ब्रह्मांड के बचपन का राक्षस: बिग बैंग के 920 मिलियन साल बाद ही 1 अरब सूर्यों जितना भारी ब्लैक होल!

ब्लैक होल ने तोड़ा अपना ही रिकॉर्ड: बिग बैंग के मात्र 920 मिलियन साल बाद सूरज से एक अरब गुना भारी होकर सबसे तेज़ी से बढ़ रहा है!

खगोलशास्त्रियों की एक टीम के अनुसार, अब तक दर्ज की गई सबसे तेज़ गति से एक ब्लैक होल बढ़ रहा है। नासा के चंद्रा एक्स-रे ऑब्ज़र्वेटरी से मिले इस खोज से यह समझने में मदद मिल सकती है कि बिग बैंग के तुरंत बाद कुछ ब्लैक होल इतनी जल्दी विशालकाय कैसे बन गए।

यह ब्लैक होल सूरज से लगभग एक अरब गुना भारी है और पृथ्वी से 12.8 अरब प्रकाश-वर्ष दूर स्थित है। इसका मतलब है कि हम इसे उस समय में देख रहे हैं जब ब्रह्मांड की उम्र सिर्फ 920 मिलियन वर्ष थी। यह ब्रह्मांड के पहले अरब वर्षों में देखे गए किसी भी ब्लैक होल से सबसे ज़्यादा एक्स-रे उत्सर्जित कर रहा है।

यह ब्लैक होल एक क्वेसार (quasar) को शक्ति दे रहा है — एक बेहद चमकीला पिंड जो पूरी आकाशगंगाओं को भी मात देता है। इस चमकदार राक्षस का ऊर्जा स्रोत है: विशाल मात्रा में पदार्थ जो इसके चारों ओर चक्कर लगा रहा है और इसमें गिर रहा है।

इसी टीम ने इसे दो साल पहले खोजा था, लेकिन 2023 में चंद्रा के नए अवलोकनों से पता चला कि यह क्वेसार (RACS J0320-35) बाकियों से बिल्कुल अलग है। एक्स-रे डेटा बताता है कि यह ब्लैक होल सामान्य सीमा से भी तेज़ गति से बढ़ रहा है।

अध्ययन के प्रमुख लेखक लुका इघीना (सेंटर फॉर एस्ट्रोफिज़िक्स | हार्वर्ड एंड स्मिथसोनियन) ने कहा, “इतनी तेज़ी से बढ़ता ब्लैक होल देखकर थोड़ा झटका लगा।”

जब पदार्थ ब्लैक होल की ओर खिंचता है तो गर्म होकर एक्स-रे और दृश्य प्रकाश सहित तीव्र विकिरण पैदा करता है। यह विकिरण गिरते हुए पदार्थ पर दबाव डालता है। जब गिरने की गति एक निश्चित सीमा तक पहुँच जाती है, तो विकिरण का दबाव ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण को संतुलित कर देता है और पदार्थ उससे तेज़ नहीं गिर सकता। इस अधिकतम सीमा को एडिंग्टन सीमा (Eddington limit) कहते हैं।

वैज्ञानिकों का मानना है कि जो ब्लैक होल एडिंग्टन सीमा से धीमे बढ़ते हैं, उन्हें बिग बैंग के एक अरब वर्ष के अंदर अरब सौर द्रव्यमान तक पहुँचने के लिए जन्म के समय ही 10,000 सूर्यों जितना भारी होना पड़ता है। लेकिन अगर RACS J0320-35 वाकई एडिंग्टन सीमा से 2.4 गुना तेज़ (यानी प्रति वर्ष 300 से 3,000 सूर्यों के बराबर पदार्थ निगलते हुए) बढ़ रहा है और लंबे समय से ऐसा कर रहा है, तो यह शुरू में सिर्फ 100 सूर्यों से भी कम द्रव्यमान वाला सामान्य ब्लैक होल हो सकता है — जो किसी विशाल तारे के फटने से बना हो।

सह-लेखक अल्बर्टो मोरेटी (INAF-ब्रेरा ऑब्ज़र्वेटरी, इटली) ने कहा, “ब्लैक होल का वर्तमान द्रव्यमान और बढ़ने की गति जानकर हम उल्टी गणना कर सकते हैं कि जन्म के समय यह कितना भारी रहा होगा। इससे हम यह परीक्षण कर सकते हैं कि ब्लैक होल कैसे जन्म लेते हैं।”

शोधकर्ताओं ने चंद्रा के एक्स-रे स्पेक्ट्रम की तुलना सैद्धांतिक मॉडल्स से की और पाया कि यह बिल्कुल वैसा ही है जैसा एडिंग्टन सीमा से तेज़ बढ़ते ब्लैक होल से अपेक्षित है। ऑप्टिकल और इन्फ्रारेड डेटा भी यही पुष्टि करते हैं।

सह-लेखक कॉनर थॉमस ने कहा, “ब्रह्मांड ने पहले ब्लैक होल कैसे बनाए? यह खगोलभौतिकी का सबसे बड़ा अनसुलझा सवाल है — और यह एक अकेला पिंड हमें उस जवाब के करीब ले जा रहा है।”

इस खोज से एक और रहस्य सुलझने की उम्मीद है: कुछ क्वेसारों से प्रकाश की गति के करीब गति से निकलने वाली जेट्स। RACS J0320-35 में भी ऐसी जेट्स दिखी हैं, जो बहुत दुर्लभ हैं। शायद ब्लैक होल की यह असामान्य तेज़ वृद्धि ही इन जेट्स को जन्म दे रही हो।

यह क्वेसार सबसे पहले ऑस्ट्रेलिया के ASKAP रेडियो टेलीस्कोप और चिली के डार्क एनर्जी कैमरा से खोजा गया था। इसकी सटीक दूरी जेमिनी-साउथ टेलीस्कोप से मापी गई।

यह शोध पत्र द एस्ट्रोफिज़िकल जर्नल में स्वीकार हो चुका है।