गुवाहाटी (आसाम) [भारत], इंडियन इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी गुवाहाटी, यूआर राव सॅटेलाइट सेंटर, इस्रो, मुंबई विद्यापीठ आणि टाटा इन्स्टिट्यूट ऑफ फंडामेंटल रिसर्च यासह बहु-संस्थात्मक संशोधन पथकाने स्विफ्ट J1727 नावाच्या नवीन शोधलेल्या ब्लॅक होल बायनरी प्रणालीचा अभ्यास केला आहे. .8-1613 AstroSat वरून प्राप्त डेटा वापरून.
संघाने क्ष-किरण वैशिष्ट्ये शोधून काढली आहेत जी ब्लॅक होलच्या स्वरूपाची संभाव्य माहिती देऊ शकतात.
कृष्णविवरांचा थेट अभ्यास करणे आव्हानात्मक आहे कारण कृष्णविवर शोधण्यासाठी किंवा मोजण्यासाठी काहीही सुटत नाही.
"तथापि, ब्लॅक होल बायनरी, जिथे कृष्णविवर दुसऱ्या वस्तूशी जोडलेले असते, जसे की सामान्य ताऱ्या, तपासासाठी एक अनोखी संधी प्रदान करते. या बायनरी प्रणालींमध्ये, कृष्णविवराचे गुरुत्वाकर्षण त्याच्या साथीदार ताऱ्यापासून सामग्री खेचते, ज्यामुळे एक अभिवृद्धी डिस्क तयार होते. ब्लॅक होलमध्ये वायू आणि धूळ पसरत आहे," आयआयटी गुवाहाटीच्या प्रेस रिलीझनुसार.
ॲक्रिशन डिस्कमधील सामग्री ब्लॅक होलच्या जवळ खेचली गेल्याने, ते अत्यंत उच्च तापमानापर्यंत, अनेकदा लाखो अंशांपर्यंत गरम होते आणि क्ष-किरण उत्सर्जित करते.
हे क्ष-किरण अवकाश-आधारित दुर्बिणी वापरून शोधले जाऊ शकतात, ज्यामुळे ब्लॅक होलबद्दलच मौल्यवान माहिती मिळते.
संशोधन पथकाने अलीकडेच पृथ्वीभोवती कक्षेत असलेली भारताची पहिली समर्पित अंतराळ खगोलशास्त्र वेधशाळा AstroSat वापरून स्विफ्ट J1727.8-1613 ब्लॅक होल बायनरी प्रणालीचा अभ्यास केला.
AstroSat हे क्ष-किरणांसह बहु-तरंगलांबीमध्ये विश्वाचे निरीक्षण करण्यास सक्षम उपकरणांसह सुसज्ज आहे, ज्यामुळे ते ब्लॅक होल बायनरीसारख्या उच्च-ऊर्जा घटनांचा अभ्यास करण्यासाठी आदर्श बनते.
त्यांच्या संशोधनाविषयी बोलताना, IIT गुवाहाटीच्या भौतिकशास्त्र विभागाचे प्राध्यापक संताब्रत दास म्हणाले, "गूढ कृष्णविवर प्रणालीचा तपास करण्यासाठी QPOs अपरिहार्य आहेत. उच्च उर्जेवर (सुमारे 100 keV) क्ष-किरण फोटॉनच्या नियतकालिक फरकांचे परीक्षण करून, QPOs मदत करतात. ब्लॅक होलच्या मजबूत गुरुत्वाकर्षणाच्या पायाचे ठसे डीकोड करा हे त्यांचे मूलभूत गुणधर्म आणि कृष्णविवर शेजारच्या वातावरणातून पदार्थ कसे आकर्षित करते हे समजून घेण्यास मदत करते.
संशोधकांना स्विफ्ट J1727.8-1613 च्या ऍक्रिशन डिस्कद्वारे उत्सर्जित झालेल्या एक्स-रे प्रकाशामध्ये अर्ध-कालावधी दोलन (QPOs) आढळले.
क्वॅसी-पीरियडिक ऑसिलेशन्स (क्यूपीओ) म्हणजे विशिष्ट फ्रिक्वेन्सीच्या आसपास असलेल्या खगोलीय वस्तूमधून क्ष-किरण प्रकाशाचा झगमगाट.
उल्लेखनीय म्हणजे, या QPO ने त्यांची वारंवारता फक्त सात दिवसांत बदलली, प्रति सेकंद 1.4 ते 2.6 वेळा बदलली. फ्रिक्वेन्सीचा हा बदल अत्यंत उच्च-ऊर्जा क्ष-किरणांमध्ये दिसून येतो, जे अविश्वसनीयपणे गरम असतात, सुमारे एक अब्ज अंश.
"या शोधाचे परिणाम सखोल आहेत. QPOs खगोलशास्त्रज्ञांना ॲक्रिशन डिस्कच्या आतील भागांचा अभ्यास करण्यास आणि कृष्णविवरांचे वस्तुमान आणि स्पिन कालावधी निर्धारित करण्यात मदत करू शकतात. ते आइनस्टाइनच्या सामान्य सापेक्षतेच्या सिद्धांताची चाचणी देखील करू शकतात, जे गुरुत्वाकर्षणाचे भूमितीय गुणधर्म म्हणून वर्णन करतात. जागा आणि वेळ,” आयआयटी गुवाहाटीने प्रकाशनात म्हटले आहे.
या सिद्धांतानुसार, ब्लॅक होल आणि न्यूट्रॉन यांसारख्या प्रचंड वस्तू त्यांच्या सभोवतालच्या अवकाशाच्या फॅब्रिकला विस्कळीत करण्यास सुरवात करतात आणि ही वक्रता पदार्थ वाढणारे मार्ग ठरवते, जे आपल्याला गुरुत्वाकर्षण आकर्षण म्हणून समजते.
या संशोधनाच्या परिणामावर प्रकाश टाकताना, डॉ अनुज नंदी, यूआर राव सॅटेलाइट सेंटर, इस्रो, पुढे म्हणाले, "ॲस्ट्रोसॅटच्या अद्वितीय क्षमता, म्हणजे उच्च वेळ रिझोल्यूशन आणि मोठे एक्स-रे फोटॉन गोळा करण्याचे क्षेत्र, यामुळे QPO वारंवारता विकसित होण्याचा शोध लागला. ऊर्जा एक्स-रे शक्य आहे."
"कमी ऊर्जेचे क्ष-किरण तयार होतात जेव्हा कृष्णविवरांच्या भोवतालच्या आतील डिस्कमधील गरम सामग्रीशी कॉम्प्टन स्कॅटरिंग प्रक्रियेद्वारे संवाद साधतात. ॲस्ट्रोसॅट निरिक्षण स्पष्टपणे पुष्टी करतात की स्विफ्ट J1727.8-1613 हे कॉम्पोनाइज्ड उत्सर्जनाचे वर्चस्व असलेल्या अभिवृद्धी स्थितीत होते. एपिरिओडिक मॉड्युलेशन, परिणामी QPO वैशिष्ट्यांचे निरीक्षण केले जाते," नंदी म्हणाले.
आयआयटी गुवाहाटी येथील प्रा.संतब्रत दास, यूआर राव सॅटेलाइट सेंटर, इस्रोचे डॉ. अनुज नंदी, प्रो. मुंबई विद्यापीठ आणि टीआयएफआरचे डॉ. टिळक कटोच आणि पराग शाह, तसेच आयआयटी गुवाहाटीचे संशोधक विद्यार्थी शेषाद्री मजुमदार.
संघाने क्ष-किरण वैशिष्ट्ये शोधून काढली आहेत जी ब्लॅक होलच्या स्वरूपाची संभाव्य माहिती देऊ शकतात.
कृष्णविवरांचा थेट अभ्यास करणे आव्हानात्मक आहे कारण कृष्णविवर शोधण्यासाठी किंवा मोजण्यासाठी काहीही सुटत नाही.
"तथापि, ब्लॅक होल बायनरी, जिथे कृष्णविवर दुसऱ्या वस्तूशी जोडलेले असते, जसे की सामान्य ताऱ्या, तपासासाठी एक अनोखी संधी प्रदान करते. या बायनरी प्रणालींमध्ये, कृष्णविवराचे गुरुत्वाकर्षण त्याच्या साथीदार ताऱ्यापासून सामग्री खेचते, ज्यामुळे एक अभिवृद्धी डिस्क तयार होते. ब्लॅक होलमध्ये वायू आणि धूळ पसरत आहे," आयआयटी गुवाहाटीच्या प्रेस रिलीझनुसार.
ॲक्रिशन डिस्कमधील सामग्री ब्लॅक होलच्या जवळ खेचली गेल्याने, ते अत्यंत उच्च तापमानापर्यंत, अनेकदा लाखो अंशांपर्यंत गरम होते आणि क्ष-किरण उत्सर्जित करते.
हे क्ष-किरण अवकाश-आधारित दुर्बिणी वापरून शोधले जाऊ शकतात, ज्यामुळे ब्लॅक होलबद्दलच मौल्यवान माहिती मिळते.
संशोधन पथकाने अलीकडेच पृथ्वीभोवती कक्षेत असलेली भारताची पहिली समर्पित अंतराळ खगोलशास्त्र वेधशाळा AstroSat वापरून स्विफ्ट J1727.8-1613 ब्लॅक होल बायनरी प्रणालीचा अभ्यास केला.
AstroSat हे क्ष-किरणांसह बहु-तरंगलांबीमध्ये विश्वाचे निरीक्षण करण्यास सक्षम उपकरणांसह सुसज्ज आहे, ज्यामुळे ते ब्लॅक होल बायनरीसारख्या उच्च-ऊर्जा घटनांचा अभ्यास करण्यासाठी आदर्श बनते.
त्यांच्या संशोधनाविषयी बोलताना, IIT गुवाहाटीच्या भौतिकशास्त्र विभागाचे प्राध्यापक संताब्रत दास म्हणाले, "गूढ कृष्णविवर प्रणालीचा तपास करण्यासाठी QPOs अपरिहार्य आहेत. उच्च उर्जेवर (सुमारे 100 keV) क्ष-किरण फोटॉनच्या नियतकालिक फरकांचे परीक्षण करून, QPOs मदत करतात. ब्लॅक होलच्या मजबूत गुरुत्वाकर्षणाच्या पायाचे ठसे डीकोड करा हे त्यांचे मूलभूत गुणधर्म आणि कृष्णविवर शेजारच्या वातावरणातून पदार्थ कसे आकर्षित करते हे समजून घेण्यास मदत करते.
संशोधकांना स्विफ्ट J1727.8-1613 च्या ऍक्रिशन डिस्कद्वारे उत्सर्जित झालेल्या एक्स-रे प्रकाशामध्ये अर्ध-कालावधी दोलन (QPOs) आढळले.
क्वॅसी-पीरियडिक ऑसिलेशन्स (क्यूपीओ) म्हणजे विशिष्ट फ्रिक्वेन्सीच्या आसपास असलेल्या खगोलीय वस्तूमधून क्ष-किरण प्रकाशाचा झगमगाट.
उल्लेखनीय म्हणजे, या QPO ने त्यांची वारंवारता फक्त सात दिवसांत बदलली, प्रति सेकंद 1.4 ते 2.6 वेळा बदलली. फ्रिक्वेन्सीचा हा बदल अत्यंत उच्च-ऊर्जा क्ष-किरणांमध्ये दिसून येतो, जे अविश्वसनीयपणे गरम असतात, सुमारे एक अब्ज अंश.
"या शोधाचे परिणाम सखोल आहेत. QPOs खगोलशास्त्रज्ञांना ॲक्रिशन डिस्कच्या आतील भागांचा अभ्यास करण्यास आणि कृष्णविवरांचे वस्तुमान आणि स्पिन कालावधी निर्धारित करण्यात मदत करू शकतात. ते आइनस्टाइनच्या सामान्य सापेक्षतेच्या सिद्धांताची चाचणी देखील करू शकतात, जे गुरुत्वाकर्षणाचे भूमितीय गुणधर्म म्हणून वर्णन करतात. जागा आणि वेळ,” आयआयटी गुवाहाटीने प्रकाशनात म्हटले आहे.
या सिद्धांतानुसार, ब्लॅक होल आणि न्यूट्रॉन यांसारख्या प्रचंड वस्तू त्यांच्या सभोवतालच्या अवकाशाच्या फॅब्रिकला विस्कळीत करण्यास सुरवात करतात आणि ही वक्रता पदार्थ वाढणारे मार्ग ठरवते, जे आपल्याला गुरुत्वाकर्षण आकर्षण म्हणून समजते.
या संशोधनाच्या परिणामावर प्रकाश टाकताना, डॉ अनुज नंदी, यूआर राव सॅटेलाइट सेंटर, इस्रो, पुढे म्हणाले, "ॲस्ट्रोसॅटच्या अद्वितीय क्षमता, म्हणजे उच्च वेळ रिझोल्यूशन आणि मोठे एक्स-रे फोटॉन गोळा करण्याचे क्षेत्र, यामुळे QPO वारंवारता विकसित होण्याचा शोध लागला. ऊर्जा एक्स-रे शक्य आहे."
"कमी ऊर्जेचे क्ष-किरण तयार होतात जेव्हा कृष्णविवरांच्या भोवतालच्या आतील डिस्कमधील गरम सामग्रीशी कॉम्प्टन स्कॅटरिंग प्रक्रियेद्वारे संवाद साधतात. ॲस्ट्रोसॅट निरिक्षण स्पष्टपणे पुष्टी करतात की स्विफ्ट J1727.8-1613 हे कॉम्पोनाइज्ड उत्सर्जनाचे वर्चस्व असलेल्या अभिवृद्धी स्थितीत होते. एपिरिओडिक मॉड्युलेशन, परिणामी QPO वैशिष्ट्यांचे निरीक्षण केले जाते," नंदी म्हणाले.
आयआयटी गुवाहाटी येथील प्रा.संतब्रत दास, यूआर राव सॅटेलाइट सेंटर, इस्रोचे डॉ. अनुज नंदी, प्रो. मुंबई विद्यापीठ आणि टीआयएफआरचे डॉ. टिळक कटोच आणि पराग शाह, तसेच आयआयटी गुवाहाटीचे संशोधक विद्यार्थी शेषाद्री मजुमदार.
