NASA के दूरबीनों ने ब्लैक होल के भोजन की समय-सारणी का पता लगाया

Science विज्ञान: नासा के चंद्रा एक्स-रे वेधशाला और नील गेहरल्स स्विफ्ट वेधशाला के साथ-साथ ईएसए के एक्सएमएम-न्यूटन से नए डेटा का उपयोग करके, शोधकर्ताओं की एक टीम ने यह समझने में महत्वपूर्ण प्रगति की है कि कैसे और कब एक सुपरमैसिव ब्लैक होल सामग्री प्राप्त करता है और फिर उसका उपभोग करता है। इन परिणामों का वर्णन करने वाला एक पेपर arXiv प्रीप्रिंट सर्वर पर दिखाई देता है, और इसे द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल में प्रकाशित किया जाएगा। लेखक धीरज पासम (मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी), एरिक कफलिन (सिराक्यूज यूनिवर्सिटी), मुरील गुओलो (जॉन्स हॉपकिंस यूनिवर्सिटी), थॉमस वेवर्स (स्पेस टेलीस्कोप साइंस इंस्टीट्यूट), क्रिस निक्सन (यूनिवर्सिटी ऑफ लीड्स, यूके), जेसन हिंकल (मैनोआ में हवाई विश्वविद्यालय), और अनन्या बंदोपाध्याय (सिराक्यूज) हैं। ऊपर दिए गए कलाकार की छाप एक तारे को दिखाती है जो AT2018fyk नामक प्रणाली में ऐसे ब्लैक होल द्वारा आंशिक रूप से बाधित हो गया है। AT2018fyk में सुपरमैसिव ब्लैक होल - जिसका द्रव्यमान सूर्य से लगभग 50 मिलियन गुना अधिक है - पृथ्वी से लगभग 860 मिलियन प्रकाश वर्ष की दूरी पर स्थित एक आकाशगंगा के केंद्र में है।

खगोलविदों ने निर्धारित किया है कि AT2018fyk में ब्लैक होल के चारों ओर एक तारा अत्यधिक अण्डाकार कक्षा में है,

ताकि ब्लैक होल से उसका सबसे दूर का दृष्टिकोण उसके निकटतम से बहुत बड़ा हो। अपने निकटतम दृष्टिकोण के दौरान, ब्लैक होल से ज्वारीय बल तारे से कुछ सामग्री खींचते हैं, जिससे "तारकीय मलबे" की दो ज्वारीय पूंछ बनती हैं। चित्रण तारे के आंशिक रूप से नष्ट होने के तुरंत बाद कक्षा में एक बिंदु दिखाता है, जब ज्वारीय पूंछ अभी भी तारे के करीब होती है। बाद में तारे की कक्षा में, विघटित सामग्री ब्लैक होल में वापस आ जाती है और ऊर्जा खो देती है, जिससे कक्षा में बाद में होने वाली एक्स-रे चमक में बड़ी वृद्धि होती है (यहाँ नहीं दिखाया गया है)। यह प्रक्रिया हर बार दोहराई जाती है जब तारा अपने निकटतम दृष्टिकोण के बिंदु पर लौटता है, जो लगभग हर 3.5 साल में होता है। चित्रण में तारे को उसकी दूसरी कक्षा के दौरान और ब्लैक होल के चारों ओर एक्स-रे उत्सर्जित करने वाली गैस की डिस्क को दर्शाया गया है, जो पहली ज्वारीय मुठभेड़ के उपोत्पाद के रूप में उत्पन्न होती है। शोधकर्ताओं ने 2018 में AT2018fyk पर ध्यान दिया जब ऑप्टिकल ग्राउंड-आधारित सर्वेक्षण ASAS-SN ने पाया कि सिस्टम बहुत अधिक चमकीला हो गया था।

NASA के NICER और चंद्रा और XMM-न्यूटन के साथ इसका अवलोकन करने के बाद,

शोधकर्ताओं ने निर्धारित किया कि चमक में उछाल एक "ज्वारीय विघटन घटना" या TDE से आया था, जो संकेत देता है कि एक तारा ब्लैक होल के बहुत करीब उड़ने के बाद पूरी तरह से टूट गया था और आंशिक रूप से निगला गया था। AT2018fyk का चंद्रा डेटा एक व्यापक क्षेत्र-दृश्य की ऑप्टिकल छवि के इनसेट में दिखाया गया है। जब नष्ट हुए तारे से सामग्री ब्लैक होल के करीब पहुंची, तो यह गर्म हो गया और एक्स-रे और पराबैंगनी (UV) प्रकाश उत्पन्न किया। ये संकेत फिर फीके पड़ गए, इस विचार से सहमत हुए कि ब्लैक होल को पचाने के लिए तारे में कुछ भी नहीं बचा था। हालांकि, लगभग दो साल बाद, आकाशगंगा से एक्स-रे और यूवी प्रकाश फिर से बहुत उज्ज्वल हो गया। खगोलविदों के अनुसार, इसका मतलब यह था कि तारा संभवतः ब्लैक होल द्वारा प्रारंभिक गुरुत्वाकर्षण पकड़ से बच गया और फिर ब्लैक होल के साथ एक अत्यधिक अण्डाकार कक्षा में प्रवेश कर गया। ब्लैक होल के दूसरे नज़दीकी दृष्टिकोण के दौरान, अधिक सामग्री खींची गई और अधिक एक्स-रे और यूवी प्रकाश का उत्पादन किया गया। ये परिणाम बाल्टीमोर में स्पेस टेलीस्कोप साइंस इंस्टीट्यूट के थॉमस वेवर्स के नेतृत्व में एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स में 2023 के पेपर में प्रकाशित हुए थे।