प्राचीन ब्लैक होल ने तोड़ा ब्रह्मांडीय 'गति सीमा', कई सिद्धांतों को दी चुनौती

संयुक्त राज्य अमेरिका - इख़बारी समाचार एजेंसी

प्राचीन ब्लैक होल ने तोड़ा ब्रह्मांडीय नियम, त्वरित विकास के रहस्य उजागर

एक ऐसी खोज में जो प्रारंभिक ब्रह्मांड की हमारी समझ को फिर से आकार दे सकती है, खगोलविदों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने ID830 नामक एक विशाल ब्लैक होल की पहचान की है, जो स्थापित भौतिकी के नियमों को धता बताने वाला अभूतपूर्व व्यवहार प्रदर्शित कर रहा है। यह क्वासर, जो ब्रह्मांड के सुदूर अतीत में स्थित है, न केवल ब्लैक होल वृद्धि के लिए सैद्धांतिक 'गति सीमा' को पार कर रहा है, बल्कि एक साथ तीव्र एक्स-रे और रेडियो तरंग विकिरण का उत्सर्जन भी कर रहा है—एक दोहरी घटना जिसे पहले खगोलीय रूप से असंभव माना जाता था।

ID830, ब्रह्मांड के प्रारंभिक काल में पनपने वाले सुपरमैसिव ब्लैक होल (SMBH) का एक ज्वलंत उदाहरण है। अनुमान है कि लगभग 12 अरब साल पहले, जब ब्रह्मांड की आयु वर्तमान आयु का केवल 15% थी, तब इसका द्रव्यमान 440 मिलियन सौर द्रव्यमान था। यह विशाल आकार इसे हमारे अपने मिल्की वे गैलेक्सी के केंद्र में स्थित SMBH, Sagittarius A* से 100 गुना से भी अधिक भारी बनाता है।

रहस्य यह है कि ID830 ने ब्रह्मांड के इतिहास में इतनी जल्दी इतने विशाल आयाम कैसे प्राप्त किए। आम तौर पर, ब्लैक होल 'एडdington सीमा' नामक एक स्व-विनियमन प्रक्रिया के अधीन होते हैं, जो पदार्थ को ग्रहण करने की उनकी दर को सीमित करती है। यह सीमा इसलिए उत्पन्न होती है क्योंकि जब ब्लैक होल गैस और धूल को खींचते हैं, तो यह पदार्थ एक घूमते हुए एक्रिशन डिस्क का निर्माण करता है। जबकि गुरुत्वाकर्षण पदार्थ को ब्लैक होल में खींचता है, गिरता हुआ पदार्थ विकिरण दबाव भी उत्पन्न करता है जो बाहर की ओर धकेलता है, जिससे और अधिक एक्रिशन में बाधा आती है। यह संतुलन प्रभावी रूप से ब्लैक होल की विकास दर पर एक सीमा लगाता है।

हालांकि, ID830 इस सीमा को काफी हद तक लांघता हुआ प्रतीत होता है। इसकी एक्स-रे चमक से पता चलता है कि यह एडdington सीमा के लगभग 13 गुना दर पर पदार्थ को जमा कर रहा है। विकास के इस तीव्र चरण को 'सुपर-एडdington एक्रिशन' कहा जाता है। शोधकर्ता इस ब्रह्मांडीय लालच को समझाने के लिए कई तंत्र प्रस्तावित करते हैं। जैसा कि टेक्सास विश्वविद्यालय के खगोलशास्त्री एंथनी टेलर बताते हैं, 'यह पूरी तरह से संभव है कि एक ब्लैक होल विकिरण दबाव के जमा होकर एक्रिशन दर को सीमित करने से पहले, थोड़े समय के लिए एडdington सीमा से अधिक तेजी से पदार्थ का उपभोग कर सके।' इसके अतिरिक्त, एक ब्लैक होल अपने भूमध्यरेखीय डिस्क से पदार्थ को जमा करने में सक्षम हो सकता है, जबकि विकिरण दबाव अपने ध्रुवों से पदार्थ को बाहर निकालता है, जिससे पदार्थ के प्रवाह के प्रति सीधा विरोध कम हो जाता है।

प्रारंभिक ब्रह्मांड में ऐसे विशाल और सक्रिय ब्लैक होल का अस्तित्व जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) के हालिया निष्कर्षों के अनुरूप है। JWST ने खुलासा किया है कि SMBH आश्चर्यजनक रूप से तेजी से और उल्लेखनीय रूप से प्रारंभिक ब्रह्मांडीय युगों में विकसित हुए, जिसने पिछली अपेक्षाओं को धता बता दिया। एक प्रमुख परिकल्पना यह बताती है कि इन प्रारंभिक SMBH के 'बीज' ब्रह्मांड के इतिहास के पहले और सबसे विशाल सितारों—पॉपुलेशन III सितारों—के ढहने से उत्पन्न हुए, जो एक हजार सौर द्रव्यमान से अधिक वजन वाले ब्लैक होल बना सकते थे।

फिर भी, इन भारी 'बीजों' को भी यदि वे केवल एडdington सीमा पर ही जमा हो रहे हों, तो अपने देखे गए आकारों तक पहुंचने के लिए अविश्वसनीय रूप से लंबे समय, संभवतः लाखों वर्षों की आवश्यकता होगी। यह अवलोकनों को सैद्धांतिक मॉडलों के साथ सुसंगत बनाने के लिए सुपर-एडdington विकास को अनिवार्य बनाता है। शोधकर्ताओं की गणनाओं से पता चलता है कि ID830 ने शायद हाल ही में बहुत करीब आए एक बड़े खगोलीय पिंड, जैसे कि एक विशालकाय तारा या एक महत्वपूर्ण गैस बादल, के सेवन से प्रेरित गैस के अचानक प्रवाह के माध्यम से अपनी विशाल वृद्धि हासिल की हो।

जो चीज ID830 की तस्वीर को और जटिल बनाती है, वह है एक्स-रे और रेडियो तरंगों दोनों का इसका एक साथ उत्सर्जन। माना जाता है कि सुपर-एडdington एक्रिशन ऐसी उत्सर्जन को दबाता है, विशेष रूप से शक्तिशाली रेडियो जेट जो अक्सर ब्लैक होल से जुड़े होते हैं। यह अप्रत्याशित सह-अस्तित्व भौतिक प्रक्रियाओं की ओर इशारा करता है जो अभी तक चरम एक्रिशन और जेट लॉन्चिंग के मौजूदा मॉडलों द्वारा पूरी तरह से कैप्चर नहीं की गई हैं।

माना जाता है कि एक्स-रे उत्सर्जन 'कोरोना' नामक एक संरचना से उत्पन्न होता है—एक अत्यंत गर्म प्लाज्मा बादल जो प्रकाश की गति के करीब गति से ब्लैक होल की परिक्रमा करता है। माना जाता है कि यह कोरोना एक्रिशन डिस्क के भीतर तीव्र चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा उत्पन्न होता है, जो अरबों डिग्री के ऊर्जावान कणों का एक अशांत बादल बनाता है। नासा इस क्षेत्र को 'ब्रह्मांड के सबसे चरम भौतिक वातावरणों में से एक' के रूप में वर्णित करता है।

सामूहिक रूप से, ID830 के नियम तोड़ने वाले व्यवहार बताते हैं कि यह अति-उपभोग और जोरदार उत्सर्जन के एक दुर्लभ संक्रमणकालीन चरण से गुजर रहा है। इस तीव्र भोजन विस्फोट ने इसके सापेक्षिक जेटों और इसके कोरोना दोनों को ऊर्जावान बना दिया है, जिससे ID830 बड़ी मात्रा में विकिरण को बाहर निकालते हुए कई तरंग दैर्ध्य पर चमक रहा है। ऐसे चरम पिंडों का अध्ययन न केवल प्रारंभिक ब्रह्मांड के रहस्यमय SMBH को समझने में हमारी मदद करता है, बल्कि मौलिक भौतिकी के नए और अप्रत्याशित पहलुओं को भी प्रकट कर सकता है।

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