगणारा क्वासार प्रारंभीच्या कृष्णविवर सिद्धांतांना आव्हान देतो

कोस्मिक पहाटेतील एक क्वासार खूप नंतरच्या वस्तूसारखा वागत आहे

बिग बँगनंतर सुमारे 850 दशलक्ष वर्षांनी अस्तित्वात असलेल्या एका दूरस्थ क्वासारमधील झगमगाट खगोलशास्त्रज्ञांनी शोधला आहे, ज्यामुळे तो आतापर्यंत ओळखला गेलेला सर्वात प्राचीन झगमगणारा क्वासार ठरला आहे. J0439+1634 म्हणून ओळखला जाणारा हा घटक, तरुण विश्वात अतिभारी कृष्णविवरे कशी वाढत होती याची संशोधकांना दुर्मीळ झलक देत आहे, आणि हा प्रारंभिक संकेत दीर्घकाळ गृहीत धरलेल्या काही अपेक्षांना अस्वस्थ करत आहे.

दिलेल्या स्रोत मजकुरानुसार, क्वासारच्या बदलत्या प्रकाशाने हे उघड केले की त्याच्या केंद्रातील कृष्णविवराभोवती एक सपाट, पॅनकेकसारखी अभिवृद्धी डिस्क आहे. खगोलशास्त्रज्ञ अशी रचना साधारणपणे विश्वाच्या नंतरच्या काळातील अधिक परिपक्व क्वासारांशी जोडतात. विश्वइतिहासाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यांत, संशोधकांना अपेक्षा होती की कृष्णविवरे अधिक गोंधळलेली दिसतील, अधिक फुगलेल्या आणि कमी स्थिर डिस्कांसह, ज्या तीव्र वाढ आणि अस्थिरतेने घडवल्या जातील.

त्याऐवजी, J0439+1634 आश्चर्यकारकरीत्या लवकर एका सुव्यवस्थित अवस्थेत पोहोचल्यासारखे दिसते. हे केवळ क्वासार कॅटलॉगमध्ये आणखी एक दूरचे दीपस्तंभ जोडणे नाही. विश्व सुरू झाल्यानंतर इतक्या लवकर प्रचंड वस्तुमानाची कृष्णविवरे कशी जमली, या कोड्याला ते अधिक तीक्ष्ण करते.

खगोलशास्त्रज्ञांनी नेमके काय पाहिले

दिलेल्या मजकुरानुसार, ही वस्तू MIT आणि इतर संस्थांतील खगोलशास्त्रज्ञांनी शोधली. J0439+1634 प्रथम हबल स्पेस टेलिस्कोपच्या प्रतिमांमध्ये दूरच्या आकाशगंगेचा भाग म्हणून दिसली, जिच्यावर समोरच्या एका आकाशगंगेने गुरुत्वीय लेन्सिंग केले होते. त्या लेन्सिंग परिणामामुळे हा क्वासार अतिशय मोठ्या काल-अंतरावरून दिसून आला, आणि तो सुमारे 12.8 अब्ज वर्षांपूर्वी कसा दिसत होता, ते दाखवले.

संशोधकांना आढळले की क्वासार झगमगत आहे. ती बदलती चमक महत्त्वाची आहे, कारण ती कृष्णविवरात फिरत-फिरत जाणाऱ्या पदार्थाच्या भौतिक रचनेबद्दल संकेत देते. या प्रकरणात, बदलत्या प्रकाशाने तुलनेने पातळ, सपाट अभिवृद्धी डिस्क सूचित केली, फुगलेल्या, अतिशय विस्कळीत डिस्कपेक्षा. स्रोत मजकुरात उद्धृत MIT च्या Kavli Institute for Astrophysics and Space Research मधील जीन ल्यूंग यांनी सांगितले की कोस्मिक पहाटेतील अनेक क्वासार सापडले असले, तरी खगोलशास्त्रज्ञांनी प्रत्यक्ष झगमगणारा क्वासार पाहण्याची ही पहिलीच वेळ आहे.

ही पहिली गोष्ट महत्त्वाची आहे, कारण झगमगाट हा केवळ मनोरंजक संकेत नाही. तो एक निदानात्मक सूचक आहे. तो संशोधकांना कृष्णविवराभोवतीच्या पोषण क्षेत्राचा आकार आणि भूमिती समजून घेण्यास मदत करतो, आणि त्यामुळे अशी प्रणाली स्थिर मांडणीत किती लवकर येते याबद्दलची गृहितके तपासता येतात.

डिस्कचा आकारच खरा धक्का आहे

क्वासारांना आसपासच्या पदार्थावर ताव मारणारी अतिभारी कृष्णविवरे ऊर्जा पुरवतात. वायू आणि धूळ अभिवृद्धी डिस्कमधून आत पडतात, गरम होतात आणि प्रचंड ऊर्जा विकिरित करतात. अनेक प्रकरणांत, ही प्रक्रिया ऊर्जायुक्त पदार्थाचे जेट्सही अवकाशात सोडते. स्रोत मजकुरात J0439+1634 मध्ये सूर्याच्या वस्तुमानाच्या अब्जो पटीने जास्त वस्तुमान असलेले कृष्णविवर असल्याचे वर्णन केले आहे, म्हणजेच विश्वइतिहासात इतक्या लवकर समजावून सांगणे कठीण असलेला एक प्रचंड घटक.

खगोलशास्त्रज्ञांची अपेक्षा अशी होती की प्रारंभीच्या विश्वातील कृष्णविवरे अजूनही निर्मितीच्या रौद्र टप्प्यात असतील. जर पदार्थ अतिशय वेगाने आत पडत असेल आणि प्रणाली अजूनही टोकाच्या परिस्थितीत उभी राहत असेल, तर डिस्क जाड, अधिक विस्कळीत आणि कमी स्थिर असू शकते. एक सपाट डिस्क काही वेगळेच सांगते: आपण तिला तेजस्वी क्वासार म्हणून पाहू शकतो त्या क्षणापूर्वीच कृष्णविवराने आपला सर्वात गोंधळाचा वाढीचा टप्पा पार केला असावा.

स्रोत मजकुरात MIT भौतिकशास्त्रज्ञ अॅना-क्रिस्टिना आयलर्स यांच्या टिप्पणींनी हा अर्थ अधिक बळकट केला आहे. कृष्णविवरांसाठी अपेक्षित असलेले हिंसक, जलद-वाढीचे टप्पे अतिशय लवकरच घडतात, आणि खगोलशास्त्रज्ञ त्यांना त्यांच्या प्रकाशमान क्वासार अवस्थेत पकडण्यापूर्वीच ते संपतात, अशी उभरती प्रतिमा असू शकते, असे त्या सांगतात. दुसऱ्या शब्दांत, एखादा कोस्मिक-पहाट क्वासार सखोल अभ्यासासाठी पुरेसा दिसू लागेपर्यंत तो सिद्धांताने एकेकाळी सूचित केले त्यापेक्षा अधिक संरचनात्मकदृष्ट्या परिपक्व दिसू शकतो.

प्रारंभीच्या विश्व खगोलशास्त्रातील एक खोल समस्या

हा शोध आधुनिक खगोलशास्त्रातील सर्वात सतत विचारल्या जाणाऱ्या प्रश्नांपैकी एक थेट उचलतो: अतिभारी कृष्णविवरे इतक्या पटकन कशी तयार झाली? विश्वाचे वय 13.8 अब्ज वर्षे आहे, आणि J0439+1634 हे त्या इतिहासातील केवळ 850 दशलक्ष वर्षांच्या टप्प्यावर पाहिले जात आहे. तरीही त्यात आधीच अब्जो सूर्यवस्तुमानाच्या पातळीवरील कृष्णविवर आणि नंतरच्या क्वासारांसारखी डिस्क भूमिती आहे.

हे संयोजन कठीण आहे, कारण ते दोन यशांना एका अल्प काळात दाबते. पहिल्यांदा, कृष्णविवराने प्रचंड वस्तुमान मिळवले पाहिजे. दुसऱ्यांदा, आसपासचा पदार्थप्रवाह तुलनेने पातळ डिस्कमध्ये संघटित झाला पाहिजे. जर त्या युगात ही दोन्ही गोष्टी आधीच खरी असतील, तर मग कृष्णविवरांच्या बीजा काही मॉडेल्स गृहीत धरतात त्यापेक्षा मोठ्या सुरू झाल्या असाव्यात, किंवा अभिवृद्धी विलक्षण कार्यक्षमतेने झाली असावी, किंवा प्रारंभीच्या कृष्णविवर उत्क्रांतीचा कालक्रम सुधारावा लागेल.

दिलेला स्रोत मजकूर या शक्यतांचे निराकरण करत नाही, आणि कोणत्याही जबाबदार पुनर्लेखनाने तसे करू नये. पण तो एक स्पष्ट निष्कर्ष समर्थित करतो: J0439+1634 मुळे असे मानणे अधिक कठीण होते की सर्व प्रारंभीचे क्वासार अजूनही उघडपणे विस्कळीत वाढीच्या अवस्थेतच अडकले होते. किमान काही क्वासार आश्चर्यकारकपणे पटकन सुव्यवस्थित, उच्च-दीप्तिमान प्रणालींमध्ये बदलले असावेत.

कृष्णविवरांच्या पलीकडे झगमगाट का महत्त्वाचा आहे

क्वासार हे एकाकी कुतूहल नाहीत. त्यांचे केंद्रातील इंजिन आजूबाजूच्या आकाशगंगांवर परिणाम करू शकते. पदार्थ कृष्णविवराकडे पडताना निर्माण होणारी ऊर्जा जवळच्या वायूवर परिणाम करू शकते, तारानिर्मिती बदलू शकते, आणि व्यापक वातावरण घडवू शकते. त्यामुळे प्रारंभीच्या क्वासार क्रियाशीलतेचा काळ आणि स्वरूप समजून घेणे हे तरुण आकाशगंगांचा विकास समजून घेण्याचाही भाग आहे.

J0439+1634 सारखी वस्तू जर लवकरच सुव्यवस्थित आणि तेजस्वी झाली असेल, तर तिचा आजूबाजूच्या पदार्थावर परिणामही कदाचित लवकर सुरू झाला असेल किंवा अपेक्षेपेक्षा वेगळ्या प्रकारे घडला असेल. स्रोत मजकुरात कृष्णविवर क्रियाशीलता शेजारील भागांतील तारानिर्मितीवर परिणाम करू शकते, असे नमूद केले आहे. त्यामुळे क्वासारचा झगमगाट हा केवळ खगोलभौतिकीय तपशील राहत नाही. तो विश्वाच्या अगदी सुरुवातीच्या युगांनंतर रचना कोणत्या गतीने उभी राहिली, याचा एक संकेत आहे.

हा शोध time-domain astronomy चे महत्त्वही अधोरेखित करतो, जी वस्तू एकाच स्नॅपशॉटमध्ये कशा दिसतात यापेक्षा त्या काळानुसार कशा बदलतात हे पाहते. क्वासारची तेजस्विता कधी वाढते-कमी होते, यावरून अन्यथा लपून राहणारी अंतर्गत रचना उघड होऊ शकते. या प्रकरणात, बदलत्या प्रकाशाने दूरच्या प्रकाशबिंदूला विश्वनिर्मितीतील एका केंद्रीय समस्येचे पुरावे बनवले.

मोठ्या परिणामांसह छोटा संकेत

J0439+1634 एकट्याने कृष्णविवर निर्मितीचा इतिहास पुन्हा लिहीत नाही. पण तो एक ठळक बंधन घालतो. आता कोणत्याही यशस्वी मॉडेलने अशा प्रारंभीच्या विश्वातील क्वासारसाठी जागा ठेवावी लागेल, जो केवळ बिग बँगनंतर विलक्षण लवकर अस्तित्वात आला नव्हता, तर असा झगमगला की जो आश्चर्यकारकपणे परिपक्व अभिवृद्धी डिस्क सूचित करतो.

म्हणूनच हा शोध उठून दिसतो. खगोलशास्त्रज्ञ केवळ त्या वस्तूच्या दूरस्थतेचा उत्सव साजरा करत नाहीत. तरुण विश्वाने आपल्या काही सर्वात टोकाच्या इंजिनांना अपेक्षेपेक्षा जलद बांधून स्थिर केले असावे, या शक्यतेला ते सामोरे जात आहेत. 12.8 अब्ज वर्षे उशिराने येणारा क्वासारचा प्रकाश एक आव्हान घेऊन येत आहे: या दिग्गजांना घडवणारी प्रक्रिया अनेक मॉडेल्सने मान्य केले त्यापेक्षा अधिक लवकर आणि अधिक कार्यक्षम होती असावी.

सध्या, J0439+1634 हे एकमेव पण शक्तिशाली उदाहरण आहे. त्याच्या झगमगाटाने कोस्मिक पहाटेसाठी एक नवीन निरीक्षण-खिडकी उघडली आहे आणि अतिभारी कृष्णविवरे कशी निर्माण होतात यावरील सिद्धांतांसाठी मापदंड उंचावला आहे. खगोलशास्त्रात, मोठा बदल अनेकदा अशाच प्रकारे सुरू होतो: पूर्ण उत्तराने नाही, तर वेळापत्रकानुसार वागण्यास नकार देणाऱ्या एका हट्टी वस्तूपासून.

हा लेख Universe Today च्या वार्तांकनावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.