असममित संलयन से उत्पन्न ब्लैक होल खलनायक बन सकता है

खगोलविदों ने पहले मजबूत सबूत की खोज की है कि ब्लैक होल विलय की घटनाएं उनकी आकाशगंगा से ब्लैक होल को स्पिन करने के लिए पर्याप्त “किक” उत्पन्न कर सकती हैं।

टीम, जिसमें जर्मनी में अल्बर्ट आइंस्टीन इंस्टीट्यूट में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर ग्रेविटेशनल फिजिक्स के वैज्ञानिक विजय वर्मा शामिल थे, ने विलय कार्यक्रम GW200129 से LIGO के डिटेक्टरों और उनके यूरोपीय समकक्ष, कन्या द्वारा प्राप्त गुरुत्वाकर्षण तरंग डेटा का अध्ययन किया। वैज्ञानिकों ने निर्धारित किया कि टक्कर और विलय से बना ब्लैक होल 3 मिलियन मील प्रति घंटे (4.8 मिलियन किलोमीटर प्रति घंटे) की गति से अंतरिक्ष में भाग रहा था, जिसे टीम के एक सदस्य ने “अद्भुत और चौंकाने वाला” बताया।

जब दो ब्लैक होल आपस में टकराते हैं, तो वे अपने पीछे और भी विशाल और अवशेष ब्लैक होल छोड़ जाते हैं। टीम के काम का विवरण देने वाले एक पेपर के मुख्य लेखक वर्मा ने कहा, यह प्रक्रिया शेष ब्लैक होल को “बाउंस” किक प्रदान कर सकती है।

जब ब्लैक होल एक-दूसरे की परिक्रमा करते हैं, तो वे गुरुत्वाकर्षण तरंगों का उत्सर्जन करते हैं – अनिवार्य रूप से गुरुत्वाकर्षण विकिरण – जो ऊर्जा और कोणीय गति को दूर ले जाते हैं क्योंकि वे अंतरिक्ष के कपड़े के माध्यम से तरंगित होते हैं। ये उत्सर्जन कक्षा के सिकुड़ने का कारण बनते हैं, जिससे ब्लैक होल टकराते हैं और विलीन हो जाते हैं।

वर्मा ने आगे कहा, “ब्लैक होल विलय भी गुरुत्वाकर्षण विकिरण का उत्सर्जन करता है, जो खगोल भौतिकी प्रक्रियाओं के समान है जो विद्युत चुम्बकीय विकिरण – प्रकाश का उत्सर्जन करता है।”

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हालांकि, अगर ब्लैक होल में असमान द्रव्यमान होते हैं या घूमते हैं, तो इससे गुरुत्वाकर्षण तरंगों के उत्सर्जन में विषमता होती है, क्योंकि वे मुख्य रूप से एक दिशा में उत्सर्जित होते हैं। चूँकि भौतिकी के मूलभूत नियमों के लिए संवेग के संरक्षण की आवश्यकता होती है, इस विषमता के परिणामस्वरूप एक बड़ी किक होती है, जिससे शेष ब्लैक होल विपरीत दिशा में उछलता है।

इन बड़े किक की उम्मीद तब की जाती है जब विलय का कक्षीय विमान बंद हो जाता है या “डगमगाता है।” कक्षीय गति को गुरुत्वाकर्षण तरंग संकेत में आयाम के एक छोटे मॉड्यूलेशन के रूप में देखा जा सकता है। मैसाचुसेट्स डार्टमाउथ विश्वविद्यालय के गणितज्ञ सह-लेखक स्कॉट फील्ड ने ProfoundSpace.org को बताया, “यह बाइनरी ब्लैक होल सिस्टम कक्षीय गति के मजबूत संकेत दिखाने वाला पहला व्यक्ति है, क्योंकि कक्षीय विमान दोलन करता है।”

वर्मा ने कहा कि गुरुत्वाकर्षण विकिरण का विश्लेषण करके, खगोलविद और खगोल वैज्ञानिक ब्लैक होल विलय के बारे में जान सकते हैं। इसके अलावा, चूंकि आकाशगंगाओं के विकास में ब्लैक होल का प्रभाव होता है, इसलिए इन प्रक्रियाओं के बारे में अधिक जानने से पता चल सकता है कि आकाशगंगा जैसे सितारों के समूह कैसे विकसित होते हैं।

यह पहली बार है जब खगोलविदों ने इस बात के पुख्ता सबूत जुटाए हैं कि इस तरह का विलय परिणामी ब्लैक होल को अपनी आकाशगंगा से बाहर निकाल सकता है। “पहले देखे गए ब्लैक होल विलय की घटनाओं के विपरीत, यह पहली घटना है जो भारी उछाल वेग के लिए मजबूत सबूत प्रदान करती है। वास्तव में, शेष ब्लैक होल अपने मेजबान पर्यावरण से बचने के लिए काफी बड़ा है, “फील्ड ने कहा। हम जानते हैं कि सामान्य सापेक्षता ऐसी चरम संभावनाओं की अनुमति देती है कि सिद्धांत रूप में, हमें नहीं पता था कि ब्रह्मांड उन्हें उत्पन्न करेगा या नहीं। ब्लैक होल का अंतिम वेग इतना बड़ा है कि यह मेजबान वातावरण के पलायन वेग से अधिक होने की संभावना है।”

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फील्ड ने कहा कि इस परिणाम का बाइनरी ब्लैक होल गठन परिदृश्यों के लिए भी महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ेगा। ऐसा इसलिए है क्योंकि आकाशगंगा के केंद्र में धनु A* (Sgr A*) जैसे सुपरमैसिव ब्लैक होल, टकरावों की एक श्रृंखला के माध्यम से बनते हैं जिन्हें वैज्ञानिक पदानुक्रमित विलय कहते हैं। आकाशगंगा से निकलने वाले ब्लैक होल इस प्रक्रिया में भाग नहीं ले सकते। विलय जो ब्लैक होल को एक जूता देते हैं
विलय का पता लगाना जो ब्लैक होल को बढ़ावा देने के लिए पर्याप्त संतुलित नहीं हैं, अब तकनीक के लिए धन्यवाद संभव है जो गुरुत्वाकर्षण तरंगों के अधिक सटीक पता लगाने की अनुमति देता है।

ब्लैक होल विलय से कोई प्रकाश नहीं निकलता है, इसलिए गुरुत्वाकर्षण तरंगें ही उनका पता लगाने और उन्हें पहचानने का एकमात्र तरीका है। हम गुरुत्वाकर्षण तरंग वेधशालाओं के बिना इस बेदखल दुष्ट ब्लैक होल के बारे में नहीं जान पाएंगे।” शोधकर्ताओं के अनुसार, अपनी आकाशगंगा से बाहर निकल गया, लेकिन यही परिणाम है।

“अगर वास्तव में ऐसा है, तो यह अब एक दुष्ट ब्लैक होल के रूप में अकेले ब्रह्मांड में घूम रहा है,” वर्मा ने कहा। उन्होंने सुझाव दिया कि यहां जो विलय हुआ वह एक अधिक नाटकीय घटना का सूक्ष्म जगत हो सकता है। “एक समान घटना तब होती है जब सुपरमैसिव ब्लैक होल विलीन हो जाते हैं, जो एक गैलेक्टिक विलय के बाद हो सकता है,” वर्मा ने कहा। “अंतिम सुपरमैसिव ब्लैक होल एक विलय करने वाली आकाशगंगा के केंद्र से बाहर निकल सकता है, या यहां तक ​​​​कि इससे बाहर आ सकता है, एक केंद्रीय ब्लैक होल के बिना आकाशगंगा को पीछे छोड़ सकता है।”

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हालांकि वर्तमान गुरुत्वाकर्षण-लहर डिटेक्टर सुपरमैसिव ब्लैक होल विलय की निगरानी के लिए पर्याप्त शक्तिशाली नहीं हैं, लेखक कहते हैं कि भविष्य के अंतरिक्ष-आधारित डिटेक्टर, जैसे कि लेजर इंटरफेरोमीटर एंटीना (एलआईएसए) मिशन, ऐसा करने में सक्षम हो सकते हैं। “गुरुत्वाकर्षण तरंग खगोल विज्ञान ने पिछले पांच वर्षों में कई उच्च-प्रभाव और अद्भुत खोजें की हैं,” फील्ड ने कहा। “गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पहली बार पता लगाने से पहले, हमारे क्षेत्र का मंत्र था कि गुरुत्वाकर्षण तरंगें ब्रह्मांड में एक नई खिड़की खोल देंगी। और यह एलआईजीओ में प्रत्येक नए अवलोकन दौर के साथ सच साबित हुआ है।”

समाचार सारांश:

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