ब्लैक होल और उसके जेट्स पर समापन

दूरबीनों के दो नेटवर्क दूर की आकाशगंगा में ज़ूम करते हैं: वे दिखाते हैं कि ब्लैक होल और उसके जेट की तस्वीरें कैसे संभव हो पाती हैं – और वे पुष्टि करते हैं कि वहां मजबूत चुंबकीय क्षेत्र हैं।

सुपरमैसिव ब्लैक होल आकाशगंगा के आकार के उच्च-ऊर्जा कणों की धाराएं – जिन्हें जेट के रूप में जाना जाता है – लगभग प्रकाश-गति से अंतरिक्ष में कैसे लॉन्च करते हैं? वैज्ञानिकों ने अब इस प्रश्न का उत्तर देने में सक्षम होने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम उठाया है, जिसमें नक्षत्र सेतुस (व्हेल) की दिशा में पृथ्वी से 60 मिलियन प्रकाश वर्ष की दूरी पर आकाशगंगा एनजीसी 1052 के केंद्र की जटिल माप शामिल है।

शोध दल ने कई रेडियो दूरबीनों का उपयोग करके समन्वित माप किए, जिससे आकाशगंगा और उसके केंद्र में स्थित सुपरमैसिव ब्लैक होल के कामकाज में नई अंतर्दृष्टि प्राप्त हुई। इसमें 1.3 मिमी तरंग दैर्ध्य पर इवेंट होरिजन टेलीस्कोप (ईएचटी) और 3.5 मिमी पर ग्लोबल मिमी-वीएलबीआई एरे (जीएमवीए) को परिभाषित करने वाले रेडियो दूरबीनों की श्रृंखलाएं शामिल हैं। इन दूरबीनों को जोड़ने वाली तकनीक को वेरी-लॉन्ग-बेसलाइन इंटरफेरोमेट्री (वीएलबीआई) कहा जाता है।

“इस आकाशगंगा का केंद्र, एनजीसी 1052, इवेंट होरिजन टेलीस्कोप के साथ इमेजिंग के लिए एक आशाजनक लक्ष्य है, लेकिन यह हमारे द्वारा अब तक प्रयास किए गए सभी अन्य स्रोतों की तुलना में कमजोर, जटिल और अधिक चुनौतीपूर्ण है”, ऐनी-कैथरीन बैक्ज़को कहते हैं। प्रकाशन के मुख्य लेखक. वह ओन्साला स्पेस ऑब्जर्वेटरी, चाल्मर्स में एक खगोलशास्त्री हैं, और मैक्स-प्लैंक-इंस्टीट्यूट फर रेडियोएस्ट्रोनोमी (एमपीआईएफआर) से भी संबद्ध हैं।

यह प्रकाशन आठ वर्षों से अधिक के काम की प्रारंभिक परिणति है, जिसकी कल्पना मूल रूप से एमपीआईएफआर में एडुआर्डो रोस के सहयोग से मैथियास कैडलर द्वारा जूलियस-मैक्सिमिलियंस-यूनिवर्सिटैट वुर्जबर्ग (जेएमयू) में की गई थी और फिर बॉन में ऐनी-कैथरीन बैक्ज़को की पीएचडी थीसिस के दौरान जारी रही। उनकी संयुक्त देखरेख में.

दो जेट अंतरिक्ष में हजारों प्रकाश वर्ष तक फैले हुए हैं

आकाशगंगा एनजीसी 1052 में लगभग 150 मिलियन सौर द्रव्यमान का एक सुपरमैसिव ब्लैक होल है जो दो शक्तिशाली जेट का स्रोत है जो अंतरिक्ष के माध्यम से हजारों प्रकाश वर्ष बाहर की ओर फैला है।

“हम न केवल ब्लैक होल और उसके चरम वातावरण का अध्ययन करना चाहते हैं, बल्कि उससे निकलने वाले जुड़वां जेट की उत्पत्ति का भी अध्ययन करना चाहते हैं। हमने चौराहे पर एक विशेष रूप से महत्वपूर्ण और प्रमुख वस्तु को लक्षित करने के लिए जीएमवीए और ईएचटी द्वारा प्रदान किए गए अवसर का उपयोग किया है। विभिन्न प्रकार की सक्रिय आकाशगंगाओं के बारे में,” शोध दल के एक सदस्य, एमपीआईएफएआर के एडुआर्डो रोस कहते हैं।

एक धुंधले और अज्ञात लक्ष्य से डेटा

टीम ने ईएचटी के वैश्विक नेटवर्क में केवल पांच दूरबीनों का उपयोग करके माप किया – जिसमें चिली में एएलएमए (अटाकामा लार्ज मिलीमीटर/सबमिलिमीटर एरे) भी शामिल है, एक ऐसे कॉन्फ़िगरेशन में जो भविष्य के अवलोकनों के लिए इसकी क्षमता का सर्वोत्तम संभव अनुमान लगाने की अनुमति देगा और माप के साथ पूरक होगा। जीएमवीए सहित अन्य दूरबीनों से।

ऐनी-कैथरीन बैक्ज़को कहती हैं, “इस तरह के एक धुंधले और अज्ञात लक्ष्य के लिए, हमें यकीन नहीं था कि हमें कोई डेटा मिलेगा या नहीं। लेकिन रणनीति काम कर गई, विशेष रूप से एएलएमए की संवेदनशीलता और कई अन्य दूरबीनों से पूरक डेटा के लिए धन्यवाद।”

वैज्ञानिक अब आश्वस्त हैं कि दो नए प्रमुख निष्कर्षों की बदौलत भविष्य में सफल इमेजिंग संभव होगी। “हमारे नतीजे बताते हैं कि ब्लैक होल के आस-पास का क्षेत्र जहां जुड़वां जेट बनते हैं वह एमएम-वीएलबीआई अवलोकनों के साथ चित्रित होने के लिए काफी बड़ा है। और यह अगली पीढ़ी की ताकत का लाभ उठाने के लिए रेडियो तरंगों की बिल्कुल सही आवृत्ति पर उत्सर्जन करता है वीएलबीआई नेटवर्क,'' जेएमयू वुर्जबर्ग के मैथियास कैडलर कहते हैं।

ब्लैक होल का चुंबकीय क्षेत्र पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र से 400 गुना अधिक मजबूत है

अपने माप से, वैज्ञानिकों ने ब्लैक होल के घटना क्षितिज के करीब चुंबकीय क्षेत्र की ताकत का भी अनुमान लगाया है। क्षेत्र की ताकत, 2.6 टेस्ला, पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र से लगभग 400 गुना अधिक मजबूत है। यह इस आकाशगंगा के पिछले अनुमानों के अनुरूप है।

“यह इतना शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र है कि हमें लगता है कि यह संभवतः पदार्थ को ब्लैक होल में गिरने से रोक सकता है। यह बदले में आकाशगंगा के दो जेटों को लॉन्च करने में मदद कर सकता है”, जेएमयू वुर्जबर्ग से और एमपीआईएफआर से संबद्ध क्रिश्चियन फ्रॉम कहते हैं।

भले ही स्रोत उतना ही चुनौतीपूर्ण है, भविष्य उज्ज्वल दिखता है क्योंकि रेडियो खगोलविद आगामी एनआरएओ की नई पीढ़ी के वेरी लार्ज एरे (एनजीवीएलए) और भविष्य के 1.3 मिमी एरे जैसे नए एंटेना और बेहतर उपकरणों के साथ बहुत उन्नत टेलीस्कोप नेटवर्क के लिए तैयारी कर रहे हैं।

रेडियो टेलीस्कोप की अगली पीढ़ी के लिए प्रथम श्रेणी का लक्ष्य

नए माप इस बात का स्पष्ट विचार देते हैं कि आकाशगंगा का अंतरतम केंद्र विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर कैसे चमकता है। इसका स्पेक्ट्रम मिलीमीटर तरंग दैर्ध्य पर काफी चमकीला है और सबसे तेज तस्वीरें देता है और 2.3 मिमी तरंग दैर्ध्य के आसपास और भी अधिक चमकीला है, जो इसे अगली पीढ़ी के रेडियो दूरबीनों के लिए एक प्रमुख लक्ष्य बनाता है।

“वेटरस्टीन मिलीमीटर टेलीस्कोप के साथ, हम जर्मनी में ज़ुगस्पिट्ज़ में इस तरह के एक नए रेडियो टेलीस्कोप का निर्माण करने का लक्ष्य रख रहे हैं। यह नया टेलीस्कोप आगामी अंतरराष्ट्रीय टेलीस्कोप नेटवर्क के प्रदर्शन में सुधार करेगा, जिससे सुपरमैसिव ब्लैक होल सापेक्ष जेट लॉन्च करने के तरीके के बारे में और भी अधिक विस्तृत जानकारी प्राप्त कर सकेंगे।” मैथियास कैडलर कहते हैं।

“ईएचटी और जीएमवीए जैसे उपकरणों के लिए धन्यवाद, अब हम उल्लेखनीय अवलोकन कर रहे हैं जो तकनीकी नवाचार और अंतर्राष्ट्रीय सहयोग के माध्यम से रेडियो खगोल विज्ञान में महान प्रगति दिखाते हैं। एनजीसी1052 में चुंबकीय क्षेत्र की ताकत से लेकर ब्लैक होल वातावरण तक के माप, मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान कर रहे हैं। जेट निर्माण और अभिवृद्धि की प्रक्रियाओं में, “ईएचटी सहयोग के संस्थापक बोर्ड अध्यक्ष और एमपीआईएफआर में निदेशक एंटोन ज़ेंसस कहते हैं। “नई दूरबीनों और अगली पीढ़ी के नेटवर्क के साथ, हम इन आकर्षक ब्रह्मांडीय घटनाओं के बारे में अपनी समझ को और गहरा करेंगे।”

“वेटरस्टीन मिलीमीटर टेलीस्कोप के निर्माण के साथ, हम जर्मनी में ज़ुगस्पिट्ज़ पर एक नए प्रकार के रेडियो टेलीस्कोप का निर्माण करना चाहते हैं जो भविष्य के अंतर्राष्ट्रीय टेलीस्कोप नेटवर्क के प्रदर्शन में सुधार करेगा और इस प्रकार इस बारे में और भी विस्तृत जानकारी प्रदान करेगा कि कैसे सुपरमैसिव ब्लैक होल सापेक्ष जेट उत्सर्जित करते हैं , “मैथियास कैडलर कहते हैं।

प्रकाशन

एनजीसी 1052 में अनुमानित केंद्र। ऐनी-कैथरीन बैक्ज़को और 286 सह-लेखक, खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी, 17 दिसंबर, 2024, डीओआई: 10.1051/0004-6361/202450898, ओपन एक्सेस, https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202450898

अतिरिक्त जानकारी

ईएचटी सहयोग में अफ्रीका, एशिया, यूरोप, उत्तर और दक्षिण अमेरिका के 400 से अधिक शोधकर्ता शामिल हैं, जिनमें से लगभग 270 इस पेपर में भाग ले रहे हैं। अंतर्राष्ट्रीय सहयोग का लक्ष्य आभासी पृथ्वी के आकार के टेलीस्कोप का उपयोग करके ब्लैक होल की सबसे विस्तृत छवियों को कैप्चर करना है। काफी अंतरराष्ट्रीय प्रयासों से समर्थित, ईएचटी नवीन तकनीकों का उपयोग करके मौजूदा दूरबीनों को जोड़ता है ताकि उच्चतम कोणीय विभेदन शक्ति वाला एक मौलिक नया उपकरण बनाया जा सके जो अब तक हासिल नहीं किया गया है।

ईएचटी कंसोर्टियम में 13 हितधारक संस्थान शामिल हैं: एकेडेमिया सिनिका इंस्टीट्यूट ऑफ एस्ट्रोनॉमी एंड एस्ट्रोफिजिक्स, यूनिवर्सिटी ऑफ एरिजोना, सेंटर फॉर एस्ट्रोफिजिक्स हार्वर्ड एंड स्मिथसोनियन, यूनिवर्सिटी ऑफ शिकागो, ईस्ट एशियन ऑब्जर्वेटरी, गोएथ यूनिवर्सिटी फ्रैंकफर्ट, इंस्टीट्यूट डी रेडियोएस्ट्रोनोमी। मिलिमेट्रिक, बड़े मिलीमीटर टेलीस्कोप, मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर रेडियो एस्ट्रोनॉमी, एमआईटी हेस्टैक वेधशाला, जापान की राष्ट्रीय खगोलीय वेधशाला, सैद्धांतिक भौतिकी के लिए परिधि संस्थान और रेडबौड विश्वविद्यालय।

एनजीसी 1052 की माप ईएचटी नेटवर्क में पांच दूरबीनों द्वारा की गई: चिली में एएलएमए (अटाकामा लार्ज मिलीमीटर/सबमिलिमीटर एरे), स्पेन में आईआरएएम 30-मीटर दूरबीन; हवाई में जेम्स क्लर्क मैक्सवेल टेलीस्कोप (जेसीएमटी) और सबमिलीमीटर एरे (एसएमए); और अंटार्कटिका में दक्षिणी ध्रुव टेलीस्कोप (एसपीटी)। इन्हें स्पेन, फिनलैंड और जर्मनी में जीएमवीए नेटवर्क (ग्लोबल मिलीमीटर वीएलबीआई एरे) में 14 अन्य रेडियो दूरबीनों से माप के साथ पूरक किया गया था, जिसमें 100 मीटर एफ़ल्सबर्ग रेडियो टेलीस्कोप, ओन्साला स्पेस ऑब्ज़र्वेटरी, स्वीडन में 20 मीटर टेलीस्कोप और शामिल थे। अमेरिका में वीएलबीए (वेरी लॉन्ग बेसलाइन ऐरे) की दूरबीनें।

मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फर रेडियोएस्ट्रोनोमी से संबद्ध शोधकर्ताओं में ऐनी-कैथरीन बैक्ज़को, पहली लेखिका (मुख्य संबद्धता: ओन्साला स्पेस ऑब्ज़र्वेटरी, चाल्मर्स यूनिवर्सिटी ऑफ़ टेक्नोलॉजी) और एडुआर्डो रोस, क्रिश्चियन एम. फ्रॉम, मैकिएक विल्गस, थॉमस पी. क्रिचबाउम शामिल हैं। , माइकल जानसेन, वाल्टर एलेफ़, रेबेका अज़ुले, उवे बाख, सिल्के ब्रिटज़ेन, ग्रेगरी डेसविग्नेस, सर्जियो ए. डिज़िब, राल्फ ईटोफ, रमेश करुप्पुसामी, डोंग-जिन किम, जोआना ए. क्रेमर, माइकल क्रेमर, जून लियू, कुओ लियू, आंद्रेई पी. लोबानोव, रु-सेन लू, निकोलस आर मैकडोनाल्ड, निकोला मार्चिल्ली, कार्ल एम. मेंटेन, कॉर्नेलिया मुलर, हेंड्रिक। मुलर, अरिस्टिडिस नॉटोस, गिसेला ऑर्टिज़-लियोन, जॉर्जियोस फ़िलिपोस पाराशोस, फ़ेलिक्स पोएट्ज़ल, हेल्गे रॉटमैन, एलन एल. रॉय, टुओमास सावोलैनेन, लिजिंग शाओ, पाब्लो टोर्ने, इफ़्थालिया ट्रैयानौ, जान वैगनर, रॉबर्ट व्हार्टन, गुंथर विट्ज़ेल, जे. एंटोन ज़ेंसस , और गुआंग-याओ झाओ।