ब्लैक होल क्यों टिमटिमाते हैं? वैज्ञानिकों ने पता लगाने के लिए 5,000 स्टार-ईटिंग बीहेमोथ का अध्ययन किया

ब्लैक होल क्यों टिमटिमाते हैं? वैज्ञानिकों ने पता लगाने के लिए 5,000 स्टार-ईटिंग बीहेमोथ का अध्ययन किया

समय टिकट: 9 फरवरी, 2023 10:00 पूर्वाह्न

ब्लैक होल्स खगोलविदों के मानकों से भी विचित्र चीजें हैं। उनका द्रव्यमान इतना अधिक है, यह उनके चारों ओर अंतरिक्ष को इतनी मजबूती से मोड़ देता है कि कुछ भी बच नहीं सकता, यहां तक ​​कि स्वयं प्रकाश भी।

और फिर भी, उनके प्रसिद्ध कालेपन के बावजूद, कुछ काला छेद काफी दिखाई दे रहे हैं। ये गैलेक्टिक वैक्युम निगलने वाली गैस और तारों को छेद में अपनी एकतरफा यात्रा से पहले एक चमकदार डिस्क में चूसा जाता है, और ये डिस्क पूरी आकाशगंगाओं की तुलना में अधिक चमक से चमक सकती हैं।

अजीब अभी भी, ये ब्लैक होल टिमटिमाते हैं। चमकदार डिस्क की चमक में दिन-प्रतिदिन उतार-चढ़ाव हो सकता है, और कोई भी पूरी तरह से निश्चित नहीं है कि क्यों।

मेरे सहयोगियों और मैंने पांच साल तक आकाश में सबसे तेजी से बढ़ते ब्लैक होल के 5,000 से अधिक को देखने के नासा के क्षुद्रग्रह रक्षा प्रयास का समर्थन किया, यह समझने की कोशिश में कि यह टिमटिमाहट क्यों होती है। में में एक नया पेपर प्रकृति खगोल विज्ञान, हम अपने उत्तर की रिपोर्ट करते हैं: घर्षण और तीव्र गुरुत्वाकर्षण और चुंबकीय क्षेत्र द्वारा संचालित एक प्रकार की अशांति।

विशाल स्टार-ईटर

हम सुपरमैसिव ब्लैक होल का अध्ययन करते हैं, जो आकाशगंगाओं के केंद्र में स्थित हैं और लाखों या अरबों सूर्य के रूप में बड़े पैमाने पर हैं।

हमारी अपनी आकाशगंगा, मिल्की वे, के केंद्र में इन दिग्गजों में से एक है, जिसका द्रव्यमान लगभग चार मिलियन सूर्य है। अधिकांश भाग के लिए, 200 बिलियन या इतने ही तारे जो शेष आकाशगंगा (हमारे सूर्य सहित) को बनाते हैं, केंद्र में ब्लैक होल के चारों ओर खुशी से परिक्रमा करते हैं।

हालांकि, सभी आकाशगंगाओं में चीजें इतनी शांतिपूर्ण नहीं हैं। जब आकाशगंगाओं के जोड़े गुरुत्वाकर्षण के माध्यम से एक-दूसरे को खींचते हैं, तो कई सितारे अपनी आकाशगंगा के ब्लैक होल के बहुत करीब आ सकते हैं। यह सितारों के लिए बुरी तरह से समाप्त होता है: वे फटे और भस्म हो जाते हैं।

हमें विश्वास है कि ऐसा ब्लैक होल वाली आकाशगंगाओं में हुआ होगा जिनका वजन एक अरब सूर्य के बराबर होता है, क्योंकि हम कल्पना नहीं कर सकते कि वे इतने बड़े कैसे हो सकते थे। यह अतीत में मिल्की वे में भी हो सकता है।

ब्लैक होल धीमे, अधिक कोमल तरीके से भी भोजन कर सकते हैं: लाल दिग्गजों के रूप में जाने जाने वाले जराचिकित्सा सितारों द्वारा उड़ाए गए गैस के बादलों में चूसकर।

खाने का समय

हमारे नए अध्ययन में, हमने ब्रह्मांड में 5,000 सबसे तेजी से बढ़ते ब्लैक होल के बीच भोजन प्रक्रिया को बारीकी से देखा।

पहले के अध्ययनों में, हमने ब्लैक होल को सबसे अधिक प्रचंड भूख के साथ खोजा था। पिछले साल हमें एक ब्लैक होल मिला जो खाता है हर सेकंड पृथ्वी के लायक सामान. 2018 में, हमें एक ऐसा मिला जो खाता है हर 48 घंटे में एक पूरा सूरज.

लेकिन उनके वास्तविक खिला व्यवहार के बारे में हमारे पास बहुत सारे प्रश्न हैं। हम जानते हैं कि सामग्री छेद सर्पिल में एक चमकदार "अभिवृद्धि डिस्क" में जा रही है जो पूरी आकाशगंगाओं को मात देने के लिए पर्याप्त उज्ज्वल हो सकती है। ये स्पष्ट रूप से भोजन करने वाले ब्लैक होल को क्वासर कहा जाता है।

इनमें से अधिकांश ब्लैक होल बहुत दूर हैं, डिस्क के किसी भी विवरण को देखने के लिए हमारे लिए बहुत दूर हैं। हमारे पास पास के ब्लैक होल के आसपास अभिवृद्धि डिस्क की कुछ छवियां हैं, लेकिन वे सितारों पर दावत देने के बजाय केवल कुछ ब्रह्मांडीय गैसों में सांस ले रहे हैं।

टिमटिमाते ब्लैक होल के पांच साल

In हमारा नया काम, हमने हवाई में NASA के ATLAS टेलीस्कोप के डेटा का उपयोग किया। यह हर रात (मौसम की अनुमति) पूरे आकाश को स्कैन करता है, बाहरी अंधेरे से पृथ्वी की ओर आने वाले क्षुद्रग्रहों की निगरानी करता है।

ये पूर्ण-आकाश स्कैन पृष्ठभूमि में गहरे भूखे ब्लैक होल की चमक का रात का रिकॉर्ड प्रदान करने के लिए भी होता है। हमारी टीम ने उनमें से प्रत्येक ब्लैक होल की पांच साल की फिल्म को एक साथ रखा, जिसमें अभिवृद्धि डिस्क के बुदबुदाहट और उबलते हुए चमक भंवर के कारण चमक में दिन-प्रतिदिन के बदलाव दिखाई दे रहे हैं।

इन ब्लैक होल की टिमटिमाहट हमें अभिवृद्धि डिस्क के बारे में कुछ बता सकती है।

1998 में, खगोल वैज्ञानिक स्टीवन बालबस और जॉन हॉली ने "के सिद्धांत का प्रस्ताव रखा"मैग्नेटो-घूर्णी अस्थिरता” जो बताता है कि कैसे चुंबकीय क्षेत्र डिस्क में अशांति पैदा कर सकते हैं। यदि यह सही विचार है, तो डिस्क को नियमित पैटर्न में सीज़ल करना चाहिए। वे यादृच्छिक पैटर्न में झिलमिलाएंगे जो डिस्क कक्षा के रूप में प्रकट होते हैं। बड़ी डिस्क धीमी झिलमिलाहट के साथ अधिक धीरे-धीरे परिक्रमा करती है, जबकि छोटी डिस्क में कड़ी और तेज़ कक्षाएँ अधिक तेज़ी से टिमटिमाती हैं।

लेकिन क्या वास्तविक दुनिया में डिस्क बिना किसी और जटिलता के इतनी सरल साबित होगी? (क्या "सरल" तीव्र गुरुत्वाकर्षण और चुंबकीय क्षेत्रों में एम्बेडेड एक अति-सघन, आउट-ऑफ-कंट्रोल वातावरण में अशांति के लिए सही शब्द है, जहां अंतरिक्ष स्वयं अपने ब्रेकिंग पॉइंट पर झुकता है, शायद एक अलग सवाल है)।

सांख्यिकीय विधियों का उपयोग करते हुए, हमने मापा कि हमारी 5,000 डिस्क से निकलने वाली रोशनी समय के साथ कितनी टिमटिमाती है। हर एक में झिलमिलाहट का पैटर्न कुछ अलग नजर आया।

लेकिन जब हमने उन्हें आकार, चमक और रंग के अनुसार क्रमबद्ध किया, तो हमें दिलचस्प पैटर्न दिखाई देने लगे। हम प्रत्येक डिस्क की कक्षीय गति निर्धारित करने में सक्षम थे - और एक बार जब आप अपनी घड़ी को डिस्क की गति पर चलने के लिए सेट करते हैं, तो सभी झिलमिलाहट पैटर्न समान दिखने लगते हैं।

यह सार्वभौमिक व्यवहार वास्तव में "मैग्नेटो-घूर्णी अस्थिरता" के सिद्धांत द्वारा भविष्यवाणी की गई है। वह सुकून देने वाला था! इसका मतलब है कि ये दिमाग हिला देने वाले भंवर आखिरकार "सरल" हैं।

और यह नई संभावनाएं खोलता है। हमें लगता है कि अभिवृद्धि डिस्क के बीच शेष सूक्ष्म अंतर इसलिए होते हैं क्योंकि हम उन्हें अलग-अलग झुकावों से देख रहे हैं।

अगला कदम इन सूक्ष्म अंतरों की अधिक बारीकी से जांच करना है और यह देखना है कि क्या वे ब्लैक होल के अभिविन्यास को समझने के लिए सुराग रखते हैं। आखिरकार, ब्लैक होल के हमारे भविष्य के माप और भी सटीक हो सकते हैं।वार्तालाप

इस लेख से पुन: प्रकाशित किया गया है वार्तालाप क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत। को पढ़िए मूल लेख.

छवि क्रेडिट: ईएचटी सहयोग

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