भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान (आईआईटी) गुवाहाटी, यूआर राव उपग्रह केंद्र, भारतीय अंतरिक्ष अनुसंधान संगठन (इसरो) मुंबई विश्वविद्यालय और टाटा इंस्टीट्यूट ऑफ फंडामेंटल रिसर्च के वैज्ञानिकों सहित एक बहु-संस्थागत अनुसंधान दल ने हाल ही में खोजे गए ब्लैक होल द्विआधारी प्रणाली, स्विफ्ट J 1727.8-1613 की नई एक्स-रे विशेषताओं का पता लगाया है। भारत की पहली समर्पित अंतरिक्ष खगोल विज्ञान वेधशाला, एस्ट्रोसैट से प्राप्त आंकड़ों के माध्यम से प्राप्त यह खोज ब्लैक होल की मायावी प्रकृति पर प्रकाश डालने का वादा करती है।
ब्लैक होल का प्रत्यक्ष रूप से अध्ययन करना उनकी प्रकृति के कारण कुख्यात रूप से चुनौतीपूर्ण है, जहां कुछ भी उनके गुरुत्वाकर्षण खिंचाव का पता लगाने या मापने से बच नहीं सकता है। हालांकि, ब्लैक होल द्विआधारी, जो एक ब्लैक होल को एक सामान्य तारे जैसी किसी अन्य वस्तु के साथ जोड़ती है, जांच के लिए एक अनूठा अवसर प्रदान करती है। ऐसी प्रणालियों में, ब्लैक होल का गुरुत्वाकर्षण अपने साथी तारे से सामग्री खींचता है, जिससे गैस और धूल की एक संचय डिस्क बनती है जो ब्लैक होल में सर्पिल हो जाती है। यह सामग्री अत्यधिक उच्च तापमान तक गर्म होती है, अक्सर लाखों डिग्री तक पहुंचती है, और एक्स-रे का उत्सर्जन करती है। इन एक्स-रे का पता अंतरिक्ष-आधारित दूरबीनों द्वारा लगाया जा सकता है, जो ब्लैक होल में ही मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।
एक्स-रे सहित कई तरंग दैर्ध्य में ब्रह्मांड का निरीक्षण करने के लिए सुसज्जित एस्ट्रोसैट का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने स्विफ्ट J 1727.8-1613 पर ध्यान केंद्रित किया। उन्होंने एक्रीशन डिस्क द्वारा उत्सर्जित एक्स-रे प्रकाश में अर्ध-आवधिक दोलन (क्यू. पी. ओ.) का पता लगाया। क्यू. पी. ओ., जो विशिष्ट आवृत्तियों के आसपास एक्स-रे प्रकाश के झिलमिलाते हैं, ब्लैक होल प्रणालियों के अध्ययन के लिए महत्वपूर्ण हैं। आईआईटी गुवाहाटी के भौतिकी विभाग के प्रोफेसर संतब्रत दास ने बताया, “उच्च ऊर्जा पर एक्स-रे फोटॉनों की आवधिक भिन्नताओं की जांच करके, क्यूपीओ ब्लैक होल के मजबूत गुरुत्वाकर्षण के पैरों के निशान को डिकोड करने में मदद करते हैं, जिससे उनके मौलिक गुणों और ब्लैक होल पड़ोसी वातावरण से पदार्थ को कैसे आकर्षित करता है, इसकी गतिशीलता को समझने में मदद मिलती है।
उल्लेखनीय रूप से, स्विफ्ट J 1727.8-1613 में देखे गए QPOs ने केवल सात दिनों में अपनी आवृत्ति को बदल दिया, प्रति सेकंड 1.4 से 2.6 गुना तक स्थानांतरित कर दिया। ये परिवर्तन अत्यधिक उच्च-ऊर्जा एक्स-रे में देखे गए, जो अविश्वसनीय रूप से गर्म हैं, लगभग एक अरब डिग्री। इस खोज के महत्वपूर्ण निहितार्थ हैं, क्योंकि क्यू. पी. ओ. खगोलविदों को संचय डिस्क के आंतरिक क्षेत्रों का अध्ययन करने, ब्लैक होल के द्रव्यमान और स्पिन अवधि निर्धारित करने और आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत का परीक्षण करने में मदद कर सकते हैं।
यूआर राव उपग्रह केंद्र के डॉ. अनुज नंदी ने इस शोध के प्रभाव पर प्रकाश डालते हुए कहा, “एस्ट्रोसैट की अनूठी क्षमताओं, अर्थात् उच्च समय रिज़ॉल्यूशन और बड़े एक्स-रे फोटॉन संग्रह क्षेत्र ने उच्च-ऊर्जा एक्स-रे में क्यूपीओ आवृत्ति विकसित करने की खोज को संभव बनाया। ये उच्च-ऊर्जा एक्स-रे तब उत्पन्न होते हैं जब कम-ऊर्जा वाले फोटॉन कॉम्पटन प्रकीर्णन प्रक्रिया के माध्यम से ब्लैक होल के आसपास आंतरिक डिस्क से गर्म सामग्री के साथ बातचीत करते हैं। एस्ट्रोसैट के अवलोकन स्पष्ट रूप से पुष्टि करते हैं कि स्विफ्ट J 1727.8-1613 कॉम्प्टोनाइज्ड उत्सर्जन के प्रभुत्व वाली वृद्धि अवस्था में था जो एपेरियोडिक मॉड्यूलेशन को प्रकट करता है, जिसके परिणामस्वरूप QPO विशेषताओं का अवलोकन किया जाता है।
यह सहयोगात्मक प्रयास ब्लैक होल के रहस्यों और उनके जटिल व्यवहारों को उजागर करने में बहु-संस्थागत अनुसंधान और एस्ट्रोसैट जैसी उन्नत अंतरिक्ष-आधारित वेधशालाओं के महत्व को रेखांकित करता है।
