अभिलेखीय दूरबीन डेटा का उपयोग करना मिथुन उत्तर, खगोलविदों ने अब तक पाए गए सुपरमैसिव ब्लैक होल की सबसे भारी जोड़ी को मापा। दो महाविशाल ब्लैक होल का विलय एक ऐसी घटना है जिसकी लंबे समय से भविष्यवाणी की गई थी, लेकिन कभी देखी नहीं गई। यह विशाल जोड़ा इस बात का सुराग देता है कि ब्रह्मांड में ऐसी घटना क्यों असंभव लगती है।
लगभग हर विशाल आकाशगंगा के केंद्र में एक महाविशाल ब्लैक होल होता है। जब दो आकाशगंगाएँ विलीन हो जाती हैं, तो उनके ब्लैक होल एक द्विआधारी जोड़ी बना सकते हैं, यानी एक दूसरे के साथ एक बंधी हुई कक्षा में हो सकते हैं। यह अनुमान लगाया गया है कि इन बाइनरी जोड़ियों का समय के साथ विलय होना तय है, लेकिन ऐसा कभी नहीं देखा गया है। यह सवाल कि क्या ऐसी घटना संभव है, दशकों से खगोलविदों के बीच बहस का विषय रहा है।
खगोलविदों ने अण्डाकार आकाशगंगा B2 0402+379 में स्थित सुपरमैसिव बाइनरी ब्लैक होल का विश्लेषण करने के लिए हवाई में जेमिनी नॉर्थ टेलीस्कोप से डेटा का उपयोग किया, जो नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ फिजिक्स 'NOIRLab द्वारा संचालित जेमिनी इंटरनेशनल वेधशाला का आधा हिस्सा है। यह एकमात्र सुपरमैसिव बाइनरी ब्लैक होल है जिसे दोनों वस्तुओं को अलग-अलग देखने के लिए पर्याप्त विस्तार से देखा गया है, और यह सबसे कम दूरी का रिकॉर्ड रखता है जिसे सीधे मापा गया है, केवल 24 प्रकाश वर्ष। जबकि इतनी नज़दीकी दूरी एक शक्तिशाली विलय के लिए शुभ संकेत है, आगे की जांच से पता चला कि यह जोड़ी तीन अरब वर्षों से अधिक समय से इस दूरी पर अटकी हुई है, जिससे सवाल उठता है: देरी का कारण क्या है?
इस प्रणाली की गतिशीलता और इसके रुके हुए विलय को बेहतर ढंग से समझने के लिए, टीम ने जेमिनी नॉर्थ मल्टी-ऑब्जेक्ट स्पेक्ट्रोग्राफ (जीएमओएस) से अभिलेखीय डेटा की ओर रुख किया, जिसने उन्हें ब्लैक होल के आसपास के तारों के वेग को निर्धारित करने की अनुमति दी।
स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी में भौतिकी के प्रोफेसर और पेपर के सह-लेखक रोजर रोमानी ने कहा, "जीएमओएस की उल्लेखनीय संवेदनशीलता ने हमें आकाशगंगा के केंद्र के करीब पहुंचने पर सितारों की गति में वृद्धि को मैप करने की अनुमति दी।" "इसके लिए धन्यवाद, हम वहां मौजूद ब्लैक होल के कुल द्रव्यमान के बारे में निष्कर्ष निकालने में सक्षम थे।"
टीम का अनुमान है कि बाइनरी ब्लैक होल का द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान का 28 अरब गुना है, जिससे यह जोड़ी अब तक मापी गई सबसे भारी बाइनरी ब्लैक होल बन गई है। यह माप न केवल बाइनरी सिस्टम के गठन और इसकी मेजबान आकाशगंगा के इतिहास के लिए मूल्यवान संदर्भ प्रदान करता है, बल्कि लंबे समय से चले आ रहे सिद्धांत की भी पुष्टि करता है कि एक सुपरमैसिव बाइनरी ब्लैक होल का द्रव्यमान संभावित विलय को रोकने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
जेमिनी इंटरनेशनल ऑब्जर्वेटरी के एनएसएफ कार्यक्रम निदेशक मार्टिन स्टिल ने कहा, "जेमिनी इंटरनेशनल ऑब्जर्वेटरी डेटा संग्रह में अप्रयुक्त वैज्ञानिक खोजों की सोने की खान शामिल है।" "इस सुपरमैसिव बाइनरी ब्लैक होल के द्रव्यमान को मापना इस समृद्ध संग्रह की जांच करने वाले नए शोध के संभावित प्रभाव का एक शानदार उदाहरण है।"
यह समझने से कि यह बाइनरी कैसे बनी है, यह अनुमान लगाने में मदद मिल सकती है कि यह विलय होगा या नहीं - कई सुराग संकेत देते हैं कि यह जोड़ी कई आकाशगंगाओं के विलय से बनी है। सबसे पहले, बी2 0402+379 एक "जीवाश्म क्लस्टर" है, यानी, आकाशगंगाओं के पूरे समूह के तारों और गैस के एक विशाल आकाशगंगा में विलय का परिणाम है। इसके अलावा, दो सुपरमैसिव ब्लैक होल की उपस्थिति, उनके बड़े संयुक्त द्रव्यमान के साथ मिलकर, यह बताती है कि वे विभिन्न आकाशगंगाओं के कई छोटे ब्लैक होल के विलय से बने हैं।
गैलेक्टिक विलय के बाद, सुपरमैसिव ब्लैक होल आमने-सामने नहीं टकराते। इसके बजाय, वे एक सीमित कक्षा में स्थापित होकर, एक-दूसरे के पास से उड़ना शुरू कर देते हैं। प्रत्येक पास के साथ, ऊर्जा ब्लैक होल से आसपास के तारों में स्थानांतरित हो जाती है। ऊर्जा खोते हुए, यह जोड़ी तब तक और करीब आती जाती है जब तक कि वे प्रकाश वर्ष दूर न हो जाएं, जहां गुरुत्वाकर्षण विकिरण हावी हो जाता है और वे विलीन हो जाते हैं। इस प्रक्रिया को सीधे तारकीय-द्रव्यमान वाले ब्लैक होल के जोड़े में देखा गया है - पहला मामला 2015 में गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाने के कारण दर्ज किया गया था - लेकिन बाइनरी सुपरमैसिव सिस्टम में इसे कभी नहीं देखा गया है।
सिस्टम के अत्यधिक बड़े द्रव्यमान के बारे में नए ज्ञान के साथ, टीम ने निष्कर्ष निकाला कि बाइनरी सिस्टम की कक्षा को इतना धीमा करने के लिए कि उन्हें एक साथ करीब लाने के लिए बहुत बड़ी संख्या में तारों की आवश्यकता होगी। इस प्रक्रिया में, ऐसा प्रतीत होता है कि ब्लैक होल ने अपने आस-पास के लगभग सभी पदार्थों को बाहर निकाल दिया है, जिससे गैलेक्टिक कोर तारों और गैस से रहित हो गया है। जोड़ी की कक्षा को और धीमा करने के लिए कोई और सामग्री नहीं होने के कारण, उनका विलय अपने अंतिम चरण में रुक गया।
रोमानी कहते हैं, "हल्के ब्लैक होल जोड़े वाली आकाशगंगाओं में आमतौर पर जल्दी से करीब आने के लिए पर्याप्त तारे और द्रव्यमान होते हैं।" “चूँकि यह जोड़ी बहुत भारी है, इसलिए इसे काम पूरा करने के लिए बहुत सारे सितारों और गैस की आवश्यकता होती है। लेकिन बाइनरी ने ऐसे पदार्थ की केंद्रीय आकाशगंगा को साफ़ कर दिया, जिससे यह जम गया और हमारे अध्ययन के लिए उपलब्ध हो गया।"
क्या वे स्थिरता को दूर करेंगे और अंततः लाखों वर्षों में विलीन हो जाएंगे, या हमेशा के लिए कक्षीय अधर में रहेंगे, यह देखा जाना बाकी है। यदि वे विलीन हो जाते हैं, तो परिणामी गुरुत्वाकर्षण तरंगें तारकीय-द्रव्यमान वाले ब्लैक होल के विलय से उत्पन्न तरंगों की तुलना में 100 मिलियन गुना अधिक शक्तिशाली होंगी।
यह संभव है कि यह जोड़ी एक अन्य गैलेक्टिक विलय के माध्यम से इस अंतिम दूरी को पार कर सकती है, जो सिस्टम में अतिरिक्त सामग्री को सांस लेगी, या शायद एक तीसरा ब्लैक होल, जोड़ी की कक्षा को विलय करने के लिए पर्याप्त धीमा कर देगा। हालाँकि, जीवाश्म क्लस्टर के रूप में B2 0402+379 की स्थिति को देखते हुए, एक नई आकाशगंगा के विलय की संभावना नहीं है।
स्टैनफोर्ड स्नातक छात्र और पेपर के मुख्य लेखक तीर्थ सुरती ने कहा, "हम बी2 0402+379 के मूल के आगे के अध्ययन के लिए तत्पर हैं, जहां हम देखेंगे कि इसमें कितनी गैस है।" "इससे हमें इस बारे में अधिक जानकारी मिलेगी कि क्या सुपरमैसिव ब्लैक होल समय के साथ विलीन हो सकते हैं, या क्या वे एक बाइनरी सिस्टम के रूप में बने रहेंगे।"
यह भी पढ़ें: