रहस्यमय ब्लैक होल की गुत्थी सुलझाने में एक और सफलता

अब हेलसिंकी विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने 1970 के दशक से खोजे जा रहे एक ऐसे काम में सफलता पाई है: ब्लैक होल के आस-पास से निकलने वाले एक्स-रे विकिरण की व्याख्या करना।

यह विकिरण चुंबकीय क्षेत्रों और अशांत प्लाज्मा गैस की अराजक गतिविधियों के संयुक्त प्रभाव से उत्पन्न होता है।

विस्तृत सुपरकंप्यूटर सिमुलेशन का उपयोग करते हुए, हेलसिंकी विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने ब्लैक होल के चारों ओर विकिरण, प्लाज्मा और चुंबकीय क्षेत्रों के बीच परस्पर क्रिया का मॉडल तैयार किया। यह पाया गया कि चुंबकीय क्षेत्रों के कारण होने वाली अराजक गतिविधियाँ या अशांति स्थानीय प्लाज्मा को गर्म करती हैं और उसे विकिरणित करती हैं।

जब कोई बड़ा तारा द्रव्यमान के इतने सघन संकेन्द्रण में ढह जाता है कि उसका गुरुत्वाकर्षण प्रकाश को भी उसके प्रभाव क्षेत्र से बाहर निकलने से रोकता है, तो ब्लैक होल का निर्माण होता है।

यही कारण है कि प्रत्यक्ष अवलोकन के बजाय, ब्लैक होल को केवल पर्यावरण पर उनके अप्रत्यक्ष प्रभावों के माध्यम से ही देखा जा सकता है।

अधिकांश देखे गए ब्लैक होल में एक साथी तारा होता है, जिसके साथ वे एक बाइनरी स्टार सिस्टम बनाते हैं। बाइनरी सिस्टम में, दो ऑब्जेक्ट एक दूसरे की परिक्रमा करते हैं, और साथी तारे का पदार्थ धीरे-धीरे ब्लैक होल में घूमता है।

गैस की यह धीरे-धीरे बहने वाली धारा अक्सर ब्लैक होल के चारों ओर एक अभिवृद्धि डिस्क बनाती है, जो एक्स-रे का एक उज्ज्वल, अवलोकनीय स्रोत है।

1970 के दशक से, ब्लैक होल के चारों ओर अभिवृद्धि प्रवाह से विकिरण को मॉडल करने का प्रयास किया गया है। उस समय, एक्स-रे को पहले से ही स्थानीय गैस और चुंबकीय क्षेत्रों की परस्पर क्रिया के माध्यम से उत्पन्न माना जाता था, ठीक उसी तरह जैसे सूर्य के आसपास का क्षेत्र सौर फ्लेयर्स के माध्यम से अपनी चुंबकीय गतिविधि से गर्म होता है।

एसोसिएट प्रोफेसर जुनास नैटिला कहते हैं, ब्लैक होल के अभिवृद्धि डिस्क में फ्लेयर्स सौर फ्लेयर्स के चरम संस्करणों की तरह हैं। नैटिला हेलसिंकी विश्वविद्यालय में कम्प्यूटेशनल प्लाज़्मा एस्ट्रोफिजिक्स अनुसंधान समूह का नेतृत्व करते हैं, जो इस तरह के चरम प्लाज़्मा को ठीक से मॉडलिंग करने में माहिर है।

सिमुलेशन ने प्रदर्शित किया कि ब्लैक होल के आस-पास की अशांति इतनी प्रबल है कि प्लाज्मा की गतिशीलता के लिए क्वांटम प्रभाव भी महत्वपूर्ण हो जाते हैं। इलेक्ट्रॉन-पॉज़िट्रॉन प्लाज्मा और फोटॉन के मॉडल किए गए मिश्रण में, स्थानीय एक्स-रे विकिरण इलेक्ट्रॉन और पॉज़िट्रॉन में बदल सकता है, जो संपर्क में आने पर वापस विकिरण में नष्ट हो सकता है।

नेटिला ने बताया कि कैसे इलेक्ट्रॉन और पॉज़िट्रॉन, एक दूसरे के प्रतिकण, आमतौर पर एक ही स्थान पर नहीं होते हैं। हालाँकि, ब्लैक होल के अत्यधिक ऊर्जावान परिवेश इसे भी संभव बनाते हैं। सामान्य तौर पर, विकिरण प्लाज्मा के साथ भी अंतःक्रिया नहीं करता है। हालाँकि, ब्लैक होल के आस-पास फोटॉन इतने ऊर्जावान होते हैं कि उनकी अंतःक्रियाएँ प्लाज्मा के लिए भी महत्वपूर्ण होती हैं।