ASSAM NEWS : आईआईटी-गुवाहाटी और बहु-संस्थागत टीम ने ब्लैक होल बाइनरी सिस्टम पर नए निष्कर्षों का खुलासा किया

Guwahati गुवाहाटी: भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान गुवाहाटी (IITG), बेंगलुरु स्थित यू आर राव सैटेलाइट सेंटर (URSC), भारतीय अंतरिक्ष अनुसंधान संगठन (ISRO), मुंबई विश्वविद्यालय और मुंबई स्थित टाटा इंस्टीट्यूट ऑफ फंडामेंटल रिसर्च (TIFR) सहित एक बहु-संस्थागत शोध दल ने ‘एस्ट्रोसैट’ से प्राप्त डेटा का उपयोग करके ‘स्विफ्ट J1727.8-1613’ नामक एक नए खोजे गए ब्लैक होल बाइनरी सिस्टम का अध्ययन किया है।

शोध दल ने 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 नहीं निकलता है जिसे पता लगाया या मापा जा सके। हालांकि, ब्लैक होल बाइनरी, जहां एक ब्लैक होल को किसी अन्य वस्तु, जैसे कि एक सामान्य तारे के साथ जोड़ा जाता है, जांच के लिए एक अनूठा अवसर प्रदान करता है।

इन बाइनरी सिस्टम में, ब्लैक होल का गुरुत्वाकर्षण अपने साथी तारे से सामग्री को खींचता है, जिससे ब्लैक होल में गैस और धूल की एक अभिवृद्धि डिस्क बनती है। जैसे-जैसे अभिवृद्धि डिस्क में मौजूद पदार्थ 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।

शोध दल ने हाल ही में एस्ट्रोसैट का उपयोग करके ब्लैक होल बाइनरी सिस्टम स्विफ्ट J1727.8-1613 का अध्ययन किया, जो भारत का पहला समर्पित अंतरिक्ष खगोल विज्ञान वेधशाला है, जो पृथ्वी के चारों ओर कक्षा में है। एस्ट्रोसैट एक्स-रे सहित बहु-तरंगदैर्ध्य में ब्रह्मांड का निरीक्षण करने में सक्षम उपकरणों से लैस है, जो इसे ब्लैक होल बाइनरी जैसी उच्च-ऊर्जा घटनाओं का अध्ययन करने के लिए आदर्श बनाता है।

शोधकर्ताओं ने स्विफ्ट J1727.8-1613 की अभिवृद्धि डिस्क द्वारा उत्सर्जित एक्स-रे प्रकाश में अर्ध-आवधिक दोलन (QPO) का पता लगाया। QPO विशिष्ट आवृत्तियों के आसपास एक खगोलीय वस्तु से एक्स-रे प्रकाश की झिलमिलाहट है।

अपने शोध के बारे में बात करते हुए, IITG के भौतिकी विभाग के प्रोफ़ेसर संतब्रत दास ने कहा, "रहस्यमय ब्लैक होल सिस्टम की जांच के लिए QPO अपरिहार्य हैं। उच्च ऊर्जा पर एक्स-रे फोटॉनों के आवधिक बदलावों की जांच करके, QPO ब्लैक होल के मजबूत गुरुत्वाकर्षण के पदचिह्नों को समझने में मदद करते हैं। यह उनके मौलिक गुणों और ब्लैक होल द्वारा पड़ोसी वातावरण से पदार्थ को आकर्षित करने की गतिशीलता को समझने में सहायता करता है।"

उल्लेखनीय रूप से, इन QPO ने केवल सात दिनों में अपनी आवृत्ति बदल दी, जो 1.4 से 2.6 बार प्रति सेकंड हो गई। आवृत्ति का यह परिवर्तन अत्यधिक उच्च-ऊर्जा एक्स-रे में देखा जाता है, जो अविश्वसनीय रूप से गर्म होते हैं, लगभग एक अरब डिग्री। इस खोज के निहितार्थ बहुत गहरे हैं। QPO खगोलविदों को अभिवृद्धि डिस्क के आंतरिक क्षेत्रों का अध्ययन करने और ब्लैक होल के द्रव्यमान और स्पिन अवधि निर्धारित करने में मदद कर सकते हैं।

वे आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत का भी परीक्षण कर सकते हैं, जो गुरुत्वाकर्षण को अंतरिक्ष और समय की एक ज्यामितीय संपत्ति के रूप में वर्णित करता है। इस सिद्धांत के अनुसार, ब्लैक होल और न्यूट्रॉन तारे जैसे विशाल पिंड अपने आस-पास के स्पेस-टाइम के ताने-बाने को विकृत कर देते हैं और यह वक्रता उन रास्तों को निर्धारित करती है, जिनका अनुसरण संचित पदार्थ करेंगे, जिसे हम गुरुत्वाकर्षण आकर्षण के रूप में देखते हैं।

इस शोध निष्कर्ष के प्रभाव पर प्रकाश डालते हुए, इसरो के यूआरएससी के अनुज नंदी ने कहा, "एस्ट्रोसैट की अनूठी क्षमताएं, अर्थात् उच्च समय संकल्प और बड़े एक्स-रे फोटॉन संग्रह क्षेत्र ने उच्च ऊर्जा एक्स-रे में विकसित क्यूपीओ आवृत्ति की खोज को संभव बनाया।"

आईआईटी गुवाहाटी में अपने शोध छात्र शेषाद्री मजूमदार (दाएं) के साथ प्रोफेसर संतब्रत दास (बाएं)

"ये उच्च ऊर्जा एक्स-रे तब उत्पन्न होते हैं, जब कम ऊर्जा वाले फोटॉन कॉम्पटन बिखराव 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 संचय अवस्था में था, जिसमें कॉम्पटनाइज्ड उत्सर्जन हावी था, जो अनियमित मॉड्यूलेशन को प्रकट करता है, जिसके परिणामस्वरूप क्यूपीओ विशेषताएं देखी गईं," उन्होंने कहा।