गुवाहाटी (असम) [भारत], भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान गुवाहाटी, यूआर राव सैटेलाइट सेंटर, इसरो, मुंबई विश्वविद्यालय और टाटा इंस्टीट्यूट ऑफ फंडामेंटल रिसर्च सहित एक बहु-संस्थागत शोध दल ने स्विफ्ट जे1727 नामक एक नए खोजे गए ब्लैक होल बाइनरी सिस्टम का अध्ययन किया है। .8-1613 एस्ट्रोसैट से प्राप्त डेटा का उपयोग करते हुए।
टीम ने दिलचस्प एक्स-रे विशेषताओं की खोज की है जो संभावित रूप से ब्लैक होल की प्रकृति के बारे में जानकारी प्रदान कर सकती हैं।
ब्लैक होल का सीधे अध्ययन करना चुनौतीपूर्ण है क्योंकि ब्लैक होल से कुछ भी पता लगाने या मापने के लिए बच नहीं पाता है।
"हालांकि, ब्लैक होल बायनेरिज़, जहां एक ब्लैक होल को किसी अन्य वस्तु के साथ जोड़ा जाता है, जैसे कि एक सामान्य तारा, जांच के लिए एक अनूठा अवसर प्रदान करता है। इन बाइनरी सिस्टम में, ब्लैक होल का गुरुत्वाकर्षण अपने साथी तारे से सामग्री खींचता है, जिससे एक अभिवृद्धि डिस्क बनती है आईआईटी गुवाहाटी की एक प्रेस विज्ञप्ति के अनुसार, गैस और धूल ब्लैक होल में फैल रही है।
जैसे ही अभिवृद्धि डिस्क में सामग्री को ब्लैक होल के करीब खींचा जाता है, यह अत्यधिक उच्च तापमान, अक्सर लाखों डिग्री तक गर्म हो जाता है, और एक्स-रे उत्सर्जित करता है।
इन एक्स-रे का पता अंतरिक्ष-आधारित दूरबीनों का उपयोग करके लगाया जा सकता है, जो ब्लैक होल के बारे में बहुमूल्य जानकारी प्रदान करते हैं।
अनुसंधान दल ने हाल ही में भारत की पहली समर्पित अंतरिक्ष खगोल विज्ञान वेधशाला, जो पृथ्वी के चारों ओर कक्षा में है, एस्ट्रोसैट का उपयोग करके ब्लैक होल बाइनरी सिस्टम स्विफ्ट J1727.8-1613 का अध्ययन किया।
एस्ट्रोसैट एक्स-रे सहित बहु-तरंग दैर्ध्य में ब्रह्मांड का अवलोकन करने में सक्षम उपकरणों से सुसज्जित है, जो इसे ब्लैक होल बायनेरिज़ जैसी उच्च-ऊर्जा घटनाओं का अध्ययन करने के लिए आदर्श बनाता है।
अपने शोध के बारे में बोलते हुए, आईआईटी गुवाहाटी के भौतिकी विभाग के प्रोफेसर संतब्रत दास ने कहा, "रहस्यमय ब्लैक होल सिस्टम की जांच के लिए क्यूपीओ अपरिहार्य हैं। उच्च ऊर्जा (लगभग 100 केवी) पर एक्स-रे फोटॉन की आवधिक विविधताओं की जांच करके, क्यूपीओ मदद करते हैं ब्लैक होल के मजबूत गुरुत्वाकर्षण के पदचिह्नों को डिकोड करना उनके मौलिक गुणों और ब्लैक होल पड़ोसी वातावरण से पदार्थ को कैसे आकर्षित करता है, इसकी गतिशीलता को समझने में सहायता करता है।"
शोधकर्ताओं ने स्विफ्ट जे1727.8-1613 की अभिवृद्धि डिस्क द्वारा उत्सर्जित एक्स-रे प्रकाश में अर्ध-आवधिक दोलन (क्यूपीओ) का पता लगाया।
अर्ध-आवधिक दोलन (क्यूपीओ) विशिष्ट आवृत्तियों के आसपास एक खगोलीय वस्तु से एक्स-रे प्रकाश की टिमटिमाहट है।
उल्लेखनीय रूप से, इन क्यूपीओ ने केवल सात दिनों में अपनी आवृत्ति बदल दी, जो प्रति सेकंड 1.4 से 2.6 गुना तक बदल गई। आवृत्ति का यह परिवर्तन अत्यधिक उच्च-ऊर्जा एक्स-रे में देखा जाता है, जो अविश्वसनीय रूप से लगभग एक अरब डिग्री तक गर्म होते हैं।
"इस खोज के निहितार्थ गहरे हैं। क्यूपीओ खगोलविदों को अभिवृद्धि डिस्क के आंतरिक क्षेत्रों का अध्ययन करने और ब्लैक होल के द्रव्यमान और स्पिन अवधि को निर्धारित करने में मदद कर सकते हैं। वे आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत का भी परीक्षण कर सकते हैं, जो गुरुत्वाकर्षण को एक ज्यामितीय संपत्ति के रूप में वर्णित करता है अंतरिक्ष और समय, “आईआईटी गुवाहाटी ने विज्ञप्ति में कहा।
इस सिद्धांत के अनुसार, ब्लैक होल और न्यूट्रॉन जैसी विशाल वस्तुएं अपने चारों ओर अंतरिक्ष-समय के ताने-बाने को विकृत करना शुरू कर देती हैं, और यह वक्रता उन पथों को निर्धारित करती है जिनका अनुसरण पदार्थ एकत्रित करेगा, जिसे हम गुरुत्वाकर्षण आकर्षण के रूप में देखते हैं।
इस शोध निष्कर्ष के प्रभाव पर प्रकाश डालते हुए, डॉ. अनुज नंदी, यूआर राव सैटेलाइट सेंटर, इसरो ने कहा, "एस्ट्रोसैट की अद्वितीय क्षमताओं, अर्थात् उच्च समय रिज़ॉल्यूशन और बड़े एक्स-रे फोटॉन संग्रह क्षेत्र ने उच्च में क्यूपीओ आवृत्ति विकसित करने की खोज की।" ऊर्जा एक्स-रे संभव है।"
"ये उच्च ऊर्जा एक्स-रे तब उत्पन्न होते हैं जब कम ऊर्जा वाले फोटॉन कॉम्पटन स्कैटरिंग प्रक्रिया के माध्यम से ब्लैक होल के चारों ओर आंतरिक डिस्क से गर्म सामग्री के साथ संपर्क करते हैं। एस्ट्रोसैट अवलोकन स्पष्ट रूप से पुष्टि करते हैं कि स्विफ्ट J1727.8-1613 एक अभिवृद्धि अवस्था में था, जो कॉम्पटनाइज्ड उत्सर्जन के प्रभुत्व में था। एपेरियोडिक मॉड्यूलेशन, जिसके परिणामस्वरूप क्यूपीओ विशेषताएं देखी गईं," नंदी ने कहा।
इस कार्य का विवरण प्रतिष्ठित पत्रिका, रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसाइटी के मासिक नोटिस में आईआईटी गुवाहाटी के प्रोफेसर संतब्रत दास, यू आर राव सैटेलाइट सेंटर, इसरो के डॉ अनुज नंदी, प्रोफेसर एचएम अंतिया द्वारा सह-लिखित एक पेपर में प्रकाशित किया गया है। मुंबई विश्वविद्यालय, और टीआईएफआर से डॉ. तिलक कटोच और पराग शाह, आईआईटी गुवाहाटी के शोध छात्र शेषाद्रि मजूमदार के साथ।
टीम ने दिलचस्प एक्स-रे विशेषताओं की खोज की है जो संभावित रूप से ब्लैक होल की प्रकृति के बारे में जानकारी प्रदान कर सकती हैं।
ब्लैक होल का सीधे अध्ययन करना चुनौतीपूर्ण है क्योंकि ब्लैक होल से कुछ भी पता लगाने या मापने के लिए बच नहीं पाता है।
"हालांकि, ब्लैक होल बायनेरिज़, जहां एक ब्लैक होल को किसी अन्य वस्तु के साथ जोड़ा जाता है, जैसे कि एक सामान्य तारा, जांच के लिए एक अनूठा अवसर प्रदान करता है। इन बाइनरी सिस्टम में, ब्लैक होल का गुरुत्वाकर्षण अपने साथी तारे से सामग्री खींचता है, जिससे एक अभिवृद्धि डिस्क बनती है आईआईटी गुवाहाटी की एक प्रेस विज्ञप्ति के अनुसार, गैस और धूल ब्लैक होल में फैल रही है।
जैसे ही अभिवृद्धि डिस्क में सामग्री को ब्लैक होल के करीब खींचा जाता है, यह अत्यधिक उच्च तापमान, अक्सर लाखों डिग्री तक गर्म हो जाता है, और एक्स-रे उत्सर्जित करता है।
इन एक्स-रे का पता अंतरिक्ष-आधारित दूरबीनों का उपयोग करके लगाया जा सकता है, जो ब्लैक होल के बारे में बहुमूल्य जानकारी प्रदान करते हैं।
अनुसंधान दल ने हाल ही में भारत की पहली समर्पित अंतरिक्ष खगोल विज्ञान वेधशाला, जो पृथ्वी के चारों ओर कक्षा में है, एस्ट्रोसैट का उपयोग करके ब्लैक होल बाइनरी सिस्टम स्विफ्ट J1727.8-1613 का अध्ययन किया।
एस्ट्रोसैट एक्स-रे सहित बहु-तरंग दैर्ध्य में ब्रह्मांड का अवलोकन करने में सक्षम उपकरणों से सुसज्जित है, जो इसे ब्लैक होल बायनेरिज़ जैसी उच्च-ऊर्जा घटनाओं का अध्ययन करने के लिए आदर्श बनाता है।
अपने शोध के बारे में बोलते हुए, आईआईटी गुवाहाटी के भौतिकी विभाग के प्रोफेसर संतब्रत दास ने कहा, "रहस्यमय ब्लैक होल सिस्टम की जांच के लिए क्यूपीओ अपरिहार्य हैं। उच्च ऊर्जा (लगभग 100 केवी) पर एक्स-रे फोटॉन की आवधिक विविधताओं की जांच करके, क्यूपीओ मदद करते हैं ब्लैक होल के मजबूत गुरुत्वाकर्षण के पदचिह्नों को डिकोड करना उनके मौलिक गुणों और ब्लैक होल पड़ोसी वातावरण से पदार्थ को कैसे आकर्षित करता है, इसकी गतिशीलता को समझने में सहायता करता है।"
शोधकर्ताओं ने स्विफ्ट जे1727.8-1613 की अभिवृद्धि डिस्क द्वारा उत्सर्जित एक्स-रे प्रकाश में अर्ध-आवधिक दोलन (क्यूपीओ) का पता लगाया।
अर्ध-आवधिक दोलन (क्यूपीओ) विशिष्ट आवृत्तियों के आसपास एक खगोलीय वस्तु से एक्स-रे प्रकाश की टिमटिमाहट है।
उल्लेखनीय रूप से, इन क्यूपीओ ने केवल सात दिनों में अपनी आवृत्ति बदल दी, जो प्रति सेकंड 1.4 से 2.6 गुना तक बदल गई। आवृत्ति का यह परिवर्तन अत्यधिक उच्च-ऊर्जा एक्स-रे में देखा जाता है, जो अविश्वसनीय रूप से लगभग एक अरब डिग्री तक गर्म होते हैं।
"इस खोज के निहितार्थ गहरे हैं। क्यूपीओ खगोलविदों को अभिवृद्धि डिस्क के आंतरिक क्षेत्रों का अध्ययन करने और ब्लैक होल के द्रव्यमान और स्पिन अवधि को निर्धारित करने में मदद कर सकते हैं। वे आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत का भी परीक्षण कर सकते हैं, जो गुरुत्वाकर्षण को एक ज्यामितीय संपत्ति के रूप में वर्णित करता है अंतरिक्ष और समय, “आईआईटी गुवाहाटी ने विज्ञप्ति में कहा।
इस सिद्धांत के अनुसार, ब्लैक होल और न्यूट्रॉन जैसी विशाल वस्तुएं अपने चारों ओर अंतरिक्ष-समय के ताने-बाने को विकृत करना शुरू कर देती हैं, और यह वक्रता उन पथों को निर्धारित करती है जिनका अनुसरण पदार्थ एकत्रित करेगा, जिसे हम गुरुत्वाकर्षण आकर्षण के रूप में देखते हैं।
इस शोध निष्कर्ष के प्रभाव पर प्रकाश डालते हुए, डॉ. अनुज नंदी, यूआर राव सैटेलाइट सेंटर, इसरो ने कहा, "एस्ट्रोसैट की अद्वितीय क्षमताओं, अर्थात् उच्च समय रिज़ॉल्यूशन और बड़े एक्स-रे फोटॉन संग्रह क्षेत्र ने उच्च में क्यूपीओ आवृत्ति विकसित करने की खोज की।" ऊर्जा एक्स-रे संभव है।"
"ये उच्च ऊर्जा एक्स-रे तब उत्पन्न होते हैं जब कम ऊर्जा वाले फोटॉन कॉम्पटन स्कैटरिंग प्रक्रिया के माध्यम से ब्लैक होल के चारों ओर आंतरिक डिस्क से गर्म सामग्री के साथ संपर्क करते हैं। एस्ट्रोसैट अवलोकन स्पष्ट रूप से पुष्टि करते हैं कि स्विफ्ट J1727.8-1613 एक अभिवृद्धि अवस्था में था, जो कॉम्पटनाइज्ड उत्सर्जन के प्रभुत्व में था। एपेरियोडिक मॉड्यूलेशन, जिसके परिणामस्वरूप क्यूपीओ विशेषताएं देखी गईं," नंदी ने कहा।
इस कार्य का विवरण प्रतिष्ठित पत्रिका, रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसाइटी के मासिक नोटिस में आईआईटी गुवाहाटी के प्रोफेसर संतब्रत दास, यू आर राव सैटेलाइट सेंटर, इसरो के डॉ अनुज नंदी, प्रोफेसर एचएम अंतिया द्वारा सह-लिखित एक पेपर में प्रकाशित किया गया है। मुंबई विश्वविद्यालय, और टीआईएफआर से डॉ. तिलक कटोच और पराग शाह, आईआईटी गुवाहाटी के शोध छात्र शेषाद्रि मजूमदार के साथ।
