एक लालची आकाशगंगा जो बिग बैंग के 1.3 अरब साल से भी कम समय बाद अस्तित्व में थी, सुपरमैसिव ब्लैक होल जमा कर रही है।

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भारी वजन वाले ब्लैक होल की तिकड़ी मौत के नृत्य में उलझी हुई है, जो संभवतः उन सभी को धीरे-धीरे विलीन होते हुए एक और भी बड़े दानव में तब्दील होते हुए देखेगी।

वैज्ञानिकों ने एक आकाशगंगा में ब्लैक होल की खोज की है जो इतनी दूर है कि इसकी रोशनी को हम तक पहुंचने में 12.5 अरब साल लग गए हैं, यानी हम इसे बिग बैंग के बाद 1.3 अरब साल से भी कम समय में देख सकते हैं। और यह इस बात का पुख्ता सबूत पेश कर रहा है कि प्रारंभिक ब्रह्मांड में ब्लैक होल के इतने तेजी से बड़े होने का एक तरीका विलय के माध्यम से था।

जर्मनी में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर एक्स्ट्राटेरेस्ट्रियल फिजिक्स की खगोलशास्त्री और अध्ययन का नेतृत्व करने वाली हन्ना उब्लर ने एक बयान में कहा, "यह सुदूर ब्रह्मांड में एक ही आकाशगंगा में तीन सक्रिय ब्लैक होल का पहला सबूत है।" "इससे पता चलता है कि प्रारंभिक ब्रह्मांड में प्रक्रियाएं बड़े पैमाने पर ब्लैक होल को एक साथ लाने में कुशल थीं, जिससे हम भविष्य के गुरुत्वाकर्षण-तरंग वेधशालाओं के साथ बड़े पैमाने पर ब्लैक-होल विलय का पता लगाने की उम्मीद कर रहे थे।"

ब्लैक होल की मेजबानी करने वाली आकाशगंगा को J0148-4214 के रूप में सूचीबद्ध किया गया है और यह इतनी दूर है (उनकी रेडशिफ्ट 5.0167 है) कि जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST), जिसने खोज की थी, ब्लैक होल को सीधे नहीं देख सका। इसके बजाय, JWST के नियर इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोमीटर (NIRSpec) पर इंटीग्रेटेड फील्ड स्पेक्ट्रोस्कोपी यूनिट ने प्रत्येक ब्लैक होल को घेरने वाली अभिवृद्धि डिस्क में उच्च वेग से घूम रही हाइड्रोजन गैस की गति को मापा।

मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर एक्स्ट्राटेरेस्ट्रियल फिजिक्स के जियोवन्नी माज़ोलारी ने बयान में कहा, "JWST डेटा ने हमें न केवल तीन ब्लैक होल की पहचान करने की अनुमति दी, बल्कि उनके द्रव्यमान, अभिवृद्धि दर और आकाशगंगा के तारकीय द्रव्यमान का अनुमान लगाने की भी अनुमति दी।" "हमें लगभग 1.3 अरब सूर्यों का कुल तारकीय द्रव्यमान मिलता है, और ब्लैक होल इसका एक महत्वपूर्ण अंश दर्शाते हैं।"

दो ब्लैक होल J0148-4214 के केंद्र में स्थित हैं, जो 620 प्रकाश-वर्ष से अलग हैं। इनमें से एक ब्लैक होल का द्रव्यमान हमारे सूर्य के द्रव्यमान का 80 मिलियन गुना है, जबकि इसका साथी 600,000 सौर द्रव्यमान का सापेक्षिक पिप्सक्वीक है। फिर भी अपने छोटे कद के बावजूद, छोटा ब्लैक होल एडिंगटन सीमा से अधिक तेजी से गैस जमा करके जबरदस्त दर से बढ़ रहा है। यह सैद्धांतिक अधिकतम दर है जिस पर सामग्री ब्लैक होल की ओर गिर सकती है; यदि दर कुछ भी अधिक है तो ब्लैक होल के चारों ओर अभिवृद्धि डिस्क इतनी घनी और गर्म हो जाती है कि डिस्क से निकलने वाला विकिरण सामग्री को फिर से बाहर निकाल देता है, जिससे ब्लैक होल का पोषण उन्माद दब जाता है। इसका मतलब यह है कि छोटा ब्लैक होल थोड़े समय के लिए ही इस दर से बढ़ पाएगा, इससे पहले कि नकारात्मक प्रतिक्रिया रुक जाए।

तीसरा ब्लैक होल J0148-4214 के केंद्र से 5,500 प्रकाश वर्ष दूर है और इसका द्रव्यमान हमारे सूर्य के द्रव्यमान से दो मिलियन गुना अधिक है। यह हमारी आकाशगंगा के केंद्र में स्थित सुपरमैसिव ब्लैक होल के द्रव्यमान का लगभग आधा है, जिसे सैगिटेरियस ए* कहा जाता है। ऐसा माना जाता है कि यह तीसरा ब्लैक होल, और संभवतः दूसरा भी, आकाशगंगाओं के बीच विलय के माध्यम से J0148-4214 में अपना रास्ता खोज लिया।

कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के रॉबर्टो मैओलिनी, जो निष्कर्षों में भागीदार थे, ने कहा, "ये परिणाम बेहद रोमांचक हैं।" "उनका सुझाव है कि प्रारंभिक ब्रह्मांड में उनके तीव्र विकास के लिए ब्लैक-होल विलय एक अतिरिक्त, तेज़ मार्ग हो सकता है।"

ब्लैक होल के बीच विलय से गुरुत्वाकर्षण तरंगों का विस्फोट होता है। वर्तमान गुरुत्वाकर्षण-तरंग डिटेक्टर - जिनमें संयुक्त राज्य अमेरिका में लेजर इंटरफेरोमीटर ग्रेविटेशनल-वेव ऑब्ज़र्वेटरी (LIGO), इटली में विर्गो और जापान में KAGRA शामिल हैं - तारकीय-द्रव्यमान वाले ब्लैक होल के विलय से उच्च आवृत्ति, छोटी तरंग दैर्ध्य गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाने में सक्षम हैं, जो कुछ सुपरनोवा विस्फोटों में बनते हैं। J0148-4214 जैसे सुपरमैसिव ब्लैक होल के विलय से उत्पन्न अधिक लंबी तरंग दैर्ध्य, छोटी आवृत्ति वाली गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाने के लिए कई लाखों मील लंबी आधार रेखा वाले अंतरिक्ष-आधारित डिटेक्टर की आवश्यकता होती है।

उस अंत तक, यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी LISA, लेजर इंटरफेरोमीटर स्पेस एंटीना लॉन्च करने की योजना बना रही है। यदि सब कुछ योजना के अनुरूप रहा, तो 2030 के मध्य तक। एलआईएसए में त्रिकोणीय संरचना में तीन अंतरिक्ष यान होंगे, त्रिकोण की प्रत्येक भुजा 1.55 मिलियन मील (2.5 मिलियन किलोमीटर) लंबी होगी। तीन अंतरिक्ष यान एक-दूसरे पर लेजर किरणें डालेंगे, लंबी-तरंग दैर्ध्य गुरुत्वाकर्षण तरंग के पारित होने के सबूत के रूप में उन लेजर बीम के यात्रा समय में विचलन की तलाश करेंगे।

हालांकि, J0148-4214 के संबंध में एक चेतावनी है: तीसरा ब्लैक होल अन्य दो के साथ टकराव के रास्ते पर नहीं हो सकता है। इसके बजाय, यह आकाशगंगा से बाहर जा सकता है।

यह क्लासिक थ्री-बॉडी समस्या है: एक-दूसरे की परिक्रमा करने वाली तीन वस्तुएं कैसे परस्पर क्रिया करती हैं?

दो छोटे ब्लैक होल एक बाइनरी जोड़ी के रूप में J0148-4214 में प्रवेश कर गए होंगे। फिर, जैसे ही वे 80-मिलियन-सौर-द्रव्यमान वाले ब्लैक होल के करीब आ गए, अधिक विशाल ब्लैक होल 600,000-सौर-द्रव्यमान वाले ब्लैक होल को छीन सकता था, जबकि दो-मिलियन-सौर-द्रव्यमान वाले ब्लैक होल के साथ कोणीय गति का आदान-प्रदान करते हुए इसे उच्च वेग से दूर फेंक सकता था। हम अपनी आकाशगंगा में हाइपरवेलोसिटी सितारों के साथ एक समान प्रभाव देखते हैं जो आकाशगंगा से बाहर निकल रहे हैं। ये तेज़ तारे तारों की एक द्विआधारी जोड़ी का हिस्सा हुआ करते थे जो धनु A* के बहुत करीब थे, जो हमारी आकाशगंगा के केंद्र में ब्लैक होल है। बाइनरी का एक आधा हिस्सा ब्लैक होल द्वारा पकड़ लिया गया और दूसरा दूर फेंक दिया गया।

वर्तमान में, J0148-4214 में तीसरे ब्लैक होल की गति की दिशा को मापने और यह पुष्टि करने का कोई तरीका नहीं है कि यह अन्य दो ब्लैक होल के साथ विलय होगा या बच जाएगा। यदि यह बच जाता, तो 12.5 अरब वर्ष बाद भी यह अभी भी अंतरिक्ष में अकेले और अंधेरे में भटक रहा होता।

निष्कर्ष एस्ट्रोनॉमी एंड एस्ट्रोफिजिक्स जर्नल में प्रस्तुत किए गए हैं।

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कीथ कूपर यूनाइटेड किंगडम में एक स्वतंत्र विज्ञान पत्रकार और संपादक हैं, और उनके पास मैनचेस्टर विश्वविद्यालय से भौतिकी और खगोल भौतिकी में डिग्री है। वह "द कॉन्टैक्ट पैराडॉक्स: चैलेंजिंग अवर असेम्प्शन्स इन द सर्च फॉर एक्स्ट्राटेरेस्ट्रियल इंटेलिजेंस" (ब्लूम्सबरी सिग्मा, 2020) के लेखक हैं और उन्होंने कई पत्रिकाओं और वेबसाइटों के लिए खगोल विज्ञान, अंतरिक्ष, भौतिकी और खगोल जीव विज्ञान पर लेख लिखे हैं।