वेब टेलिस्कोप “आई ऑफ सौरोन” में टकटकी लगाने वाला है

कितना करता है एक ब्लैक होल वजन? जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप इसका पता लगाने वाला है।

जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप की पहली छवियों के अगले महीने लाइव होने के बाद, वेधशाला के लिए वास्तविक विज्ञान करना शुरू करने का समय आ जाएगा। वेब के पहले लक्ष्यों में से एक खगोलविदों को पास की सर्पिल आकाशगंगा एनजीसी 4151 के केंद्र में सुपरमैसिव ब्लैक होल को “वजन” करने में मदद करना होगा – जिसे लॉर्ड ऑफ द रिंग्स त्रयी में एक प्रतिष्ठित पुरुषवादी उपस्थिति के समानता के लिए सौरोन की आंख के रूप में भी जाना जाता है। .

वेब का नियर इंफ्रारेड स्पेक्ट्रोग्राफ (एनआईआरएसपीसी) उपकरण मापेगा कि एनजीसी 4151 आकाशगंगा के अंतरतम तारे कितनी जल्दी आकाशगंगा के केंद्र की परिक्रमा करते हैं। वह जानकारी खगोल भौतिकीविदों को ब्लैक होल के द्रव्यमान की गणना करने में मदद करेगी, क्योंकि तारे जितनी तेज़ी से परिक्रमा करते हैं, ब्लैक होल उतना ही अधिक विशाल होता है।

बड़ा विचार – सितारों को ट्रैक करने के लिए, एनआईआरएसपीसी को ब्लैक होल की अभिवृद्धि डिस्क की अत्यधिक उज्ज्वल पृष्ठभूमि के खिलाफ उनके प्रकाश को देखना होगा। जैसे-जैसे पदार्थ ब्लैक होल की ओर गिरता है, यह गर्म और चमकीला होता जाता है; सौरोन की आंख की पुतली की तरह सक्रिय रूप से “खिलाने वाला” ब्लैक होल ब्रह्मांड की सबसे चमकीली चीजों में से एक है। उस धधकती पृष्ठभूमि के खिलाफ, अधिक स्टारलाइट चुनना मुश्किल है – लेकिन वेब की दृष्टि नौकरी के लिए काफी तेज है।

हालांकि, वेब के शक्तिशाली उपकरण भी अलग-अलग सितारों को ट्रैक नहीं कर पाएंगे क्योंकि एनजीसी 4151 इतनी दूर (लगभग 19 मेगापार्सेक) है। इसके बजाय, जॉर्जिया स्टेट यूनिवर्सिटी के प्रमुख अन्वेषक मिस्टी बेंट्ज़ बताते हैं, इसके बजाय, इसका एनआईआरएसपीसी उपकरण “तारों के समूहों और उनके संयुक्त गतियों को धुंधला कर देगा” को ट्रैक करेगा। श्लोक में.

वह और उनकी टीम एक कंप्यूटर मॉडल का निर्माण कर रही है जिसमें हजारों नकली तारे अपने केंद्र में एक सुपरमैसिव ब्लैक होल की परिक्रमा करते हैं। वे मॉडल में ब्लैक होल के द्रव्यमान को तब तक बदल देंगे जब तक कि नकली सितारों की कक्षाएँ वेब के वास्तविक-विश्व डेटा से निकटता से मेल नहीं खातीं।

यहाँ पृष्ठभूमि है – GC 4151 का ब्लैक होल एक सक्रिय ब्लैक होल है, जो अभी भी अधिक सामग्री को अपने में खींचकर बढ़ रहा है। और एक ब्लैक होल का द्रव्यमान यह निर्धारित करता है कि यह आस-पास की गैस पर “खिला” कैसे करता है, यह पास के तारे के निर्माण को कैसे प्रभावित करता है, और इस प्रकार पूरी आकाशगंगा इसके चारों ओर कैसे विकसित होती है।

“ब्लैक होल गन्दा खाने वाले होते हैं, इसलिए जब वे बढ़ रहे होते हैं या खा रहे होते हैं, तो वे सामग्री और ऊर्जा को वापस आकाशगंगा में फेंक रहे होते हैं,” बेंटज़ कहते हैं। “यह आकाशगंगा के विकास को धीमा कर देता है और ब्लैक होल के विकास को भी धीमा कर देता है, क्योंकि यह अंततः उनकी ईंधन आपूर्ति में कटौती करता है।”

हबल स्पेस टेलीस्कोप की यह छवि ब्लैक होल द्वारा बौनी आकाशगंगा हेंज 2-10 में फेंकी गई गैस को आकाशगंगा में तारे के निर्माण के एक क्षेत्र को खिलाती हुई दिखाती है।नासा और अंतरिक्ष दूरबीन विज्ञान संस्थान

इसलिए सक्रिय ब्लैक होल का अध्ययन करना इतना महत्वपूर्ण है, और NGC 4151 निकटतम आकाशगंगाओं में से एक है जिसके केंद्र में सक्रिय रूप से बढ़ते सुपरमैसिव ब्लैक होल हैं। खगोलविदों ने आकाशगंगा को सौरोन की आंख का उपनाम दिया क्योंकि इसका मध्य क्षेत्र लॉर्ड ऑफ द रिंग्स त्रयी में मोर्डोर के दुष्ट शासक की भयानक आंख जैसा दिखता है। झूठी-रंग की छवियों में नोटिस करना सबसे आसान है, जहां हाइड्रोजन गैस के गुच्छों से रेडियो उत्सर्जन तेज लाल रंग में होता है। और एक बार देख लेने के बाद आप इसे अनदेखा नहीं कर सकते।

वेब अपने एनआईआरएसपीसी उपकरण के साथ बहादुरी से सौरन को आंखों में देखेगा, जो एक जूते के बक्से के आकार के बारे में है लेकिन इसमें लगभग 100 सटीक रूप से तैयार किए गए दर्पण शामिल हैं। वे दर्पण एक छवि में हर स्रोत से प्रकाश को पकड़ते हैं, फिर प्रकाश को अलग-अलग तरंग दैर्ध्य में विभाजित करते हैं जो इसे बनाते हैं। तरंग दैर्ध्य का वह स्पेक्ट्रम किसी वस्तु की रासायनिक संरचना के बारे में जानकारी रखता है, साथ ही साथ यह दूरबीन के सापेक्ष कैसे चलता है। एक छवि के साथ, एनआईआरएसपीसी लगभग 1,000 स्पेक्ट्रा का उत्पादन कर सकता है।

यह क्यों मायने रखती है – एनजीसी 4151 जैसे सुपरमैसिव ब्लैक होल के लिए सटीक द्रव्यमान खगोलविदों को आकाशगंगाओं के निर्माण और विकसित होने के अधिक सटीक मॉडल बनाने में मदद करेगा – जो कि वेब के चार मुख्य विज्ञान विषयों में से एक है।

वहां पहुंचने में मदद करने के लिए, बेंट्ज़ और उनकी टीम अपने वेब माप के परिणामों की तुलना एक अन्य ब्लैक होल “वजन” तकनीक के परिणामों के साथ करेगी, जिसे इको मैपिंग कहा जाता है।

जैसे ही गैस ब्लैक होल में गिरती है, यह ऊर्जा छोड़ती है, जिससे अभिवृद्धि डिस्क तेज होती है। उस फ्लैश को गैस के दूसरे क्षेत्र में “गूंज” किया जा सकता है क्योंकि डिस्क के माध्यम से ऊर्जा चलती है।

“एक फ्लैश और इसकी प्रतिध्वनि के बीच का समय हमें गैस के उन दो क्षेत्रों के बीच की दूरी बताता है। यह बिजली की एक फ्लैश को देखने और यह निर्धारित करने जैसा है कि आप गड़गड़ाहट सुनने से पहले सेकंड गिनकर तूफान कितनी दूर है,” बेंट्ज़ बताते हैं। “गैस की संरचना जिस गति से ब्लैक होल के चारों ओर घूम रही है, जिसे हम डॉपलर शिफ्ट से निर्धारित कर सकते हैं, हमें ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण बल और इस प्रकार इसका द्रव्यमान बताता है।”

दो विधियों के परिणामों की तुलना करने से Bentz और उनके सहयोगियों को यह सुनिश्चित करने में मदद मिलेगी कि NGC 4151 के ब्लैक होल के लिए उनका द्रव्यमान अनुमान सटीक है। तुलना उन्हें इको मैपिंग के लिए उपयोग की जाने वाली गणनाओं को परिष्कृत करने में भी मदद करेगी। यह खगोल भौतिकीविदों के लिए मददगार है क्योंकि वे आकाशगंगाओं के केंद्रों का अध्ययन करने के लिए इको मैपिंग का उपयोग करते हैं, जो किसी भी विवरण में हमसे बहुत दूर हैं – लाखों या अरबों प्रकाश वर्ष दूर।

IC 5063 की यह हबल स्पेस टेलीस्कोप छवि इसके सक्रिय गांगेय नाभिक की शानदार चमक को दर्शाती है।नासा, ईएसए, और डब्ल्यूपी मैक्सिम

बेंट्ज़ ने कहा, “यह स्पष्ट हो गया कि ब्लैक होल मास तकनीकों (उनमें से सभी, न केवल पुनर्संयोजन मानचित्रण) की सावधानीपूर्वक जांच करना एक महत्वपूर्ण विवरण था जिस पर बहुत अधिक ध्यान नहीं दिया गया था।” “यह एक बहुत ही कठिन समस्या है क्योंकि प्रत्येक तकनीक केवल कुछ स्थितियों में उपयोग किया जा सकता है और ऐसी बहुत सी आकाशगंगाएँ मौजूद नहीं हैं जहाँ हम इन दोनों तकनीकों का उपयोग उनके ब्लैक होल का अध्ययन करने के लिए कर सकते हैं। JWST अवलोकन पहेली का एक महत्वपूर्ण अंश प्रदान करेगा। ”

आगे क्या होगा – यह अध्ययन निदेशक के विवेकाधीन अर्ली रिलीज साइंस नामक एक कार्यक्रम का हिस्सा है, जिसका लक्ष्य खगोलविदों को वेब की विज्ञान क्षमताओं का परीक्षण करने देना है और यह पता लगाना है कि वास्तविक विज्ञान करते समय दूरबीन और उसके शक्तिशाली उपकरणों का सबसे अच्छा उपयोग कैसे किया जाए। यह प्रारंभिक रिलीज़ टिप्पणियों से एक कदम आगे है, जो प्रदर्शित करेगा कि वेब किस तरह की छवियों और डेटा का उत्पादन कर सकता है, लेकिन इसका उद्देश्य विशिष्ट विज्ञान प्रश्नों का उत्तर देना नहीं है।

बेंट्ज़ और उनकी टीम को उम्मीद है कि उनके काम से बाद के शोधकर्ताओं को वेब का अधिकतम लाभ उठाने में मदद मिलेगी। इस बीच, वे आगे के अध्ययन के लिए अंतरिक्ष दूरबीन के अधिक समय का अनुरोध करने की उम्मीद करते हैं।

“हम उम्मीद कर रहे हैं कि जेडब्लूएसटी डेटा डेटा पर एक उल्लेखनीय सुधार प्रदान करेगा जिसे हम मिथुन जैसे ग्राउंड-आधारित वेधशालाओं के साथ एकत्र कर सकते हैं, और यदि यह सच है, तो कुछ अन्य आकाशगंगाएं हैं जिन्हें हम उसी तरह अध्ययन करना चाहते हैं जैसे एनजीसी 4151, ”वह कहती हैं।

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