10 में हमने ब्लैक होल के बारे में 2021 अजीबोगरीब बातें सीखीं

ब्लैक होल का अध्ययन करने वाले वैज्ञानिक यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि साल दर साल शानदार खोजें होंगी। 2021 इन अजीब गुरुत्वाकर्षण राक्षसों से संबंधित कई रोमांचक नए परिणामों के साथ कोई अपवाद नहीं था। आज हम सबसे रोमांचक पर विचार करेंगे खोज इस वर्ष ब्लैक होल और वे ब्रह्मांड के बारे में हमारी समझ को कैसे आगे बढ़ाते हैं।

सबसे तेज घूमने वाला ब्लैक होल

यहां तक ​​​​कि सबसे अधिक अध्ययन किए गए ब्लैक होल भी आश्चर्यचकित कर सकते हैं। फरवरी में, भौतिकविदों ने सिग्नस एक्स -1 प्रणाली के केंद्र में ब्रह्मांडीय राक्षस के गुणों के अपने अनुमानों को संशोधित किया, जो कि अस्तित्व में होने वाला पहला ब्लैक होल भी हुआ। सिग्नस X-1 ब्लैक होल, जिसे पहली बार लगभग 60 साल पहले खोजा गया था, पहले की तुलना में 50% अधिक विशाल, सूर्य के द्रव्यमान का 21 गुना और प्रकाश की गति के बहुत करीब परिक्रमा करते हुए, एक नया रिकॉर्ड स्थापित करते हुए पाया गया है। ब्लैक होल के लिए।

सिग्नस X-1 में ब्लैक होल लगभग 7200 प्रकाश-वर्ष दूर है और धीरे-धीरे अपने नीले सुपरजायंट साथी तारे को खा रहा है, जिससे शोधकर्ताओं को ऐसी प्रक्रियाओं में नई अंतर्दृष्टि मिल रही है।

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स्पेगेटीफाइड स्टार

जब कोई तारा ब्लैक होल के किनारे के बहुत करीब पहुंच जाता है, तो गुरुत्वाकर्षण बल उसे लंबे फिलामेंट्स में तोड़ देते हैं जो ब्लैक होल के मुंह में खींचे जाते हैं। यह प्रक्रिया, जिसे "स्पेगेटीफिकेशन" के रूप में जाना जाता है, प्रकाश उत्पन्न करती है क्योंकि तारकीय सामग्री घर्षण के माध्यम से गर्म होती है, जिससे खगोलविदों को इस भयानक कार्य को अपनी सारी महिमा में पकड़ने की इजाजत मिलती है। मई में, शोधकर्ताओं ने पहली बार एक तारे को देखा जो सूर्य के द्रव्यमान का 30 मिलियन गुना वजन वाले ब्लैक होल द्वारा कुचला और अवशोषित किया गया था और पृथ्वी से 750 मिलियन प्रकाश वर्ष आकाशगंगा के केंद्र में स्थित था।

स्पेगेटीफैक्शन के बारे में महत्वपूर्ण डेटा एकत्र करने के अलावा, अवलोकनों ने वैज्ञानिकों को स्टार के अवशोषण का एक अविश्वसनीय दृश्य बनाने में मदद की।

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LIGO ने हॉकिंग को सही साबित किया

जून में, लेजर इंटरफेरोमीटर ग्रेविटेशनल-वेव ऑब्जर्वेटरी (LIGO) के शोधकर्ताओं ने दो सुपरमैसिव ब्लैक होल को एक में विलीन होते देखा, और स्पेस-टाइम के कपड़े में तरंगों का विश्लेषण किया, जिसे गुरुत्वाकर्षण तरंगें कहा जाता है, जो ब्लैक होल के तेज गति से चलने के कारण होता है।

उन्होंने पाया कि परिणामी ब्लैक होल का सतह क्षेत्र पहले दो संयुक्त की तुलना में अधिक है। आश्चर्यजनक डेटा प्राप्त करने के अलावा, अध्ययन के परिणाम 1971 में ब्रिटिश खगोल भौतिक विज्ञानी स्टीफन हॉकिंग के एक अनुमान को साबित करने में मदद करते हैं, जिसे ब्लैक होल क्षेत्र प्रमेय के रूप में जाना जाता है। प्रमेय में कहा गया है कि ब्लैक होल का सतह क्षेत्र समय के साथ कम नहीं हो सकता है, आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत का उपयोग करके हॉकिंग द्वारा प्राप्त एक कानून। और एन्ट्रापी की उनकी समझ भी। जबकि शोध के परिणाम हॉकिंग के लिए एक जीत थे, उन्होंने भौतिकविदों को हैरान कर दिया। क्वांटम यांत्रिकी के अनुसार, ब्लैक होल सिकुड़ना और वाष्पित होना चाहिए, इसलिए यह स्पष्ट नहीं है कि हॉकिंग के नियम के साथ इसका मिलान कैसे किया जाए कि उनका सतह क्षेत्र हमेशा बढ़ना चाहिए।

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ब्लैक होल और न्यूट्रॉन स्टार का विलय

जून में, एलआईजीओ के साथ काम करने वाले शोधकर्ताओं ने घोषणा की कि पहली बार वे निश्चित थे कि उन्होंने ब्लैक होल को न्यूट्रॉन सितारों नामक कॉम्पैक्ट निकायों में विलय कर देखा था। ब्लैक होल के साथ, न्यूट्रॉन तारे एक विशाल तारे की मृत्यु का एक संभावित अंतिम परिणाम होते हैं, जब तारा सुपरनोवा के रूप में फट जाता है और अवशेषों को पीछे छोड़ देता है। हालांकि एलआईजीओ ने पहले ब्लैक होल और न्यूट्रॉन सितारों के बीच संभावित विलय के संकेत देखे हैं, इस साल सिर्फ दो संकेतों ने साबित कर दिया है कि इस तरह के विलय हो रहे हैं।

दोनों संकेतों को लगभग 2020 दिनों के अंतर से जनवरी 10 में पता चला था। पहले मामले में, एक ब्लैक होल जिसका द्रव्यमान सूर्य से छह गुना अधिक है, एक न्यूट्रॉन तारे को सूर्य के द्रव्यमान के डेढ़ गुना के साथ अवशोषित करता है, और दूसरे में, एक ब्लैक होल जिसका द्रव्यमान नौ गुना है। सूर्य और एक न्यूट्रॉन तारे का द्रव्यमान सूर्य से दोगुना है।

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प्रारंभिक ब्लैक होल तूफान का कारण बनते हैं

लगभग हर ज्ञात आकाशगंगा के केंद्र में एक सुपरमैसिव ब्लैक होल होता है, जो दो ब्रह्मांडीय पिंडों के बीच घनिष्ठ संबंध का सुझाव देता है। लेकिन वैज्ञानिक अभी भी यह नहीं समझ पाए हैं कि एक ब्लैक होल अपने गैलेक्टिक होस्ट को कैसे प्रभावित करता है। जून में प्रकाशित एक अध्ययन में पाया गया कि 13 अरब साल पुरानी आकाशगंगा से तेज गति वाली हवा चल रही है, जो लगभग ब्रह्मांड जितनी ही पुरानी है। यह एक गांगेय हवा का सबसे पहला खोजा गया उदाहरण है जो सुपरमैसिव ब्लैक होल से निकलती है क्योंकि वे आसपास की गैस और धूल को अवशोषित करते हैं।

इसके अलावा, लगभग 1,8 मिलियन किमी/घंटा की गति से चलने वाली शक्तिशाली हवाएं आकाशगंगा में सामग्री को उड़ाने के लिए पर्याप्त तेजी से आगे बढ़ रही हैं और संभवतः स्टार गठन में बाधा डालती हैं। इससे पता चलता है कि आकाशगंगाओं और उनके ब्लैक होल का एक प्राचीन और बहुत करीबी संबंध है।

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प्रकाश की गूँज आइंस्टीन को सही साबित करती है

इस साल ब्लैक होल पर विजय पाने वाले स्टीफन हॉकिंग अकेले नहीं थे। जुलाई में, खगोलविदों ने ज़्विकी सर्पिल आकाशगंगा के केंद्र में सुपरमैसिव ब्लैक होल से निकलने वाली एक्स-रे को फिल्माया, जो 1,8 बिलियन प्रकाश वर्ष दूर है। शोधकर्ताओं ने न केवल ब्लैक होल के सामने से आने वाले प्रकाश का पता लगाया, बल्कि वे प्रकाश की अजीबोगरीब गूँज भी खोजने में सक्षम थे जिनका वे पहले पता नहीं लगा सके।

वे ब्लैक होल के पीछे से आते हुए प्रतीत हुए, जिसका अर्थ है कि विशाल इकाई अंतरिक्ष-समय के ताने-बाने को इतना विकृत कर रही थी कि ब्लैक होल के एक तरफ से दूसरी तरफ प्रकाश खींचा जा रहा था। यह प्रक्रिया ठीक उसी तरह से मेल खाती है जो आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत से अपेक्षित होगी, लेकिन यह अभी तक निर्णायक रूप से खोजा नहीं जा सका है।

एलियंस ब्लैक होल की शक्ति का उपयोग कर सकते हैं

वैज्ञानिक तब तक अनुमान लगाने से नहीं डरते जब तक वे प्रासंगिक डेटा पर आधारित होते हैं। अगस्त में, ताइवान में खगोलविदों के एक समूह ने सुझाव दिया कि तकनीकी एलियंस ब्लैक होल से ऊर्जा प्राप्त कर सकते हैं, जो काल्पनिक मेगास्ट्रक्चर का उपयोग करते हैं, जिन्हें डायसन क्षेत्रों के रूप में जाना जाता है जो तारे को घेरते हैं। हालांकि ब्लैक होल को अंधेरा माना जाता है, लेकिन वे बड़ी मात्रा में ऊर्जा का उत्सर्जन करते हैं क्योंकि वे आसपास की सामग्री को खाते हैं, जिसे गर्म किया जाता है और प्रकाश के रूप में उत्सर्जित किया जाता है।

खगोलविदों ने सोचा कि क्या कोई अलौकिक प्रजाति अपने ऊर्जा विस्फोटों को अवशोषित करने के लिए एक ब्लैक होल के चारों ओर सौर पैनलों जैसे कक्षीय प्लेटफार्मों को कवर कर सकती है। चूंकि ब्लैक होल सितारों से छोटे होते हैं, इससे एलियंस निर्माण सामग्री पर बचत कर सकेंगे और संभावित रूप से उन्हें अविश्वसनीय मात्रा में ऊर्जा स्टोर करने की अनुमति मिल जाएगी।

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भटकते हुए ब्लैक होल हमारी आकाशगंगा में बस सकते हैं

आकाशगंगा के बाहरी इलाके में लगभग 12 सुपरमैसिव, अदृश्य ब्लैक होल छिपे हो सकते हैं। यह निष्कर्ष अगस्त में पहुंचा, जब शोधकर्ताओं ने आकाशगंगा टकराव के एक नए अनुकरण के परिणाम प्रकाशित किए। इस तरह की विशाल घटनाओं के दौरान, गुरुत्वाकर्षण बल सूर्य से लाखों या अरबों गुना अधिक वजन वाले सुपरमैसिव ब्लैक होल को उड़ने और अंतरिक्ष की गहरी गहराई में घूमने का कारण बन सकते हैं।

उनमें से कुछ अंततः हमारी तरह आकाशगंगाओं के प्रभामंडल में बस सकते हैं, और आकाशगंगा के आकार का आकाशगंगा औसत लगभग 12 आकाशगंगाओं का है। खगोलविदों को यह पता लगाने की उम्मीद है कि इन खोए हुए दिग्गजों को उनके सिमुलेशन की सटीकता को सत्यापित करने के लिए कैसे खोजा जाए।

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ब्लैक होल की निकटतम जोड़ी का पता चला है

दिसंबर में, दूरबीनों ने हमारे ग्रह के निकटतम ब्लैक होल जोड़े के अस्तित्व का प्रमाण दर्ज किया, जो पृथ्वी से लगभग 89 मिलियन प्रकाश वर्ष की दूरी पर नक्षत्र कुंभ राशि में एक दूसरे की परिक्रमा करते हैं। ब्लैक होल की पिछली रिकॉर्ड जोड़ी इससे पांच गुना अधिक दूर है, जिसका अर्थ है कि वैज्ञानिकों के पास ऐसी प्रणालियों का पहले की तुलना में अधिक विस्तार से अध्ययन करने का अवसर है। दोनों के दोनों सदस्य भारोत्तोलक हैं - बड़े वाले का द्रव्यमान लगभग 154 मिलियन सूर्य है, और छोटा वाला हमारे तारे से 6,3 मिलियन गुना अधिक विशाल है।

वे केवल 1600 प्रकाश-वर्ष की दूरी पर एक-दूसरे की परिक्रमा करते हैं - ब्रह्मांडीय मानकों द्वारा एक छोटा सा और एक अन्य रिकॉर्ड जो इंगित करता है कि 250 मिलियन वर्षों में वे एक विशाल ब्लैक होल में विलीन हो जाएंगे।

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एक ब्लैक होल अपनी आकाशगंगा के लिए बहुत बड़ा है

लगभग 820 प्रकाश वर्ष दूर हमारी परिक्रमा कर रही एक छोटी आकाशगंगा में कुछ अजीब सा प्रतीत होता है। बौनी आकाशगंगा लियो I, जो मिल्की वे से 50 गुना छोटी है, एक सुपरमैसिव ब्लैक होल की मेजबानी करती है, जिसमें मिल्की वे के केंद्र में ब्लैक होल के समान द्रव्यमान होता है। खगोलविदों को आश्चर्य है कि इतनी छोटी आकाशगंगा में इतना बड़ा ब्लैक होल कैसे समाप्त हो गया।

ऑस्टिन में टेक्सास विश्वविद्यालय में खगोल विज्ञान में स्नातक छात्र मारिया जोस बस्टामांटे ने एक बयान में कहा, "बौने गोलाकार आकाशगंगाओं में इस प्रकार के ब्लैक होल के अस्तित्व के लिए कोई स्पष्टीकरण नहीं है।" ब्लैक होल और आकाशगंगाओं के विकास के लिए इसका क्या अर्थ है, इसे समझने के लिए हमें अगले कुछ वर्षों तक इंतजार करना होगा।

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