नासा (NASA) की चन्द्र एक्स-रे प्रयोगशाला (Chandra X-ray Observatory) के द्वारा किये गये नये अध्ययन से पता …]]>

नासा (NASA) की चन्द्र एक्स-रे प्रयोगशाला (Chandra X-ray Observatory) के द्वारा किये गये नये अध्ययन से पता चला है कि कृष्ण छिद्र या ब्लैक होल ब्रह्माण्ड के सर्वाधिक ईंधन कुशल इंजन हैं। हरे कृष्ण छिद्र कितने कुशल हैं, इस बात के प्रत्यक्ष आँकलन के द्वारा यह अंतर्दृष्ट हो जाता है कि काले कृष्ण छिद्र कैसे ऊर्जा उत्पन्न करते हैं और उनसे अनका वातावरण कैसे प्रभावित होता है।

X-ray, Radio, Infrared Image of NGC 4696. (Credit: X-ray: NASA/CXC/KIPAC/S.Allen et al; Radio: NRAO/VLA/G.Taylor; Infrared: NASA/ESA/McMaster Univ./W.Harris)

चन्द्र की नयी खोज से यह पता चलता है कि महापरिमाण (supermassive) वाले कृष्ण छिद्र की ओर गिरते पदार्थ के द्वारा अधिकांश मुक्त की गयी ऊर्जा कृष्ण छिद्र से दूर जाती लगभग प्रकाश की गति से चल रही उच्च ऊर्जा धाराओं (jets) के रूप में होती है। इस बात को समझने का एक महत्वपूर्ण चरण है कि ऐसी धाराएँ कैसे कृष्ण छिद्र के घटना क्षितिज के पास गैस की चुम्बकीय डिस्क (magnetized disks) से प्रारम्भ की जा सकती हैं।

मुख्य लेखक स्टीव एलेन (Steve Allen, Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology at Stanford University, and Stanford Linear Accelerator Center) कहते हैं कि किसी वाहन जैसे कार की भाँति कृष्ण छिद्र की ईंधन कुशलता को समझना महत्वपूर्ण है। इस जानकारी के बिना हम यह पता नहीं कर सकते की ढकने  (hood) के नीचे क्या चल रहा है, तो आइए बात करते हैं कि इंजन क्या कर सकते हैं।

एलेन और उनकी मंडली ने चन्द्र का प्रयोग करके अण्डाकार मंदाकिनियों (elliptical galaxies) के केन्द्र पर नौ (9) महापरिमाण वाले कृष्ण छिद्रों का अध्ययन किया है।

यह कृष्ण छिद्र क्वासर (quasar) की अपेक्षाकृत पुराने हैं और बहुत कम विकिरण पैदा करते हैं, तीव्रता से बढ़ते महापरिमाण वाले कृष्ण छिद्रों को बहुत पहले ब्रह्माण्ड में देखा गया था। आश्चर्य हुआ जब चन्द्र के परिणामों ने दिखाया कि ये सभी “शांत” कृष्ण छिद्र उच्च-ऊर्जा कणों की धाराओं में अत्यधिक ऊर्जा उत्पन्न करते हैं, यह दृश्य प्रकाश या एक्स-रे से भी अधिक होती है। ये धाराएँ मंदाकिनी के भीतर गर्म गैस में विशालकाय बुलबुले या गड्ढे (cavities) बनाती हैं।

निम्न दो चरणों में ऊर्जा पैदा करने वाले कृष्ण छिद्र की कुशलता की गणना की जा सकती है: प्रथम, मंदाकिनी के भीतरी क्षेत्रों के चित्रों का प्रयोग करके यह आँकलन करते हैं कि कृष्ण छिद्र के लिए कितना ईंधन शेष है; द्वितीय, इन्हीं चित्रों का प्रयोग करके यह गणना की जाती है कि गड्ढे पैदा करने के लिए कितनी शक्ति की आवश्यकता पड़ेगी।

सह-लेखक क्रिस्टोफ़र रेनॉल्डस (Christopher Reynolds, University of Maryland, College Park) ने कहा “यदि एक कार इन्ही कृष्ण छिद्रों की भाँति ईंधन कुशल थी, तो इसे सैद्धांतिक रूप से गैस के एक गैलेन में एक अरब मील की दूरी तय करना चाहिए था।”

नयी जानकारियाँ दी गयीं हैं कि कैसे कृष्ण छिद्र इंजन इतनी चरम कुशलता प्राप्त करते हैं। थोड़ी-सी गैस पहले कृष्ण छिद्रों को आकर्षित करती है, जो कि बाद मे कृष्ण छिद्र के बहुत पास पहुँचने से पूर्व ही ऊर्जावान गतिविधि द्वारा दूर बहा दी जाती है। किन्तु एक महत्वपूर्ण अंश अंतत: घटना क्षितिज पर पहुँच जाता है जहाँ पर यह उच्च क्षमता के साथ धाराओं को शक्तिवान कर देता है। अध्ययन से यह भी संकेत मिलता है कि पदार्थ कई लाख वर्ष तक एक स्थिर दर से कृष्ण छिद्रों की ओर बहता है।

एलेन, जो Office of Science of the Department of Energy से अनुदान प्राप्त कर रहे हैं, बताते हैं कि “ये कृष्ण छिद्र बहुत ही कुशल हैं, किन्तु ये स्वयं के लिए पुन: ईंधन जमा करने में बहुत लम्बा समय लेते हैं।”

यह नया अध्ययन दर्शाता है कि कृष्ण छिद्र एक अन्य महत्वपूर्ण रूप से हरे हैं। धाराओं द्वारा गर्म गैस को स्थानांतरित ऊर्जा इसे ठण्डा होने से बचाती है, इस प्रकार लाखों नये नक्षत्रों का जन्म नहीं होता है। यह बड़ी-बड़ी मंदाकनियों के वृद्धि को सीमित कर देती है और मंदाकिनीय विस्तार को रोककर उन्हें पड़ोसी से जुड़ने (भिड़ने) नहीं देती है।

ये परिणाम Royal Astronomical Society के मासिक सूचनाओं के अगले अंकों में प्रकट (appear) होंगे। NASA का Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala. ‘Science Mission Directorate’ के अभिकरण (agency) के लिए चन्द्र कार्यक्रम का प्रबंधन करता है। Smithsonian Astrophysical Observatory चन्द्र एक्स-रे केन्द्र (Chandra X-ray Center, Cambridge, Mass. ) से विज्ञान और उड़ान संचालन करती है।

290 लाख प्रकाशवर्ष दूर स्थित गैलेक्सी में उपस्थित आश्चर्यजनक रूप से चमकीला पिण्ड एक नये प्रकार का …]]>

290 लाख प्रकाशवर्ष दूर स्थित गैलेक्सी में उपस्थित आश्चर्यजनक रूप से चमकीला पिण्ड एक नये प्रकार का ब्लैक होल (कृष्ण छिद्र) हो सकता है।

वैज्ञानिक यह स्पष्ट करने का प्रयास कर रहे हैं कि मध्यवर्ती द्रव्यमान वाले कृष्ण छिद्र वास्तव में उपस्थित हैं, ऐसे कृष्ण छिद्र हल्के होते हैं और कम प्रकाश उत्सर्जित करते हैं। एक बिल्कुल नया पिण्ड dubbed HLX-1 इस प्रकार के कृष्ण छिद्रों का एक बढ़िया विकल्प है।

अभी खगोलशास्त्री मानते हैं कि दो प्रकार के कृष्ण छिद्र पाये जाते हैं।

एक ऐसे जिन्हें छोटा होने के कारण तारकीय द्रव्यमान (stellar-mass) कृष्ण छिद्र कहा जाता है, ये समाप्त होते तारों से बनते हैं और इनका द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान से 20-30 गुना होता है। दूसरे वे होते हैं जिन्हें अति तारकीय द्रव्यमान (supermassive) वाले कृष्ण छिद्र कहा जाता है, यह अधिकांशत: आकाशगंगा (galaxy) के मध्य में उपस्थित होते हैं और इनका द्रव्यमान सौर द्रव्यमान से लाखों-करोड़ों गुना अधिक होता है।

Philip Kaaret, Astrophysicist, University of lowa, ने कहा है कि प्रकृति इतने भारी भरकम कृष्ण छिद्र बनाती है, तारे से कृष्ण छिद्र बनने में लगने वाला समय बहुत लम्बा है अर्थात् इस अंतराल में क्या होता है हमें बहुत कम पता है।

नया कृष्ण छिद्र “ठीक है?”

सभी कृष्ण छिद्र अपने आस-पास उपस्थित द्रव्य को स्वयं में समाहित करते हुए बढ़ते हैं। यह दिखते हैं क्योंकि इसमें समाहित होता द्रव्य सिकुड़ते हुए और भी अधिक गर्म और प्रकाश उत्सर्जित करने वाला हो जाता है।

कृष्ण छिद्र में द्रव्य के समाहित होने की एक निश्चित सीमा है। जब कृष्ण छिद्र के गुरुत्व (gravity) का खिंचाव (pull) समाहित हो रहे द्रव्यमान के विकिरण (radiation) के दबाव (push) के समान मान का हो जाता है तो इस बिन्दु पर कृष्ण छिद्र में कोई द्रव्यमान समाहित नहीं होता है।

अत: स्पष्ट हो जाता है कि एक कृष्ण छिद्र कितना प्रकाश उत्सर्जित कर सकता है इसकी एक निश्चित सीमा है।

सैद्धांतिक रूप से, एक मध्यवर्ती भार वाले कृष्ण छिद्र globular clusters कहलाने वाले बूढ़े तारों के घने समूहों के भीतर बन सकते हैं। फ्रांस में Centre d’Etude Spatiale des Rayonnements के खगोलशास्त्री Natalie Webb द्वारा किये गये अध्य्यन ने यह स्पष्ट किया है।

ऐसे clusters में, एक stellar-mass कृष्ण छिद्र मध्यवर्ती भार वाले कृष्ण छिद्र में परिवर्तित हो सकता है क्योंकि आस-पास उपस्थित गैसों और धूल कणों के आपसी खिंचाव के कारण ये आपस में टकराते और विलय (collide and merge) हो जाते हैं।

University of Iowa के Kaaret भी विचार है कि प्रारम्भिक ब्रह्माण्ड की गैस युक्त गहराई (gas-rich depths) में मध्यवर्ती भार वाले कृष्ण छिद्रों का विकास हुआ होगा, जब सितारे आधुनिक नक्षत्रों की तुलना में अधिक द्रव्यमान प्राप्त कर सकते थे।

पूर्वावलोकन द्वारा प्राप्त पिण्ड stellar-mass कृष्ण छिद्रों की अपेक्षा अधिक प्रकाशमान हैं। अन्य गुणों को ध्यान में रखते हुए प्रकाश की तीव्रता यह बताती है कि ऐसे पिण्ड ब्लैक होल के विकास के मध्य चरण में हैं।

सिद्ध करने में कठिनाई:

HLX-1 एक ऐसा ही पिण्ड है जो कि x-rays में बहुत अधिक प्रकाशमान है। खगोलशास्त्री मानते हैं कि यह सूर्य से 500 गुना अधिक द्रव्यमान वाला हो सकता है।

Sean Farrell जो कि इस अध्ययन के प्रमुख हैं, का कहना है कि यह पिण्ड पिछले सभी देखे गये मध्यवर्ती भार वाले पिण्डों की अपेक्षा 10 गुना अधिक प्रकाशमान है।

लेकिन किसी भी ज्ञात पिण्ड की पुष्टि करना एक बहुत बड़ी चुनौती है। Kaaret ने कहा कि आपको साथी नक्षत्र (companion star) को देखना होगा जो कि ब्लैक होल की चमक और उसकी धरती से दूरी को बड़ी कठिनाई से बता पाएगा।

Olivier Godet (University of Leicester, U.K.) का कहना है कि आपको लौह उत्सर्जन (iron emission) भी देखना होगा जो कि कृष्ण छिद्र में समाहित द्रव्य की अव्यवस्थित (odd) गुरुत्व प्रभाव के द्वारा विकृत (distort) होता दिखायी देगा। किन्तु अभी ऐसे यंत्र इतने अच्छे नहीं हैं कि ऐसे उत्सर्जन को जाँच पायें।

अध्ययन प्रमुख Farrell ने कहा कि अगली पीढ़ी के यंत्र इतने सक्षम होंगे कि वे ऐसे पिण्डों से होने वाले विकृत लौह उत्सर्जन को खोज निकालेंगे और पराबैंगनी उत्सर्जन को भाँप पायेंगे।

हमारे लिए यह अगला चरण है, और तब तक के लिए यह विश्वसनीय लगता है।