दशकों के अध्ययन के बावजूद, ब्लैक होल अभी भी ब्रह्मांड में सबसे रहस्यमय वस्तुओं में से एक है। जैसा कि हम जानते हैं आइंस्टीन का सामान्य सापेक्षता का सिद्धांतइन तारकीय अवशेषों का गुरुत्वाकर्षण बल उनके चारों ओर अंतरिक्ष-समय की वक्रता को बदल देता है। इससे उनके आसपास गैस, धूल और यहां तक कि फोटॉन (प्रकाश) अंदर की ओर गिरते हैं और डिस्क बन जाते हैं जो धीरे-धीरे उनके चेहरे पर जमा हो जाते हैं, फिर कभी दिखाई नहीं देते। हालाँकि, खगोलविदों ने यह भी नोट किया है कि वे शक्तिशाली जेट का उत्पादन कर सकते हैं जो आवेशित कणों को प्रकाश की गति (उर्फ सापेक्ष जेट) के करीब गति प्रदान करते हैं।
ये जेट शक्तिशाली की ओर ले जाते हैं गामा-किरणों का फटना (जीआरबी), जिन्हें शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र वाले ब्लैक होल के साथ देखा गया है। हालाँकि, ये चुंबकीय क्षेत्र कहाँ से आते हैं यह कुछ समय से खगोल भौतिकीविदों के लिए एक रहस्य बना हुआ है। के अनुसार नया शोध के वैज्ञानिकों के नेतृत्व में फ़्लैटिरॉन संस्थानइन क्षेत्रों का स्रोत अंततः प्रकट हो गया होगा। उनके द्वारा किए गए सिमुलेशन की एक श्रृंखला के आधार पर, जिसमें जन्म से लेकर पतन तक सितारों के जीवन चक्र का मॉडल तैयार किया गया, उन्होंने पाया कि ब्लैक होल अपने चुंबकीय क्षेत्र को मूल सितारों से ही प्राप्त करते हैं।
अनुसंधान का नेतृत्व किया गया अयस्क गोटलिबसे एक रिसर्च फेलो सैद्धांतिक उच्च ऊर्जा खगोल भौतिकी (THEA) फ़्लैटिरॉन इंस्टीट्यूट का समूह कम्प्यूटेशनल खगोल भौतिकी केंद्र (सीसीए) और कोलंबिया विश्वविद्यालय खगोलभौतिकी प्रयोगशाला. उनके साथ सीसीए और सीएएल के सहकर्मी और एरिज़ोना विश्वविद्यालय के शोधकर्ता भी शामिल थे स्टीवर्ड वेधशालाऔर प्रिंसटन विश्वविद्यालय। उनके निष्कर्षों का विवरण देने वाला पेपर 18 नवंबर को प्रकाशित हुआ था एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स.
ब्लैक होल प्रोटो-न्यूट्रॉन सितारों के ढहने से बनते हैं, जो अनिवार्य रूप से एक सुपरनोवा विस्फोट में बड़े सितारों की बाहरी परतों के उड़ जाने के बाद बचे हुए अवशेष हैं। हालाँकि इस बारे में कुछ सिद्धांत हैं कि ब्लैक होल को अपना चुंबकत्व कहाँ से मिलता है, लेकिन कोई भी ब्लैक होल जेट या जीआरबी की शक्ति का हिसाब नहीं दे सका। अपने सिमुलेशन के माध्यम से, टीम ने शुरू में ब्लैक होल से निकलने वाले प्रवाह का अध्ययन करने की योजना बनाई, जिसमें जीआरबी का उत्पादन करने वाले जेट भी शामिल थे। हालाँकि, जैसा कि गॉटलीब ने सिमंस फाउंडेशन में बताया है प्रेस विज्ञप्तिटीम को मॉडलों के साथ एक समस्या का सामना करना पड़ा:
“हम निश्चित नहीं थे कि न्यूट्रॉन तारे के ब्लैक होल में ढहने के दौरान इन चुंबकीय क्षेत्रों के व्यवहार को कैसे मॉडल किया जाए। तो, यह एक ऐसा प्रश्न था जिसके बारे में मैंने पहली बार सोचना शुरू किया। ऐसा माना गया था कि टूटते तारों का चुंबकीय क्षेत्र ब्लैक होल में समा रहा है। इस पतन के दौरान, ये चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं संपीड़ित होने के कारण मजबूत हो जाती हैं, जिससे चुंबकीय क्षेत्र का घनत्व अधिक हो जाता है।
इस सिद्धांत के साथ एकमात्र समस्या यह है कि न्यूट्रॉन सितारों के मजबूत चुंबकीय क्षेत्र के कारण उनका कोणीय संवेग (उनका घूर्णन) कम हो जाता है। इसके बिना, नवगठित ब्लैक होल के आसपास की गैस, प्लाज्मा और धूल उनके चारों ओर एक अभिवृद्धि डिस्क नहीं बनाएगी। यह, बदले में, ब्लैक होल को जेट और गामा-किरण विस्फोट उत्पन्न करने से रोकेगा जो खगोलविदों ने देखा है। इससे पता चलता है कि ढहते न्यूट्रॉन सितारों के पिछले सिमुलेशन ने पूरी तस्वीर प्रदान नहीं की है। कहा गोटलिब:
“यह परस्पर अनन्य प्रतीत होता है। जेट बनाने के लिए आपको दो चीजों की आवश्यकता होती है: एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र और एक अभिवृद्धि डिस्क। लेकिन इस तरह के संपीड़न द्वारा प्राप्त चुंबकीय क्षेत्र एक अभिवृद्धि डिस्क नहीं बनाएगा, और यदि आप चुंबकत्व को उस बिंदु तक कम कर देते हैं जहां डिस्क बन सकती है, तो यह जेट उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त मजबूत नहीं है। पिछले सिमुलेशन ने केवल पृथक न्यूट्रॉन सितारों और पृथक ब्लैक होल पर विचार किया है, जहां पतन के दौरान सारा चुंबकत्व खो जाता है। हालाँकि, हमने पाया कि इन न्यूट्रॉन सितारों में ब्लैक होल की तरह ही अपनी स्वयं की अभिवृद्धि डिस्क होती है। और इसलिए, विचार यह है कि शायद एक अभिवृद्धि डिस्क न्यूट्रॉन तारे के चुंबकीय क्षेत्र को बचा सकती है। इस तरह, उसी चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के साथ एक ब्लैक होल बनेगा जो न्यूट्रॉन तारे को पिरोता है।
टीम ने ब्लैक होल बनाने के लिए ढहने वाले न्यूट्रॉन सितारों की गणना की और पाया कि, ज्यादातर मामलों में, ब्लैक होल डिस्क के गठन का समय-सीमा अक्सर ब्लैक होल के चुंबकत्व खोने की तुलना में कम होता है। संक्षेप में, इससे पहले कि एक नवगठित ब्लैक होल एक प्रोटो-न्यूट्रॉन तारे के चुंबकीय क्षेत्र को निगल ले, इसकी चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं न्यूट्रॉन तारे के आसपास की डिस्क से जुड़कर ब्लैक होल में चली जाती हैं। गोटलिब के रूप में इसकी विशेषता बताई:
“तो डिस्क ब्लैक होल को अपनी मां, न्यूट्रॉन स्टार से चुंबकीय क्षेत्र प्राप्त करने में सक्षम बनाती है। हम जो देख रहे हैं वह यह है कि जैसे ही यह ब्लैक होल बनेगा, प्रोटो-न्यूट्रॉन तारे की आसपास की डिस्क अनिवार्य रूप से अपनी चुंबकीय रेखाओं को ब्लैक होल पर पिन कर देगी। अंततः ब्लैक होल के इस मूलभूत गुण को समझना और वे गामा किरण विस्फोटों को कैसे शक्ति प्रदान करते हैं – ब्रह्मांड में सबसे चमकदार विस्फोट – को समझना बहुत रोमांचक है।
यह खोज लंबे समय से चले आ रहे रहस्य को सुलझाती है कि ब्लैक होल को अपना चुंबकीय क्षेत्र कहां से मिलता है। यह खगोलविदों को सापेक्षतावादी जेट और गामा-किरण विस्फोटों का अध्ययन करने के नए अवसर भी प्रदान करता है, जो ब्रह्मांड की सबसे शक्तिशाली घटनाओं में से एक है। यदि पुष्टि की जाती है, तो ये परिणाम बताते हैं कि शक्तिशाली जेट के उभरने के लिए प्रारंभिक अभिवृद्धि डिस्क बनाना ही एकमात्र चीज है। गोटलिब और उनकी टीम भविष्य के अवलोकनों के साथ इस सिद्धांत का परीक्षण करने के लिए उत्साहित हैं।
अग्रिम पठन: सिमंस फाउंडेशन, एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स
