ब्लैक होल की पहली तस्वीर ने 2019 में दुनिया को हिलाकर रख दिया, जब इवेंट होरिजन टेलीस्कोप या ईएचटी ने आकाशगंगा M87 के केंद्र में सुपरमैसिव ब्लैक होल की एक छवि प्रकाशित की, जिसे कन्या ए या एनजीसी 4486 के रूप में भी जाना जाता है। कन्या राशि में. यह ब्लैक होल टेराइलेक्ट्रॉनवोल्ट गामा-रे फ्लेयर के साथ वैज्ञानिकों को फिर से आश्चर्यचकित कर रहा है – दृश्य प्रकाश की तुलना में अरबों गुना अधिक ऊर्जावान फोटॉन उत्सर्जित कर रहा है। एक दशक से अधिक समय में इतनी तीव्र चमक नहीं देखी गई है, जो इस बात की महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान करती है कि ब्लैक होल के पास चरम वातावरण में इलेक्ट्रॉन और पॉज़िट्रॉन जैसे कण कैसे त्वरित होते हैं।
M87 के केंद्र से निकलने वाला जेट परिमाण के सात क्रम का है – लाखों गुना – घटना क्षितिज, या ब्लैक होल की सतह से भी बड़ा। उच्च-ऊर्जा उत्सर्जन का उज्ज्वल विस्फोट आमतौर पर ब्लैक होल क्षेत्र से रेडियो दूरबीनों द्वारा पता लगाई गई ऊर्जा से काफी ऊपर था। यह ज्वाला लगभग तीन दिनों तक चली और संभवत: आकार में तीन प्रकाश-दिवस से कम या 15 अरब मील से थोड़ा कम क्षेत्र से उभरी।
गामा किरण विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा का एक पैकेट है, जिसे फोटॉन के रूप में भी जाना जाता है। गामा किरणों में विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम में किसी भी तरंग दैर्ध्य की सबसे अधिक ऊर्जा होती है और यह ब्रह्मांड के सबसे गर्म और सबसे ऊर्जावान वातावरण, जैसे कि ब्लैक होल के आसपास के क्षेत्रों, द्वारा उत्पन्न होती है। M87 के गामा किरण फ्लेयर में फोटॉन का ऊर्जा स्तर कुछ टेराइलेक्ट्रॉनवोल्ट तक होता है। टेराइलेक्ट्रॉनवोल्ट का उपयोग उपपरमाण्विक कणों में ऊर्जा को मापने के लिए किया जाता है और यह गतिमान मच्छर की ऊर्जा के बराबर होता है। यह उन कणों के लिए ऊर्जा की एक बड़ी मात्रा है जो मच्छर से कई खरब गुना छोटे हैं। कई टेराइलेक्ट्रॉनवोल्ट ऊर्जा वाले फोटॉन दृश्य प्रकाश बनाने वाले फोटॉनों की तुलना में काफी अधिक ऊर्जावान होते हैं।
जैसे ही पदार्थ ब्लैक होल की ओर गिरता है, यह एक अभिवृद्धि डिस्क बनाता है जहां गुरुत्वाकर्षण संभावित ऊर्जा के नुकसान के कारण कण त्वरित हो जाते हैं। कुछ को ब्लैक होल के ध्रुवों से दूर एक शक्तिशाली बहिर्वाह के रूप में पुनर्निर्देशित किया जाता है, जिसे “जेट” कहा जाता है, जो तीव्र चुंबकीय क्षेत्र द्वारा संचालित होता है। यह प्रक्रिया अनियमित है, जो अक्सर तीव्र ऊर्जा विस्फोट का कारण बनती है जिसे “भड़कना” कहा जाता है। हालाँकि, गामा किरणें पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश नहीं कर सकती हैं। लगभग 70 साल पहले, भौतिकविदों ने पता लगाया था कि गामा किरणों का पता वायुमंडल से टकराने पर उत्पन्न होने वाले द्वितीयक विकिरण को देखकर जमीन से लगाया जा सकता है।
यूसीएलए के एक पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता और खगोल विज्ञान में लेखकों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम द्वारा प्रकाशित निष्कर्षों का वर्णन करने वाले एक पेपर के संबंधित लेखक वेइडोंग जिन ने कहा, “हम अभी भी पूरी तरह से नहीं समझ पाए हैं कि ब्लैक होल के पास या जेट के भीतर कण कैसे त्वरित होते हैं।” और खगोल भौतिकी. “ये कण इतने ऊर्जावान हैं, वे प्रकाश की गति के करीब यात्रा कर रहे हैं, और हम यह समझना चाहते हैं कि वे इतनी ऊर्जा कहाँ और कैसे प्राप्त करते हैं। हमारा अध्ययन प्रकाश डालने के लिए मॉडलिंग के साथ-साथ इस आकाशगंगा के लिए अब तक एकत्र किया गया सबसे व्यापक वर्णक्रमीय डेटा प्रस्तुत करता है। इन प्रक्रियाओं पर।”
जिन ने डेटासेट के उच्चतम ऊर्जा भाग के विश्लेषण में योगदान दिया, जिसे बहुत-उच्च-ऊर्जा गामा किरणें कहा जाता है, जिसे वेरिटास द्वारा एकत्र किया गया था – दक्षिणी एरिजोना में फ्रेड लॉरेंस व्हिपल वेधशाला में संचालित एक ग्राउंड-आधारित गामा-रे उपकरण। यूसीएलए ने वेरिटास के निर्माण में एक प्रमुख भूमिका निभाई – बहुत ऊर्जावान विकिरण इमेजिंग टेलीस्कोप ऐरे सिस्टम के लिए संक्षिप्त – टेलीस्कोप सेंसर को पढ़ने के लिए इलेक्ट्रॉनिक्स के विकास में और टेलीस्कोप डेटा का विश्लेषण करने के लिए कंप्यूटर सॉफ्टवेयर के विकास में भाग लिया। दूरबीन के प्रदर्शन का अनुकरण करें। इस विश्लेषण से चमक का पता लगाने में मदद मिली, जैसा कि बड़े चमक परिवर्तनों से संकेत मिलता है जो आधारभूत परिवर्तनशीलता से एक महत्वपूर्ण विचलन है।
नासा के फर्मी-एलएटी, हबल स्पेस टेलीस्कोप, नुस्टार, चंद्रा और स्विफ्ट टेलीस्कोप सहित दो दर्जन से अधिक हाई-प्रोफाइल ग्राउंड और अंतरिक्ष-आधारित अवलोकन सुविधाएं, साथ ही दुनिया के तीन सबसे बड़े इमेजिंग वायुमंडलीय चेरेनकोव टेलीस्कोप एरे (वेरिटास) भी शामिल हैं।, HESS और MAGIC) 2018 में इस दूसरे EHT और मल्टी-वेवलेंथ अभियान में शामिल हुए। ये वेधशालाएँ क्रमशः एक्स-रे फोटॉन के साथ-साथ उच्च-ऊर्जा और बहुत-उच्च-ऊर्जा गामा-किरणों के प्रति संवेदनशील हैं।
इस अध्ययन में प्रयुक्त प्रमुख डेटासेट में से एक को वर्णक्रमीय ऊर्जा वितरण कहा जाता है।
जिन ने कहा, “स्पेक्ट्रम बताता है कि M87 जैसे खगोलीय स्रोतों से ऊर्जा प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्य में कैसे वितरित की जाती है।” “यह प्रकाश को इंद्रधनुष में तोड़ने और यह मापने जैसा है कि प्रत्येक रंग में कितनी ऊर्जा मौजूद है। यह विश्लेषण हमें विभिन्न प्रक्रियाओं को उजागर करने में मदद करता है जो सुपरमैसिव ब्लैक होल के जेट में उच्च-ऊर्जा कणों के त्वरण को संचालित करते हैं।”
पेपर के लेखकों द्वारा आगे के विश्लेषण में रिंग की स्थिति और कोण, जिसे घटना क्षितिज भी कहा जाता है, और जेट स्थिति में महत्वपूर्ण भिन्नता पाई गई। इससे पता चलता है कि विभिन्न आकार के पैमाने पर कणों और घटना क्षितिज के बीच एक भौतिक संबंध जेट की स्थिति को प्रभावित करता है।
जिन ने कहा, “M87 के ब्लैक होल की सबसे खास विशेषताओं में से एक एक द्विध्रुवीय जेट है जो कोर से हजारों प्रकाश वर्ष तक फैला हुआ है।” “इस अध्ययन ने भड़कने के दौरान अत्यधिक ऊर्जा वाले गामा-किरण उत्सर्जन की उत्पत्ति की जांच करने और उस स्थान की पहचान करने का एक अनूठा अवसर प्रदान किया जहां भड़कने वाले कणों की गति तेज हो रही है। हमारे निष्कर्ष लंबे समय से चली आ रही समस्या को हल करने में मदद कर सकते हैं पृथ्वी पर पाई गई ब्रह्मांडीय किरणों की उत्पत्ति के बारे में बहस।”
