एरीज अध्ययन: ब्लैक होल के स्पिन से तय होती क्यूपीओ आवृत्ति

विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (डीएसटी) के स्वायत्त संस्थान आर्यभट्ट प्रेक्षण विज्ञान शोध संस्थान (एरीज) के वैज्ञानिकों ने एक ऐसी भौतिक प्रणाली पहचानी है, जो बताती है कि तेजी से घूमने वाले ब्लैक होल के चारों ओर घूमता पदार्थ अत्यधिक झिलमिलाती एक्स-रे क्यों छोड़ता है। इससे इन पिंडों के सैद्धांतिक मॉडल में अनिश्चितता घटती है।

विज्ञान संक्षेप में

ब्लैक होल ब्रह्मांड का सबसे घना पिंड है, जिसका गुरुत्वाकर्षण प्रकाश को भी बाहर नहीं जाने देता, और यह अपनी धुरी पर घूम सकता है। इसकी ओर खिंचा पदार्थ एक्रिशन प्रवाह बनाता है, जो तेज गति से भीतर गिरता है और गैर-तापीय विकिरण छोड़ता है। इस विकिरण की चमक में लगभग नियमित घट-बढ़ होती है, जिसे अर्ध-आवधिक दोलन (क्यूपीओ) कहा जाता है। ब्लैक होल एक्स-रे युग्म तारों में इनकी आवृत्ति एक चक्र प्रति सेकंड से कम से लेकर कई सौ चक्र प्रति सेकंड तक हो सकती है। पहले के अध्ययन कम आवृत्ति के दोलन समझा पाते थे, पर ऊंची आवृत्ति के लिए उन्हें अलग प्रक्रियाओं का सहारा लेना पड़ता था।

अध्ययन कैसे हुआ

दल ने एरीज के न्यूमेरिकल एंड थियोरेटिकल एस्ट्रोफिजिक्स समूह द्वारा बनाया कंप्यूटर सिमुलेशन काम में लिया, जो चिपचिपे एक्रिशन प्रवाह का मॉडल बनाता है और ऊर्जा, द्रव्यमान तथा संवेग को संरक्षित रखता है। इसका नेतृत्व एरीज के श्री सनित देबनाथ और डॉ. इंद्रनील चट्टोपाध्याय ने किया, जिसमें पोलैंड के निकोलस कोपरनिकस एस्ट्रोनॉमिकल सेंटर तथा एमजेपी रोहिलखंड विश्वविद्यालय, बरेली के वैज्ञानिक भी शामिल रहे। निष्कर्ष जर्नल ऑफ हाई एनर्जी एस्ट्रोफिजिक्स में प्रकाशित हुए।

क्या पता चला

जब एक्रिशन प्रवाह की चिपचिपाहट एक निश्चित सीमा से ऊपर जाती है, तो डिस्क का सामान्यतः स्थिर झटका अस्थिर होकर दोलन करने लगता है और यही दोलन प्रकाश की झिलमिलाहट के रूप में दिखता है। घूर्णन की भूमिका बड़ी है। धीरे घूमते ब्लैक होल के पास चिपचिपाहट दोलनशील झटके की औसत स्थिति को बाहर धकेल देती है, इसलिए मुख्यतः कम आवृत्ति वाले क्यूपीओ मिलते हैं। तेजी से घूमते ब्लैक होल में झटका भीतर खिंच आता है और क्यूपीओ की आवृत्तियों का दायरा बहुत चौड़ा हो जाता है, जो एक्स-रे युग्म तारों में देखी गई तेज घट-बढ़ से मेल खाता है। अध्ययन में क्यूपीओ आवृत्ति और फोटॉन सूचकांक के बीच स्पष्ट संबंध भी मिला। अनुसंधानकर्ताओं के अनुसार यह पहला संख्यात्मक अध्ययन है, जिसमें आंतरिक घर्षण के साथ एक्रिशन प्रवाह का अनुकरण किया गया और सापेक्षतावादी द्रव के तापगतिकी संबंध लागू किए गए।