हबल आणि वेबने ओमेगा सेंटॉरीचा पहिला तारकीय-भाराचा कृष्णविवर शोधला

हबल आणि वेब यांनी अखेर ओमेगा सेंटॉरीतील “गहाळ” कृष्णविवरांपैकी एक उघड केला

मिल्की वेमधील सर्वाधिक अभ्यासलेल्या तारकागुच्छांपैकी एकाबाबत दीर्घकाळ चाललेल्या कोड्याचे निराकरण करणारा, ओमेगा सेंटॉरीतील पहिला निश्चित तारकीय-भाराचा कृष्णविवर खगोलशास्त्रज्ञांनी ओळखला आहे. २४ जुलै रोजी प्रसिद्ध झालेल्या कव्हरेजमध्ये दिलेल्या या शोधासाठी नासाच्या हबल स्पेस टेलिस्कोपमधील दोन दशकांहून अधिक जुन्या संग्रहित निरीक्षणांचा आणि जेम्स वेब स्पेस टेलिस्कोपमधील अलीकडील मोजमापांचा संगम वापरण्यात आला.

ओमेगा सेंटॉरीने अनेक वर्षे कृष्णविवर संशोधनात एक विचित्र स्थान व्यापले होते. पृथ्वीपासून सुमारे १८,००० प्रकाशवर्षे दूर सेंटॉरस तारकासमूहात असलेला हा समूह मिल्की वेमधील सर्वात मोठा ज्ञात गोलकीय तारागुच्छ आहे. यात सुमारे १ कोटी तारे सुमारे १५० प्रकाशवर्षे रुंद प्रदेशात दाटीवाटीने भरलेले आहेत. अशा वातावरणात अनेक तारकीय-भाराचे कृष्णविवर असायला हवे, जे महाकाय तारे सुपरनोव्हा स्फोटांमध्ये आपले आयुष्य संपवल्यानंतर मागे उरतात, असे मॉडेल्सनी सूचित केले होते. तरीही खगोलशास्त्रज्ञांना यापूर्वी ओमेगा सेंटॉरीमध्ये त्या अपेक्षित लोकसंख्येचा थेट पुरावा मिळाला नव्हता.

त्या अनुपस्थितीमुळे हा समूह खगोलभौतिकीय विचित्रता बनला. २०२४ मध्ये, हबल निरीक्षणांतून समूहाच्या केंद्रस्थानी एक मध्यम-भाराचा कृष्णविवर असल्याचे पुरावे मिळाले. पण सिद्धांताने अजूनही सूचित केले की या प्रणालीत लहान कृष्णविवरांची मोठी लोकसंख्या असायला हवी. स्रोत अहवालानुसार, सध्याची मॉडेल्स ओमेगा सेंटॉरीमध्ये सुमारे १०,००० तारकीय-भाराची कृष्णविवरे असू शकतात असे सांगतात. नव्याने ओळखलेली वस्तू त्या पूर्ण संख्येचे उत्तर देत नाही, पण “गहाळ” वर्ग अस्तित्वात आहे हे निश्चित करते.

डेटाचा दीर्घ कालावधी निर्णायक ठरला

नव्याने ओळखलेल्या वस्तूला oMEGACat BH-2 असे नाव देण्यात आले आहे. आत पडणाऱ्या पदार्थातून होणाऱ्या तेजस्वी उत्सर्जनावर अवलंबून न राहता निरीक्षण पथकाने हालचालीला मुख्य संकेत म्हणून वापरले. कृष्णविवरे स्वतःहून दृश्यमान प्रकाश उत्सर्जित करत नाहीत, त्यामुळे खगोलशास्त्रज्ञांना त्यांचे अस्तित्व अनेकदा अप्रत्यक्षपणेच शोधावे लागते. एक मार्ग म्हणजे अभिवाही पदार्थातून येणाऱ्या एक्स-रे किंवा रेडिओ खुणा शोधणे. दुसरा म्हणजे एखादी लपलेली विशाल वस्तू दृश्यमान साथीदार तारा किंवा शेजारच्या तार्‍यांच्या हालचालींवर कसा परिणाम करते ते मोजणे.

या प्रकरणात, पथकाने अॅस्ट्रोमेट्रिक मोजमापांचा वापर करून वेळेनुसार तार्‍यांच्या स्थितींतील सूक्ष्म बदलांचा मागोवा घेतला. २००२ ते २०२३ या कालावधीतील निरीक्षणांचा पाया वाढवून आणि हबलच्या नोंदी वेबच्या Near-Infrared Camera मधील डेटाशी एकत्र करून, संशोधकांना अदृश्य साथीभोवती फिरणाऱ्या एका तार्‍याची कक्षा अधिक अचूकपणे ठरवता आली. ती अदृश्य वस्तू तारकीय-भाराच्या कृष्णविवराइतकी मोठी निघाली.

स्रोत म्हणतो की याआधीच्या एका पथकाने हीच दुहेरी प्रणाली न्यूट्रॉन तारा असल्याचे समजले होते. विस्तारित डेटासेटमुळे ते चित्र बदलले. अधिक दीर्घ कालावधी आणि अधिक अचूक स्थितीमोजमापांमुळे युटा-नेतृत्वाखालील पथकाला लपलेल्या वस्तूच्या वस्तुमानावर अधिक काटेकोर मर्यादा घालता आल्या आणि कृष्णविवर हेच अधिक योग्य जुळते हे दाखवता आले.

ओमेगा सेंटॉरीचे महत्त्व काय

गोलकीय तारागुच्छ हे दाट तारकीय प्रणाली असून संकुचित वस्तू कशा तयार होतात, परस्पर क्रिया करतात आणि काळाच्या ओघात कशा टिकून राहतात याची चाचणी घेण्यासाठी नैसर्गिक प्रयोगशाळा आहेत. जर अशा वातावरणात मोठ्या संख्येने तारकीय-भाराची कृष्णविवरे बांधलेली राहिली, तर ती समूहाच्या अंतर्गत गतिशास्त्रावर, तार्‍यांच्या हालचाली आणि दुहेरी प्रणाल्यांच्या उत्क्रांतीसह, प्रभाव टाकू शकतात. त्यामुळे ओमेगा सेंटॉरीमध्ये निश्चित झालेले कृष्णविवर हे केवळ एक वेगळे आकर्षण नाही. सिद्धांत अपेक्षित असलेल्या कृष्णविवर लोकसंख्येचा किमान काही भाग हा समूह टिकवून ठेवत असावा याचा तो पुरावा ठरतो.

ओमेगा सेंटॉरी हा गोलकीय तारागुच्छांमध्येही असामान्य मानला जात असल्यामुळे हा निष्कर्ष विशेष महत्त्वाचा आहे. त्याचा आकार आणि गुंतागुंत यामुळे तो फक्त एक मोठा तारागुच्छ आहे की एखाद्या विस्कळीत बटू आकाशगंगेचा उरलेला केंद्रभाग आहे, यावर वारंवार वाद झाले आहेत. त्यातील संकुचित वस्तूंच्या साठ्याबाबतचा कोणताही थेट पुरावा, ही प्रणाली नेमकी काय आहे आणि ती कशी उत्क्रांत झाली याचे भौतिक चित्र अधिक स्पष्ट करतो.

पिढ्यांमधील वेधशाळा एकत्र आणण्याचे व्यावहारिक महत्त्वही या शोधातून दिसून येते. हबलच्या दीर्घ संग्रहामुळे अनेक दशकांत हळूहळू होणारी कक्षीय हालचाल दिसण्यासाठी आवश्यक आधार मिळाला, तर वेबने नव्या, उच्च-गुणवत्तेच्या मोजमापांद्वारे तो उपाय अधिक परिष्कृत केला. अधिक संवेदनशील उपकरणे आणि वेगवेगळ्या तरंगलांबी वापरून जुनी उद्दिष्टे पुन्हा तपासली जात असल्याने अशा क्रॉस-मिशन खगोलशास्त्राचे महत्त्व वाढत चालले आहे.

एका कृष्णविवरापासून मोठ्या गणनेपर्यंत

ओमेगा सेंटॉरीमध्ये एक तारकीय-भाराचे कृष्णविवर सापडले म्हणजे मोठे कोडे संपले असे नाही. अशा हजारो वस्तू सुचवणारी मॉडेल्स किमान साधारणपणे योग्य असतील, तर खगोलशास्त्रज्ञांसमोर अजूनही बरेच काम आहे. पण नव्या शोधाने प्रश्नाचे स्वरूप बदलले आहे. हा समूह तारकीय-भाराच्या कृष्णविवरांपासून पूर्णपणे रिकामा आहे का, हा प्रश्न आता उरलेला नाही; त्याऐवजी संशोधक आता विचारू शकतात की ती किती आहेत, ती कशी वितरित आहेत, आणि त्यांना ओळखणे इतके कठीण का होते.

उत्तर सिद्धांताइतकेच तंत्रावरही अवलंबून असू शकते. गर्दीच्या तारकीय क्षेत्रांत शांत कृष्णविवरे वेगळी काढणे अवघड असते, विशेषतः ती सक्रियपणे पदार्थ खेचत नसतील आणि म्हणूनच स्पष्ट उच्च-ऊर्जा उत्सर्जनही निर्माण करत नसतील. अचूक अॅस्ट्रोमेट्रीमुळे अदृश्य साथींचा गुरुत्वीय प्रभाव थेट दिसणाऱ्या तार्‍यांवर मोजून ती लपलेली लोकसंख्या उघड करता येते.

जर आणखी शोध लागले, तर ते दाट तारकीय प्रणालींमध्ये कृष्णविवर निर्मिती आणि त्यांना टिकवून ठेवण्याबाबतच्या स्पर्धात्मक मॉडेल्सची चाचणी घेण्यास मदत करू शकतात. क्लस्टरमधील परस्पर क्रिया संकुचित दुहेरी प्रणाल्यांच्या दीर्घकालीन टिकण्यावर कसा परिणाम करते, हे समजून घेण्यातही ते उपयोगी पडतील. ओमेगा सेंटॉरीसाठी आतापर्यंतच्या तुलनेत लहान नमुना देखील अधिक ठोस अनुभवजन्य आधार देईल.

सध्या oMEGACat BH-2 चा शोध हा एक महत्त्वाचा टप्पा आहे, कारण त्याने सैद्धांतिक अपेक्षेला निरीक्षित वास्तवात रूपांतरित केले आहे. अनेक वर्षे ओमेगा सेंटॉरी अपेक्षित अवशेषांच्या एका संपूर्ण वर्गापासून वंचित असल्यासारखा दिसत होता; आता खगोलशास्त्रज्ञांनी त्या लपलेल्या लोकसंख्येतील पहिला निश्चित सदस्य शोधला आहे. व्यापक मोजणी अद्याप अपूर्ण आहे, पण शोध आता तर्कवितर्कांपासून थेट शोधापर्यंत पोहोचला आहे.

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