JWST ने ब्रह्मांड के बचपन में खोजे दो चमत्कार: सबसे नज़दीकी 'खाने वाले' ब्लैक होल की जोड़ी और एक ही आकाशगंगा में तीन सुपरमैसिव ब्लैक होल

जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) ने प्रारंभिक ब्रह्मांड में सुपरमैसिव ब्लैक होल को लेकर दो अभूतपूर्व खोजें की हैं। एक में उसने दो ब्लैक होल की एक बेहद करीबी जोड़ी का पता लगाया जो सक्रिय रूप से भोजन कर रहे हैं, और दूसरी में एक ही आकाशगंगा में तीन सक्रिय ब्लैक होल का एक दुर्लभ झुंड खोजा। ये दोनों नतीजे ब्रह्मांड के उस शुरुआती दौर की तस्वीर पेश करते हैं जब ब्लैक होल बार-बार विलय और गैस से भरपूर टकरावों के जरिए बेहद तेज़ी से बढ़ रहे थे। JWST की इन्फ्रारेड क्षमता ने उन वस्तुओं को दिखाया है जो पहले के टेलीस्कोपों के लिए पूरी तरह से अदृश्य थीं।

सबसे करीबी पुष्टि की गई जोड़ी: LID-1166

LID-1166 प्रणाली में दो सुपरमैसिव ब्लैक होल सक्रिय रूप से भोजन कर रहे हैं और वे एक-दूसरे से लगभग 4,900 प्रकाश वर्ष (1.5 किलोपारसेक) की दूरी पर स्थित हैं । यह प्रारंभिक ब्रह्मांड में अब तक पुष्टि की गई सबसे करीबी दोहरी सक्रिय ब्लैक होल प्रणाली है । इस प्रणाली को उस समय देखा गया जब ब्रह्मांड की उम्र मात्र 1.3 अरब वर्ष थी — यानी अपनी वर्तमान उम्र का लगभग 10% ।

पुराने टेलीस्कोप क्यों चूक गए: LID-1166 को पहली बार चंद्रा एक्स-रे वेधशाला के COSMOS Legacy Survey में एक एक्स-रे स्रोत के रूप में चिन्हित किया गया था। लेकिन यह हबल स्पेस टेलीस्कोप की सबसे गहरी तस्वीरों में भी पूरी तरह से अदृश्य रहा । दरअसल, ये ब्लैक होल घने गैस और धूल के बादलों में दबे हुए हैं, जो दृश्य और निकट-इन्फ्रारेड प्रकाश को रोक देते हैं ।

JWST का विशेष उपकरण: NSF NOIRLab की ह्योवोन सू के नेतृत्व में टीम ने JWST के नियर-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोग्राफ (NIRSpec) का इस्तेमाल किया । NIRSpec ने 4,900 प्रकाश वर्ष की दूरी पर दो चमकीले, संकुचित स्रोतों को दिखाया, और हर एक में तेज़ गति से घूमती गैस के स्पेक्ट्रमी संकेत मिले — जो सक्रिय रूप से भोजन कर रहे सुपरमैसिव ब्लैक होल (एक्टिव गैलेक्टिक न्यूक्लियस, या AGN) के पक्के संकेत हैं । सह-लेखक रॉबर्टो डेकार्ली ने कहा: 'यह खोज JWST और विशेष रूप से उसके NIRSpec उपकरण की अद्भुत इमेजिंग और स्पेक्ट्रोस्कोपिक क्षमताओं की बदौलत ही संभव हो पाई। ज़मीन से ऐसे अवलोकन करना बेहद मुश्किल होता क्योंकि वायुमंडल इन तरंगदैर्ध्यों पर पारदर्शी नहीं है।'

ALMA ने क्या जोड़ा: अटाकामा लार्ज मिलीमीटर/सबमिलीमीटर ऐरे (ALMA) ने प्रत्येक AGN से जुड़े ठंडी गैस के बड़े पूल का पता लगाया । डेकार्ली ने कहा कि यह 'इशारा करता है कि दोनों AGN उन दो आकाशगंगाओं के केंद्र में स्थित हैं जो विलय की कगार पर हैं।' प्रत्येक ब्लैक होल के चारों ओर ठंडी गैसीय गैलेक्टिक वातावरण की मौजूदगी ने ब्लैक होल निर्माण के अन्य विचित्र सिद्धांतों को खारिज कर दिया और एक वास्तविक गैस-समृद्ध गैलेक्टिक विलय की पुष्टि की । यह अध्ययन नेचर एस्ट्रोनॉमी में प्रकाशन के लिए स्वीकार कर लिया गया है (प्रीप्रिंट arXiv:2607.19491) ।

एक अलग और पहली बार: एक ही आकाशगंगा में तीन सक्रिय ब्लैक होल

एक साथ प्रकाशित एक अन्य अध्ययन में, मैक्स प्लांक इंस्टीट्यूट फॉर एक्स्ट्राटेरेस्ट्रियल फिजिक्स की हन्ना उब्लर के नेतृत्व में टीम ने J0148-4214 नामक एक ही आकाशगंगा में तीन सक्रिय रूप से बढ़ते सुपरमैसिव ब्लैक होल की पहचान की । यह आकाशगंगा पृथ्वी से 12.5 अरब प्रकाश वर्ष से अधिक दूर है (रेडशिफ्ट z=5.0167), जो बिग बैंग के लगभग 1.2 अरब वर्ष बाद के समय से मेल खाती है ।

तीनों का विन्यास: इनमें से दो ब्लैक होल आकाशगंगा के केंद्र में एक-दूसरे के बेहद करीब हैं और केवल 620 प्रकाश वर्ष की दूरी पर हैं, जो दर्शाता है कि वे विलय की कगार पर हैं। तीसरा ब्लैक होल केंद्र से लगभग 5,500 प्रकाश वर्ष दूर, आकाशगंगा के बाहरी क्षेत्र में स्थित है । इनका द्रव्यमान कुछ लाख से लेकर लगभग 8 करोड़ सूर्यों के बराबर है ।

पता लगाने का तरीका: टीम ने JWST के NIRSpec को इंटीग्रल फील्ड यूनिट (NIRSpec-IFS) मोड में उपयोग किया — जो स्थानिक रूप से रिज़ॉल्व्ड स्पेक्ट्रोस्कोपी है। इससे उन्होंने ब्लैक होल के स्पेक्ट्रमी फिंगरप्रिंट के जरिए उनका पता लगाया। प्रत्येक ब्लैक होल की पहचान व्यापक H-अल्फा उत्सर्जन (FWHM 430–2,920 किमी/सेकंड) से हुई, जिसका कोई निषिद्ध-रेखा समकक्ष नहीं था — यह एक बड़े ब्लैक होल की परिक्रमा कर रही गैस का स्पष्ट संकेत है ।

यह दूर के ब्रह्मांड में एक ही आकाशगंगा में तीन सक्रिय सुपरमैसिव ब्लैक होल का पहला सबूत है । उब्लर ने कहा: 'यह सुझाव देता है कि प्रारंभिक ब्रह्मांड में प्रक्रियाएं बड़े पैमाने पर ब्लैक होल को एक साथ लाने में कुशल थीं, जो भविष्य के गुरुत्वाकर्षण तरंग वेधशालाओं द्वारा पता लगाए जाने वाले विशाल ब्लैक होल विलय के लिए मंच तैयार कर रही थीं।' यह अध्ययन ब्लैकथंडर (BlackTHUNDER) परियोजना के हिस्से के रूप में एस्ट्रोनॉमी एंड एस्ट्रोफिजिक्स में प्रकाशित हुआ था ।

इन खोजों का क्या मतलब है?

दोनों परिणाम मिलकर ब्रह्मांडीय इतिहास के एक महत्वपूर्ण चरण पर एक नई खिड़की खोलते हैं। वे दिखाते हैं कि सुपरमैसिव ब्लैक होल न केवल मौजूद थे, बल्कि बिग बैंग के 1.5 अरब साल के भीतर ही गैस-समृद्ध वातावरण में सक्रिय रूप से विलय और बढ़ रहे थे। JWST की धूल के माध्यम से देखने की क्षमता — इन्फ्रारेड प्रकाश का उपयोग करके जो छोटी तरंगदैर्ध्य में प्रवेश नहीं कर सकती — इन छिपे हुए ब्लैक होल सिस्टम को उजागर करने की कुंजी रही है। जैसा कि LID-1166 अध्ययन में बताया गया है, पुराने टेलीस्कोप जैसे हबल इन वस्तुओं को देखने में अंधे थे, क्योंकि वे ठीक उसी गैस और धूल में ढंके हुए थे जो उन्हें भोजन प्रदान करती है ।