आधी सदी बाद, खगोलविदों ने आखिरकार सैजिटेरियस A* से निकलने वाली खोई हुई हवा का पता लगा लिया

हमारी आकाशगंगा के केंद्र ने आधी सदी से एक राज छुपा रखा था। सिद्धांतों की मानें तो मिल्की वे (हमारी आकाशगंगा) के अपेक्षाकृत शांत विशालकाय ब्लैक होल, सैजिटेरियस A* (Sgr A*) से, उसके आसपास मौजूद गैस के भोजन करने के दौरान एक हवा का बहना अनिवार्य था। लेकिन दशकों की खोज के बावजूद, कोई भी इसे ढूंढ नहीं पाया। अब, नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी के खगोल-भौतिकीविदों मार्क गोर्स्की और एलेना मुर्चिकोवा के नेतृत्व वाली एक टीम ने इस शिकार को समाप्त कर दिया है। दुनिया की कुछ सबसे शक्तिशाली वेधशालाओं का उपयोग करते हुए, उन्होंने Sgr A* से निकलने वाली एक बड़ी, सक्रिय हवा का पहला निश्चित प्रमाण खोज निकाला है—यह एक अभूतपूर्व खोज है जो द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स में प्रकाशित हुई है और जिसकी रिपोर्ट नासा और नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी के माध्यमों से दी गई है ।

यह खोज एक नाटकीय संरचना पर केंद्रित है: एक विशाल, शंकु के आकार की गुहा जो ब्लैक होल से कुछ प्रकाश-वर्ष की दूरी पर घूम रही ठंडी आणविक गैस में बनी हुई है। यह खोखली जगह खाली नहीं है—यह अत्यधिक गर्म गैस से भरी है जो एक्स-रे में चमकती है। यह आकृति और इसमें मौजूद सामग्री दोनों मिलकर इस बात का खुलासा करते हैं कि Sgr A* सक्रिय रूप से एक ब्रह्मांडीय हवा बहा रहा है, जिसने आखिरकार 1970 के दशक से बने एक रहस्य को सुलझा दिया है ।

कैसे अदृश्य को दृश्य बनाया गया

26,000 प्रकाश-वर्ष दूर स्थित एक ब्लैक होल से निकलती हवा को देखने के लिए दो ऐसी चीज़ों को एक साथ देखना ज़रूरी है जो आमतौर पर इकट्ठी नहीं दिखतीं: वह ठंडी गैस जिसे एक तरफ धकेला जा रहा है, और वह गर्म गैस जो यह धक्का दे रही है। टीम ने दो पूरक दृष्टिकोणों को मिलाकर यह उपलब्धि हासिल की।

ALMA की रेडियो नज़रें ठंडी गैस पर। चिली में स्थित अटाकामा लार्ज मिलीमीटर/सबमिलीमीटर ऐरे (ALMA), 66 रेडियो एंटेना का एक संग्रह, अंतरतारकीय धूल के पार देखकर ठंडी कार्बन मोनोऑक्साइड गैस का नक्शा बना सकता है। शोधकर्ताओं ने Sgr A* के लगभग 1 पारसेक (लगभग 3.26 प्रकाश-वर्ष) के दायरे में आणविक गैस का अब तक का सबसे विस्तृत नक्शा बनाने के लिए पांच साल के गहन ALMA अवलोकनों का उपयोग किया। जब उन्होंने सावधानीपूर्वक ब्लैक होल की तीव्र रेडियो चमक को हटाया, तो एक आश्चर्यजनक पैटर्न उभरा: ठंडी गैस में एक स्पष्ट शंक्वाकार रिक्तता, मानो किसी चीज़ ने इसे बहा दिया हो ।

चंद्रा की एक्स-रे दृष्टि गर्म गैस पर। नासा की चंद्रा एक्स-रे वेधशाला ने दूसरा महत्वपूर्ण हिस्सा प्रदान किया। जहाँ ALMA ने एक छेद देखा, वहीं चंद्रा ने एक चमक देखी। एक्स-रे डेटा से पता चला कि वही शंकु-आकार का क्षेत्र गर्म, एक्स-रे उत्सर्जित करने वाले प्लाज़्मा से भरा हुआ है। गर्म गैस ठीक उसी आयतन में भरी है जिसे ठंडी गैस ने खाली कर दिया है ।

ALMA के ठंडी गैस के नारंगी नक्शे और चंद्रा के गर्म गैस के नीले नक्शे का ओवरले एक ऐसी सम्मिलित छवि बनाता है जिसमें कोई संदेह नहीं रह जाता: एक शंक्वाकार गुहा, जो सीधी Sgr A* से दूर की ओर इशारा कर रही है, और ब्लैक होल इसके बिल्कुल शीर्ष पर स्थित है। यह खुद ब्लैक होल के चारों ओर बने अभिवृद्धि प्रवाह (accretion flow) से शुरू हुई एक गर्म हवा की छाप है ।

यह कुछ और क्यों नहीं हो सकता

टीम ने सिर्फ एक छेद नहीं खोजा—उन्होंने हर संभावित वैकल्पिक कारण को संरचना की आकृति विज्ञान और ऊर्जा विज्ञान का उपयोग करके खारिज कर दिया ।

एक यादृच्छिक अशांत भंवर एक सममित शंकु का निर्माण नहीं करेगा। पास में परिक्रमा कर रहे विशाल तारों के समूह की तारकीय हवाएं ब्लैक होल के साथ पूरी तरह से संरेखित नहीं होंगी और इतनी साफ-सुथरी, पारसेक-पैमाने की गुहा का निर्माण नहीं करेंगी। एक सुपरनोवा अवशेष अलग रासायनिक हस्ताक्षर और विस्तार पैटर्न दिखाएगा, न कि Sgr A* पर केंद्रित 45-डिग्री का शंकु। इसके अलावा, इतनी ठंडी गैस को साफ करने के लिए जितनी ऊर्जा की आवश्यकता होती है, वह उस मात्रा से मेल खाती है जो एक कमजोर लेकिन सतत अभिवृद्धि-डिस्क हवा समय के साथ प्रदान करेगी, न कि किसी एकल विस्फोटक घटना के संक्षिप्त विस्फोट से ।

आकार, पैमाना और तापीय संरचना एक ही तंत्र की ओर इशारा करती है: Sgr A* से निकलने वाली एक गर्म हवा जो वास्तविक समय में अपने आसपास के वातावरण को सक्रिय रूप से साफ कर रही है ।

हवा की संरचना

संयुक्त ALMA और चंद्रा डेटा से, शोधकर्ताओं ने हवा के पदचिह्न का सटीक मापन निकाला :

• दिशा: शंकु का मुख Sgr A* से दूर की ओर है, जो ब्लैक होल की घूर्णन अक्ष या अभिवृद्धि प्रवाह के ध्रुवों के साथ बाहर की ओर प्रक्षेपित हवा के अनुरूप है।
• लंबाई: कम से कम 1 पारसेक (लगभग 3.26 प्रकाश-वर्ष)। यह साफ किए गए क्षेत्र की न्यूनतम सीमा है; वास्तविक हवा शायद इससे भी दूर तक पहुँचती है ।
• शुरुआती कोण: 45 डिग्री, जो गुहा को इसका विशिष्ट शंक्वाकार आकार देता है ।
• गतिविधि: हवा को "सक्रिय" और चल रही प्रक्रिया बताया गया है, हालाँकि शोधकर्ताओं का कहना है कि यह एक शक्तिशाली सापेक्षिक जेट नहीं है। वे यह भी सावधान करते हैं कि समय के साथ हवा की दिशा संभवतः बदल सकती है ।

ब्लैक होल की हवा किसी तूफान से ज़्यादा एक लगातार चलने वाली हवा (ब्रीज़) की तरह है—लेकिन पारसेक स्केल और ब्रह्मांडीय समय-सीमाओं पर, यह गैलेक्टिक केंद्र को गहराई से बदल देती है ।

एक शांत ब्लैक होल की फुसफुसाहट क्यों मायने रखती है

Sgr A* एक ब्रह्मांडीय निष्क्रियकर्ता है। चमकीले सक्रिय गैलेक्टिक नाभिकों (AGN) के विपरीत जो पूरी आकाशगंगाओं को मात दे देते हैं, हमारा ब्लैक होल एक शांत अवस्था में है, बस थोड़ी-सी गैस का अभिवृद्धि कर रहा है। वर्षों से, खगोलविदों को आश्चर्य था कि क्या इतना शांत विशालकाय पिंड कोई मापने योग्य हवा उत्पन्न भी कर सकता है।

यह खोज इस सवाल का निर्णायक उत्तर देती है। जैसा कि मार्क गोर्स्की ने कहा, "जब तक कोई ब्लैक होल एक पूर्ण निर्वात में मौजूद नहीं है, उसे किसी न किसी तरह से हवा बहानी ही होगी" । यह पता लगना दर्शाता है कि ब्लैक होल हवाएं केवल हिंसक भोजन की अवधियों तक सीमित नहीं हैं—ये अभिवृद्धि की एक मौलिक, संभवतः सार्वभौमिक, विशेषता हैं। हर ब्लैक होल, चाहे वह दावत कर रहा हो या उपवास, अपने पर्यावरण के साथ संपर्क करता है और उसे हिलाता है ।

एलेना मुर्चिकोवा ने एक व्यापक सत्य पर जोर दिया: "हमारा ब्लैक होल अद्वितीय नहीं है, और ब्रह्मांड में हमारा स्थान अद्वितीय नहीं है" । हमारे अपने गैलेक्टिक पिछवाड़े में काम करने वाली भौतिकी संभवतः अनगिनत अन्य शांत आकाशगंगाओं के केंद्रों में भी खेली जाती है, जो हमारी इस समझ को एकीकृत करती है कि कैसे सभी द्रव्यमान और गतिविधि स्तरों के ब्लैक होल अपने मेज़बानों को प्रभावित करते हैं ।

यही ब्लैक होल फीडबैक का सार है: गैस को गर्म करके, बाहर निकालकर, या हिलाकर, एक केंद्रीय ब्लैक होल तारे के निर्माण को नियंत्रित कर सकता है और पूरी आकाशगंगा के विकास को आकार दे सकता है। Sgr A* हवा की खोज फीडबैक का उसके सबसे कोमल रूप में अध्ययन करने के लिए सबसे निकटतम और विस्तृत प्रयोगशाला प्रदान करती है—एक ऐसी प्रक्रिया जो, अधिक शक्तिशाली AGN में, सैकड़ों हज़ारों प्रकाश-वर्षों में तारे के निर्माण को समाप्त कर सकती है ।

आधी सदी का शिकार समाप्त हो गया है, लेकिन असली काम अभी शुरू हो रहा है। ALMA, चंद्रा और जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप के साथ भविष्य के अवलोकन यह ट्रैक करेंगे कि हवा कैसे बदलती है, यह JWST द्वारा देखे गए झिलमिलाहट और ज्वाला प्रेक्षणों द्वारा प्रकट अभिवृद्धि प्रवाह से कैसे जुड़ती है, और क्या इसी तरह के शंकु अन्य निकटवर्ती आकाशगंगाओं के केंद्रों में छिपे हैं । फिलहाल के लिए, मिल्की वे के केंद्र ने एक और रहस्य प्रकट किया है—यह साबित करते हुए कि सबसे शांत राक्षस भी ब्रह्मांड को हिलाते हैं।