साल 2019 में, जब एम87 गैलेक्सी के दिल में मौजूद ब्लैक होल की पहली तस्वीर दुनिया के सामने आई, तो यह एक ऐतिहासिक पल था। उस चमकती, रिंग जैसी बनावट ने ब्रह्मांड के सबसे रहस्यमय पिंडों में से एक को मानव दृष्टि के सामने ला दिया। अब, वैज्ञानिक इससे भी एक कदम आगे बढ़ गए हैं। उन्होंने सिर्फ़ ब्लैक होल की तस्वीर खींचने के बजाय, दोहरे-फ़्रीक्वेंसी वाली छवियों का इस्तेमाल करके उसके भौतिकी को समझना शुरू कर दिया है। यह एक बड़ी वैज्ञानिक छलांग है, जो हमें ब्लैक होल के आस-पास की दुनिया को और गहराई से जानने में मदद करती है।
यह महत्वपूर्ण खोज चीनी विज्ञान अकादमी (CAS) के शंघाई खगोलीय वेधशाला (SHAO) के वैज्ञानिकों और उनके अंतरराष्ट्रीय सहयोगियों द्वारा की गई है। उन्होंने इवेंट होराइज़न टेलीस्कोप (ईएचटी) और ग्लोबल मिलीमीटर वेरी लॉन्ग बेसलाइन इंटरफेरोमेट्री (वीएलबीआई) ऐरे से 2018 में 1.3 मिमी और 3.5 मिमी की दो अलग-अलग फ़्रीक्वेंसी पर ली गई तस्वीरों को एक साथ मिलाया। इन दोहरी-फ़्रीक्वेंसी वाली छवियों का विश्लेषण करके, वैज्ञानिकों ने ब्लैक होल के आसपास के प्लाज्मा की भौतिक स्थितियों और विकिरण (रेडिएशन) पैदा करने वाली प्रक्रियाओं को जानने का एक नया रास्ता खोला है।
प्लाज्मा की ख़ासियतें
वैज्ञानिकों ने पहली बार इवेंट होराइज़न के पैमाने पर एक “स्पेशियली रिज़ॉल्व्ड स्पेक्ट्रल-इंडेक्स मैप” तैयार किया है। आसान शब्दों में कहें तो, यह एक ऐसा नक़्शा है जो दिखाता है कि ब्लैक होल से अलग-अलग दूरी पर विकिरण की ख़ासियतें कैसे बदलती हैं। इस नक़्शे ने यह समझने में मदद की कि ब्लैक होल के चारों ओर का प्लाज्मा (गर्म, आयनित गैस) कैसे काम करता है और वह किस तरह का रेडिएशन पैदा करता है।
शोध के नतीजे बताते हैं कि ब्लैक होल के पास विकिरण के गुण दूरी के साथ बदलते हैं। सबसे अंदरूनी हिस्से में, स्पेक्ट्रल-इंडेक्स पॉज़िटिव होता है और रेडियस के साथ थोड़ा बढ़ता है। इसका मतलब है कि वहाँ से निकलने वाला रेडिएशन “सिंक्रोट्रॉन सेल्फ-एब्ज़ॉर्प्शन” से काफ़ी प्रभावित होता है। यह एक ऐसी प्रक्रिया है जहाँ प्लाज्मा ख़ुद अपने द्वारा पैदा किए गए रेडिएशन को सोख लेता है।
ब्लैक होल से जैसे-जैसे हम दूर जाते हैं, स्पेक्ट्रल-इंडेक्स कम होता जाता है और पॉज़िटिव से नेगेटिव हो जाता है। यह बदलाव बताता है कि वहाँ का प्लाज्मा “ऑप्टिकली थिन एमिशन” के दौर में प्रवेश कर रहा है, जिसका मतलब है कि वहाँ प्लाज्मा का घनत्व कम हो जाता है और रेडिएशन बिना ज़्यादा अवशोषण के बाहर निकल पाता है।
रिंग से कनेक्शन
यह ख़ास बदलाव ब्लैक होल से क़रीब 30 माइक्रोआर्कसेकंड (μas) की दूरी पर होता है, जो 3.5 मिमी पर देखी गई रिंग जैसी बनावट के रेडियस से मेल खाता है। यह नतीजा बताता है कि ब्लैक होल की तस्वीरों में दिखने वाली रिंग सिर्फ़ चमकने वाली बनावट नहीं है, बल्कि यह इवेंट होराइज़न के पास के प्लाज्मा की भौतिक स्थिति से गहराई से जुड़ी हुई है।
अध्ययन के पहले लेखक और एसएचएओ के सहायक वैज्ञानिक डॉ. झाओ शानशान कहते हैं, “एम87 ब्लैक होल के पहले स्पेशियली रिज़ॉल्व्ड स्पेक्ट्रल-इंडेक्स वितरण को प्राप्त करके, हम यह बता सकते हैं कि ब्लैक होल के चारों ओर के क्षेत्र में विकिरण के गुण कैसे बदलते हैं।” उन्होंने आगे कहा, “यह हमें होराइज़न के पैमाने पर प्लाज्मा गुणों में बदलाव को सीधे जानने में मदद करता है और ब्लैक होल के एक्रीशन फ्लो और जेट बनने की प्रक्रिया को समझने के लिए नए सुराग देता है।”
भविष्य की संभावनाएं
वैज्ञानिकों का मानना है कि मिलीमीटर वीएलबीआई तकनीक में लगातार हो रही तरक्की से ज़्यादा फ़्रीक्वेंसी, बेहतर संवेदनशीलता और समय-आधारित इमेजिंग क्षमताओं के साथ और भी ज़्यादा ऑब्ज़र्वेशन मुमकिन हो पाएंगे। ये सुधार ब्लैक होल के आसपास के मज़बूत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रों में एक्रीशन, जेट बनने और विकिरण प्रक्रियाओं के बारे में बहुत ज़्यादा जानकारी देंगे, जिससे ब्लैक होल के चरम वातावरण के बारे में हमारी समझ और भी गहरी होगी।
एसएचएओ के शोधकर्ता और अध्ययन के संबंधित लेखक डॉ. लू रुसेन ने बताया कि मल्टी-फ़्रीक्वेंसी होराइज़न-स्केल इमेजिंग, ब्लैक होल की तस्वीरों में प्लाज्मा भौतिकी के प्रभावों को गुरुत्वाकर्षण के संकेतों से अलग करके, ब्लैक होल के एक्रीशन, जेट बनने और मज़बूत-क्षेत्र गुरुत्वाकर्षण का ज़्यादा सटीक अध्ययन करने में मदद करेगी।
