मिल्की वे के सुपरमैसिव ब्लैक होल में एक आश्चर्यजनक चुंबकीय व्यक्तित्व है - फिजिक्स वर्ल्ड

आकाशगंगा के केंद्र में सुपरमैसिव ब्लैक होल के आसपास का चुंबकीय क्षेत्र पहली बार देखा गया है। खगोलशास्त्री इसका उपयोग कर रहे हैं घटना क्षितिज टेलीस्कोप (ईएचटी) क्षेत्र की व्यवस्थित प्रकृति से आश्चर्यचकित हो गए हैं, जो ब्लैक होल धनु ए * के आसपास के अत्यंत हिंसक वातावरण में मौजूद है। अध्ययन से उस महत्वपूर्ण भूमिका की बेहतर समझ हो सकती है जो ब्लैक होल आसपास के पदार्थ को कैसे खिलाता है, उसमें चुंबकीय क्षेत्र निभाता है।

यह दूसरी बार है कि ईएचटी ने किसी महाविशाल ब्लैक होल के चुंबकीय क्षेत्र का अवलोकन किया है। 2021 में इसने आकाशगंगा के केंद्र में ब्लैक होल के क्षेत्र का पता लगाया मेसियर 87 (एम 87)।

माना जाता है कि सुपरमैसिव ब्लैक होल प्लाज्मा से घिरे होते हैं जो गुरुत्वाकर्षण रसातल में घूम रहा है। यह एक शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र बनाता है, जो गिरने वाली सामग्री के साथ संपर्क कर सकता है। यह त्वरित करने वाली सामग्री रेडियो तरंगों सहित प्रचुर मात्रा में विकिरण उत्सर्जित करती है जो स्थानीय चुंबकीय क्षेत्र द्वारा ध्रुवीकृत होती हैं।

वैश्विक नेटवर्क

ईएचटी रेडियो दूरबीनों का एक वैश्विक नेटवर्क है जो इस ध्रुवीकरण को माप सकता है और इसलिए ब्लैक होल के आसपास के चुंबकीय क्षेत्र का मानचित्रण कर सकता है।

धनु A* का वजन लगभग 6.6 मिलियन सौर द्रव्यमान है - जो कि विशाल M87 से एक हजार गुना कम है। इस भारी अंतर के बावजूद, ईएचटी खगोलशास्त्री दोनों वस्तुओं के चुंबकीय क्षेत्र की समानता से आश्चर्यचकित थे।

"हमें चुंबकीय क्षेत्र के कुछ हस्ताक्षर मिलने की उम्मीद थी क्योंकि हम जानते हैं कि धनु A * अभी भी बहुत धीरे-धीरे भोजन कर रहा है," कहते हैं ज़िरी युंसी यूनिवर्सिटी कॉलेज लंदन के, जो ईएचटी टीम के सदस्य हैं। "हमने यह अनुमान नहीं लगाया था कि ध्रुवीकरण का पैटर्न M87 के आकारिकी के समान होगा।"

सभी महाविशाल ब्लैक होल जो पदार्थ एकत्रित करते हैं, उनमें एक चुंबकीय क्षेत्र होने की उम्मीद की जाती है जो उनकी अभिवृद्धि डिस्क में अंतर्निहित होता है। फ़ील्ड को घटना क्षितिज के ठीक बाहर प्लाज्मा में स्थिर किया जाता है और फिर ब्लैक होल के घूमने से इसे बढ़ाया जाता है। धनु A* की तुलना में M87 ब्लैक होल प्लाज्मा की एक बड़ी अभिवृद्धि डिस्क के साथ बहुत सक्रिय है।

प्रवाह को नियंत्रित करना

दोनों वस्तुओं के चुंबकीय क्षेत्र में भंवर जैसी विन्यास में चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं होती हैं (आंकड़ा देखें)। रेखाएँ एक-दूसरे के जितनी करीब होंगी, चुंबकीय क्षेत्र उतना ही मजबूत और व्यवस्थित होगा। यूनुसी का अनुमान है कि धनु A* की चुंबकीय क्षेत्र की ताकत रेफ्रिजरेटर चुंबक के बराबर है। हालांकि यह ज्यादा नहीं लग सकता है, लेकिन यह एकत्रित प्लाज्मा के प्रवाह को प्रभावित करने के लिए पर्याप्त मजबूत है - जिससे ब्लैक होल के फ़ीड को नियंत्रित करने में मदद मिलती है।

दो चुंबकीय क्षेत्रों की संरचनाओं में स्पष्ट समानता ने कुछ खगोलविदों को अन्य संभावित समानताओं के बारे में आश्चर्यचकित कर दिया है।

M87 का ब्लैक होल अपने सापेक्ष जेट के लिए उल्लेखनीय है। यह कणों की कसकर संघटित किरण है जो चुंबकीय क्षेत्र द्वारा अभिवृद्धि डिस्क से ऊपर की ओर आती है और प्रकाश की गति के करीब बाहर की ओर त्वरित होती है। एक जेट वस्तु के घूर्णन अक्ष के साथ दिखाई देता है और यह संभव है कि दूसरा विपरीत दिशा में विस्तारित हो।

चुंबकीय संरचना में समानता को देखते हुए, यह संभव है कि धनु A* सापेक्षतावादी जेटों की भी मेजबानी कर सकता है जो अब तक अज्ञात रहे हैं।

रहस्यमय बुलबुले

दरअसल, ऐसे जेट आकाशगंगा के रहस्यमय फर्मी बबल्स का स्रोत हो सकते हैं। ये आवेशित कणों के दो विशाल समूह हैं जो आकाशगंगा के तल से 25,000 प्रकाश वर्ष ऊपर और नीचे उठते हैं। अनुमानतः कुछ मिलियन वर्ष पुराने हैं, वे आकाशगंगा केंद्र से उत्पन्न होते हैं, लेकिन उनका कारण अनिश्चित है।

हालाँकि, यूनसी बताते हैं कि एक जेट अत्यधिक संघटित होता है, जबकि फर्मी बुलबुले एक व्यापक क्षेत्र में फैले होते हैं और लगभग एक विस्फोट की तरह होते हैं। और जबकि वह दो ब्लैक होल के बीच समानता को "उत्सुक" मानते हैं, युंसी बताते हैं भौतिकी की दुनिया उनका यह संदेह कि हमारी आकाशगंगा के ब्लैक होल में एक जेट है।

वे कहते हैं, ''कोई थोड़ी स्वतंत्रता ले सकता है और इसकी अत्यधिक व्याख्या कर सकता है और कह सकता है कि शायद यह इस बात का सबूत है कि जेट हो सकता है।'' "या ऐसा हो सकता है कि हमें भविष्य में उच्च रिज़ॉल्यूशन पर बेहतर डेटा की आवश्यकता होगी और शायद हम देखेंगे कि ध्रुवीकरण पैटर्न थोड़ा बदल जाता है।"

तेजी से परिवर्तन

M87 53 मिलियन प्रकाश वर्ष दूर है, और इसकी ब्लैक-होल अभिवृद्धि डिस्क बहुत बड़ी है, इसलिए उन दो कारकों का मतलब है कि हम इसे कम समय सीमा में बहुत अधिक बदलते नहीं देखते हैं। धनु A* लगभग 26,000 प्रकाश-वर्ष की दूरी पर हमारे बहुत करीब है, और इसकी बहुत छोटी अभिवृद्धि डिस्क का मतलब है कि EHT मिनटों और घंटों के दौरान अभिवृद्धि डिस्क को बदलते हुए देख सकता है।

2022 में जारी सैजिटेरियस ए* (चमक, ध्रुवीकरण नहीं) की पहली छवि, ब्लैक होल का एक समय-औसत दृश्य थी, और यूनसी बताते हैं कि यह सिर्फ एक संयोग हो सकता है कि समय-औसत छवि की चुंबकीय क्षेत्र M87 के समान दिखता है, जिसका अर्थ है कि जेट की खोज व्यर्थ हो सकती है।

यूनसी कहते हैं, "धनु ए* बहुत तेजी से बदल रहा है, इसलिए छवि में दिखाई देने वाली संरचना में बहुत अधिक अनिश्चितता है।" “हमें कुछ दीर्घकालिक निगरानी की आवश्यकता है, क्योंकि अभी हम जो देख रहे हैं वह महज एक अस्थायी घटना हो सकती है जो M87 की तरह दिखती है और वास्तव में यह सामान्य समय-औसत स्थिति का प्रतिनिधि नहीं है। हो सकता है कि अगले कुछ सालों में ये छवि काफ़ी बदल जाए.''

यदि मौसम अनुकूल रहा, तो ईएचटी हर साल धनु A* का अवलोकन करता है, हाल ही में इस अप्रैल में। यह M87 के ब्लैक होल पर भी नजर रख रहा है और अन्य आकाशगंगाओं में सुपरमैसिव ब्लैक होल का पता लगाने की कोशिश कर रहा है। जितना अधिक ब्लैक होल देखे जाएंगे, उतना ही अधिक हमें पता चलेगा कि क्या धनु A* और M87 के ब्लैक होल वास्तव में विशिष्ट उदाहरण हैं।

टिप्पणियों का वर्णन दो पत्रों में किया गया है Astrophysical जर्नल लेटर्स. एक कागज ध्रुवीकरण माप को शामिल करता है और दूसरा उनके निहितार्थों का वर्णन करता है.

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• स्रोत: https://physicsworld.com/a/milky-ways-supermassive-black-hole-has-a-surprising-magnetic-personality/