ब्रह्मांड में सबसे शक्तिशाली वस्तुओं में से एक एक रेडियो क्वासर है – एक कताई ब्लैक होल जो अत्यधिक ऊर्जावान कणों को बाहर निकालता है। एक के बहुत करीब आओ, और आप इसके गुरुत्वाकर्षण पुल से चूसा जा सकता है, या इसके आसपास की तीव्र गर्मी से जल जाएगा। लेकिन विडंबना यह है कि ब्लैक होल और उनके जेट का अध्ययन करने से शोधकर्ताओं को यह जानकारी मिल सकती है कि संभावित रूप से रहने योग्य दुनिया ब्रह्मांड में हो सकती है।
एक खगोल भौतिकीविद् के रूप में, मैंने दो दशकों में मॉडलिंग की है कि कैसे ब्लैक होल स्पिन करते हैं, यह कैसे जेट बनाता है, और वे अपने आसपास के अंतरिक्ष के वातावरण को कैसे प्रभावित करते हैं।
ब्लैक होल क्या हैं?
ब्लैक होल बड़े पैमाने पर, खगोल भौतिकी वस्तुएं हैं जो आसपास की वस्तुओं को खींचने के लिए गुरुत्वाकर्षण का उपयोग करते हैं। सक्रिय ब्लैक होल में उनके चारों ओर एक पैनकेक के आकार की संरचना होती है जिसे एक अभिवृद्धि डिस्क कहा जाता है, जिसमें गर्म, विद्युत आवेशित गैस होती है।
प्लाज्मा जो अभिवृद्धि डिस्क बनाता है, आकाशगंगा में दूर से आता है। जब दो आकाशगंगाएं टकराती हैं और विलय हो जाती हैं, तो गैस को उस विलय के मध्य क्षेत्र में फ़नल कर दिया जाता है। उस गैस में से कुछ नए मर्ज किए गए ब्लैक होल के करीब पहुंचते हैं और अभिवृद्धि डिस्क बनाते हैं।
हर बड़े आकाशगंगा के दिल में एक सुपरमैसिव ब्लैक होल है।
ब्लैक होल और उनके डिस्क घुमा सकते हैं, और जब वे करते हैं, तो वे अंतरिक्ष और समय को उनके साथ खींचते हैं-एक अवधारणा जो मनमौजी है और वैचारिक रूप से समझने के लिए बहुत कठिन है। लेकिन ब्लैक होल अध्ययन करने के लिए महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे भारी मात्रा में ऊर्जा का उत्पादन करते हैं जो आकाशगंगाओं को प्रभावित कर सकते हैं।
एक ब्लैक होल कितना ऊर्जावान है, यह विभिन्न कारकों पर निर्भर करता है, जैसे कि ब्लैक होल का द्रव्यमान, चाहे वह तेजी से घूमता हो, और क्या इस पर बहुत सारी सामग्री गिरती है। विलय सबसे ऊर्जावान ब्लैक होल को ईंधन देता है, लेकिन सभी ब्लैक होल को एक विलय से गैस द्वारा खिलाया नहीं जाता है। सर्पिल आकाशगंगाओं में, उदाहरण के लिए, कम गैस केंद्र में गिर जाती है, और केंद्रीय ब्लैक होल में कम ऊर्जा होती है।
वे जिस तरीकों से ऊर्जा उत्पन्न करते हैं, उनमें से एक यह है कि वैज्ञानिक अत्यधिक ऊर्जावान कणों के “जेट” को “जेट” कहते हैं। एक ब्लैक होल चुंबकीय क्षेत्रों और इसके आसपास के ऊर्जावान कणों में खींच सकता है, और फिर जैसे -जैसे ब्लैक होल घूमता है, चुंबकीय क्षेत्र एक जेट में मोड़ते हैं जो अत्यधिक ऊर्जावान कणों को छिड़कते हैं।
चुंबकीय क्षेत्र ब्लैक होल के चारों ओर मोड़ते हैं क्योंकि यह ऊर्जा को स्टोर करने के लिए घूमता है – जैसे कि जब आप एक रबर बैंड को खींचते हैं और मोड़ते हैं। जब आप रबर बैंड जारी करते हैं, तो यह आगे की ओर झपकी लेता है। इसी तरह, चुंबकीय क्षेत्र इन जेट्स का उत्पादन करके अपनी ऊर्जा जारी करते हैं।
ये जेट्स एक आकाशगंगा में सितारों के गठन को गति या दबा सकते हैं, यह इस बात पर निर्भर करता है कि ब्लैक होल के मेजबान आकाशगंगा में ऊर्जा कैसे जारी की जाती है।
ब्लैक होल को घुमाना
कुछ काले छेद, हालांकि, उनके चारों ओर अभिवृद्धि डिस्क की तुलना में एक अलग दिशा में घूमते हैं। इस घटना को प्रतिवाद कहा जाता है, और कुछ अध्ययन मेरे सहयोगियों और मैंने किया है कि यह एक महत्वपूर्ण विशेषता है जो ब्रह्मांड में सबसे शक्तिशाली प्रकार की वस्तुओं में से एक के व्यवहार को नियंत्रित करती है: रेडियो क्वासर।
रेडियो क्वासर ब्लैक होल के उपवर्ग हैं जो सबसे शक्तिशाली ऊर्जा और जेट का उत्पादन करते हैं।
आप एक घूर्णन क्षेत्र के रूप में ब्लैक होल की कल्पना कर सकते हैं, और केंद्र में एक छेद के साथ डिस्क के रूप में अभिवृद्धि डिस्क। ब्लैक होल उस केंद्र के छेद में बैठता है और एक तरह से घूमता है, जबकि अभिवृद्धि डिस्क दूसरे तरीके से घूमती है।
यह प्रतिकार ब्लैक होल को नीचे स्पिन करने के लिए मजबूर करता है और अंततः दूसरी दिशा में फिर से ऊपर, जिसे कोरोटेशन कहा जाता है। एक बास्केटबॉल की कल्पना करें जो एक तरह से घूमता है, लेकिन आप इसे दूसरे में घूमने के लिए टैप करते रहते हैं। टैपिंग बास्केटबॉल को नीचे स्पिन करेगा। यदि आप विपरीत दिशा में टैप करना जारी रखते हैं, तो यह अंततः स्पिन अप करेगा और दूसरी दिशा में घूम जाएगा। अभिवृद्धि डिस्क एक ही काम करती है।
चूंकि जेट्स ब्लैक होल की घूर्णी ऊर्जा में टैप करते हैं, वे केवल तभी शक्तिशाली होते हैं जब ब्लैक होल तेजी से घूम रहा होता है। प्रतिवाद से लेकर कोरोटेशन में बदलाव में कम से कम 100 मिलियन वर्ष लगते हैं। कई शुरू में ब्लैक होल का मुकाबला करने से अरबों साल लगते हैं, जो तेजी से कताई करने वाले कोरोटेटिंग ब्लैक होल बन जाते हैं।
तो ये ब्लैक होल अपने जीवनकाल में जल्दी और बाद में शक्तिशाली जेट का उत्पादन करेंगे, बीच में एक अंतर्विरोध के साथ जहां जेट्स या तो कमजोर हैं या कोई भी नहीं।
जब ब्लैक होल अपने अभिवृद्धि डिस्क के संबंध में जवाबी कार्रवाई में घूमता है, तो यह गति मजबूत जेट का उत्पादन करती है जो आसपास के गैस में अणुओं को एक साथ धकेलती है, जो सितारों के गठन की ओर जाता है।
लेकिन बाद में, कोरोटेशन में, जेट टिल्ट्स। यह झुकाव इसे इसलिए बनाता है कि जेट सीधे गैस पर थोपता है, इसे गर्म करता है और स्टार गठन को बाधित करता है। इसके अलावा, जेट भी आकाशगंगा के पार एक्स-रे को स्प्रे करता है। कॉस्मिक एक्स-रे जीवन के लिए खराब हैं क्योंकि वे जैविक ऊतक को नुकसान पहुंचा सकते हैं।
जीवन को पनपने के लिए, यह सबसे अधिक संभावना है कि एक रहने योग्य पारिस्थितिकी तंत्र के साथ एक ग्रह की आवश्यकता होती है, और एक्स-रे के साथ संतृप्त गर्म गैस के बादलों में ऐसे ग्रह नहीं होते हैं। इसके बजाय खगोलविद अपने ब्लैक होल से आने वाले एक झुके हुए जेट के बिना आकाशगंगाओं की तलाश कर सकते हैं। यह विचार यह समझने के लिए महत्वपूर्ण है कि बुद्धिमत्ता संभवतः ब्रह्मांड में उभरी और परिपक्व हो सकती है।
एक गाइड के रूप में ब्लैक होल
2022 की शुरुआत में, मैंने एक गाइड के रूप में उपयोग करने के लिए एक ब्लैक होल मॉडल बनाया था। यह एक्स-रे के साथ स्प्रे किए बिना सबसे बड़ी संख्या में ग्रहों का उत्पादन करने के लिए सही तरह के ब्लैक होल के साथ वातावरण को इंगित कर सकता है। ऐसे वातावरण में जीवन अपनी पूरी क्षमता से उभर सकता है।
ब्लैक होल और स्टार फॉर्मेशन में उनकी भूमिका को देखने से वैज्ञानिकों को यह भविष्यवाणी करने में मदद मिल सकती है कि जीवन कब और कहाँ से सबसे अधिक संभावना थी।
ऐसी स्थितियां कहां मौजूद हैं? इसका उत्तर कम घनत्व वाले वातावरण है जहां आकाशगंगाओं ने लगभग 11 बिलियन साल पहले विलय कर दिया था।
इन वातावरणों में ब्लैक होल थे जिनके शक्तिशाली जेट ने स्टार गठन की दर को बढ़ाया था, लेकिन उन्होंने कभी भी कोरोटेशन में झुके हुए जेट्स के एक मुकाबले का अनुभव नहीं किया। संक्षेप में, मेरे मॉडल ने सुझाव दिया कि सैद्धांतिक रूप से, सबसे उन्नत अलौकिक सभ्यता की संभावना ब्रह्मांडीय दृश्य पर दूर और अरबों साल पहले उभरी होगी।
डेविड गारोफालो भौतिकी, केनेसा स्टेट यूनिवर्सिटी, जॉर्जिया, यूएसए के प्रोफेसर हैं। इस लेख को पुनर्प्रकाशित किया गया है बातचीत।
प्रकाशित – 15 अप्रैल, 2025 06:19 AM IST
