James Webb Space Telescope मधून समोर आलेल्या सर्वात कठीण कोड्यांपैकी एक म्हणजे सुरुवातीच्या विश्वाने गॅलॅक्सीज वेगाने तयार केल्या एवढेच नाही, तर त्या गॅलॅक्सीजपैकी काहींमध्ये मानक अपेक्षांपेक्षा खूपच मोठे ब्लॅक होल्स असल्यासारखे दिसते. आता एक नवा अभ्यास ब्रह्मांडीय पहाटे हे "overmassive" ब्लॅक होल्स कसे तयार झाले असतील याचे एक संभाव्य स्पष्टीकरण देतो.
JWST ने उघड केलेला विसंगतीचा मुद्दा
जवळच्या विश्वात, खगोलशास्त्रज्ञांना एक supermassive black hole चा द्रव्यमान आणि त्याच्या host galaxy चा तारकीय द्रव्यमान यांच्यात तुलनेने स्थिर संबंध दिसतो. साधारणपणे, ब्लॅक होल हा तारकीय द्रव्यमानाच्या सुमारे 0.1% ते 0.5% इतकाच हिस्सा असतो, विशेषतः elliptical आणि bulge-dominated गॅलॅक्सीजमध्ये. या नियमिततेमुळे ब्लॅक होल्स आणि गॅलॅक्सीज एकमेकांसोबत कमोबमीत समकालिक पद्धतीने वाढले, या कल्पनेला बळ मिळाले.
उच्च-रेडशिफ्ट विश्वावर JWST च्या दृष्टिकोनाने हे चित्र बिघडवले. विश्वाच्या पहिल्या एक-दोन अब्ज वर्षांतील गॅलॅक्सीजमध्ये संशोधकांना असे supermassive black holes आढळले जे अनेकदा त्यांच्या host galaxies च्या द्रव्यमानाच्या 10% ते 30% पर्यंत होते. काही अत्यंत "Little Red Dots" मध्ये, अंदाजे ब्लॅक होल द्रव्यमान host galaxies च्या तारकीय द्रव्यमानांपेक्षाही जास्त होते. या प्रणालींना आता overmassive black hole galaxies, किंवा OBGs, असे संबोधले जाते.
नव्या संशोधनातून सुचवलेला उपाय
How Overmassive Black Holes Formed at Cosmic Dawn या शीर्षकाचा नवा शोधनिबंध The Astrophysical Journal Letters मध्ये प्रकाशित होणार आहे आणि सध्या arXiv वर उपलब्ध आहे. United Arab Emirates University चे Muhammad Latif यांच्या नेतृत्वाखालील हे काम, ब्लॅक होल्स आणि गॅलॅक्सीज परस्पर जोडलेल्या आहेत ही कल्पना सोडून न देता, इतके मोठे ब्लॅक होल्स इतक्या लवकर कसे उदयास आले हे स्पष्ट करण्याचा प्रयत्न करते.
या अभ्यासाचे मुख्य महत्त्व असे की, JWST ने दिलेल्या निरीक्षणात्मक धक्क्याला साजेसे करण्यासाठी तो सिद्धांत अद्ययावत करण्याचा प्रयत्न करतो. खगोलशास्त्रज्ञांना टेलिस्कोपकडून आश्चर्यांची अपेक्षा होती, पण या सुरुवातीच्या ब्लॅक होल्सच्या प्रमाणाने अधिक खोल पुनर्विचार करायला भाग पाडले आहे. जर सुरुवातीच्या विश्वात मानक co-evolution चित्र आता चालत नसेल, तर गॅलॅक्सी assembly, ब्लॅक होल growth, किंवा दोन्हींच्या मॉडेल्समध्ये सुधारणा करावी लागेल.
ब्लॅक होल्सपलीकडे हा मुद्दा का महत्त्वाचा आहे
हा फक्त द्रव्यमान गुणोत्तरांचा अरुंद लेखापरीक्षणाचा प्रश्न नाही. गॅलॅक्सीज आणि त्यांच्या केंद्रातील ब्लॅक होल्स यांच्यातील संबंध आधुनिक astrophysics च्या केंद्रस्थानी आहे. तो तारे तयार होणे, वायूचा प्रवाह, radiation feedback, आणि Big Bang नंतर रचना कोणत्या वेगाने उभी राहिली, याबाबत शास्त्रज्ञ कसे विचार करतात यावर परिणाम करतो. जर सुरुवातीचे ब्लॅक होल्स आपल्या गॅलॅक्सीजपेक्षा अशा मोठ्या फरकाने वाढू शकत होते, तर पहिल्या मोठ्या संरचना उभारण्याचे मार्ग अधिक असमान, अधिक जलद, किंवा अधिक विशेषीकृत असावेत.
म्हणूनच OBG समस्येकडे इतके लक्ष गेले आहे. JWST ने केवळ अपेक्षेपेक्षा लवकर ब्लॅक होल्स शोधले नाहीत. त्याने असे प्रणाली शोधल्या ज्या क्षेत्रातील सर्वात उपयुक्त अनुभवाधारित नियमांपैकी एकाचे उल्लंघन करत असल्यासारख्या दिसतात. त्या प्रणाली असामान्यपणे कार्यक्षम ब्लॅक होल growth, असामान्यपणे उशिरा होणारी stellar buildup, किंवा मानक मॉडेल्स नीट पकडू न शकलेली काही संयोजना यांमधून तयार झाल्या का, हे स्पष्ट करण्यासाठी सैद्धांतिक काम आता वेगाने सुरू आहे.
कोड्याची सद्यस्थिती
स्रोत अहवाल प्रस्तावित mechanism मधील प्रत्येक घटक उलगडत नाही, पण हा शोधनिबंध नेमके काय करायचा प्रयत्न करतो हे स्पष्ट करतो: विश्वाच्या अगदी सुरुवातीच्या गॅलॅक्सीजमध्ये ब्लॅक होल्स असमानपणे इतके प्रचंड कसे झाले, हे समजावणे. तेच JWST कडे वैज्ञानिक प्रतिसादातील एक महत्त्वाचा टप्पा आहे. आता निरीक्षणात्मक आश्चर्यांना केवळ सामान्य अचंब्याने नव्हे, तर लक्ष्यित सिद्धांताने प्रतिसाद दिला जात आहे.
पुढची कसोटी अशी असेल की नवे model फक्त एक-दोन टोकाची उदाहरणे नव्हे, तर JWST सतत उघड करत असलेल्या सुरुवातीच्या ब्लॅक होल प्रणालींच्या व्यापक लोकसंख्येचेही स्पष्टीकरण देऊ शकेल का. तसे झाले, तर ब्रह्मांडीय पहाटेचे सुसंगत चित्र पुन्हा मिळवायला मदत होऊ शकते. तसे न झाल्यास, टेलिस्कोपची निरीक्षणे पहिल्या गॅलॅक्सीज आणि पहिल्या supermassive black holes कसे अस्तित्वात आले, याबद्दलच्या विद्यमान कल्पनांवर दबाव ठेवत राहतील.
कोणत्याही परिस्थितीत दिशा स्पष्ट आहे: JWST ने cosmology ला दुरुस्तीच्या टप्प्यात ढकलले आहे, आणि सुरुवातीच्या काळातील प्रचंड ब्लॅक होल्स हे त्यामागचे सर्वात महत्त्वाचे कारणांपैकी एक आहेत.
हा लेख Universe Today च्या वृत्तांकनावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.
Originally published on universetoday.com