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ब्लैक-होल जेट आकाशगंगाओं के आस-पास की गैस में एक दिशात्मक चमक छोड़ते हैं

First brief 26 Sep, 10:39 pm IST Updated 26 Sep, 10:39 pm IST 0 developments 1 min read
M87 galaxy and jet; file image
NASA / Hubble Heritage (STScI/AURA) · Public domain

Where it stands

शोधकर्ताओं ने सक्रिय गैलेक्टिक केंद्रों से जुड़े जेट के रास्तों के साथ हाइड्रोजन गैस से असामान्य रूप से तेज प्रकाश का पता लगाया है। यह खोज यह समझने में मदद करती है कि केंद्रीय ब्लैक होल के पास की गतिविधि आकाशगंगा के दृश्यमान तारों से बहुत दूर की गैस को कैसे प्रभावित कर सकती है। आस-पास की गैस इसलिए मायने रखती है क्योंकि यह वह सामग्री प्रदान करती है जिससे भविष्य के तारों का निर्माण हो सकता है। संकेत तब सामने आया जब टीम ने जेट के सापेक्ष उनकी दिशा के अनुसार अवलोकनों को अलग किया। सभी दिशाओं को मिलाने से पैटर्न छिप गया था। जेट रास्तों के साथ देखने पर हाइड्रोजन उत्सर्जन की एक मजबूत अधिकता दिखाई दी, जो समान रूप से अशांत हेलो के बजाय एक केंद्रित परस्पर क्रिया को दर्शाता है। यह अध्ययन इस बारे में साक्ष्य प्रदान करता है कि जेट गैस को कहाँ प्रभावित करते हैं। यह सीधे तौर पर यह नहीं मापता है कि जेट ने कितने तारों को बनने से रोका। गैस का तापन, संपीड़न और उसकी विद्युत स्थिति में परिवर्तन उसके प्रकाश को प्रभावित कर सकते हैं। इसलिए आकाशगंगा के लिए व्यापक परिणामों को स्थापित करने के लिए केवल इस चमक का पता लगाने से अधिक की आवश्यकता है।

Background

एक आकाशगंगा में तारे होते हैं, लेकिन इसके भीतर और आस-पास गैस भी होती है। दृश्यमान आकाशगंगा के आस-पास के विस्तारित भंडार को सर्कमगैलेक्टिक मीडियम (circumgalactic medium) कहा जाता है। इस भंडार से गैस आकाशगंगा को पोषण दे सकती है। तारों का निर्माण करने के लिए, कुछ गैस को ठंडा होना चाहिए और पर्याप्त रूप से घने क्षेत्रों में इकट्ठा होना चाहिए। सुपरमैसिव ब्लैक होल (supermassive black hole) के आस-पास की गतिविधि उस आपूर्ति में बाधा डाल सकती है। मध्य क्षेत्र की ओर गिरने वाला पदार्थ ऊर्जा छोड़ता है, और कुछ सक्रिय आकाशगंगाएँ तेजी से चलने वाले पदार्थ के संकीर्ण जेट उत्पन्न करती हैं। ये जेट ब्लैक होल के परिवेश से उत्पन्न होते हैं। वे उस सीमा के भीतर से निकलने वाले पदार्थ नहीं हैं जिसके पार से कुछ भी वापस नहीं आ सकता है। जैसे ही एक जेट बाहर की ओर यात्रा करता है, यह आस-पास की गैस में ऊर्जा स्थानांतरित कर सकता है। प्रभाव हर दिशा में समान होने की आवश्यकता नहीं है। एक संकीर्ण बीम अपने रास्ते में सामग्री को दृढ़ता से परेशान कर सकता है जबकि आस-पास के भंडार का अधिकांश भाग तुलनात्मक रूप से अप्रभावित रहता है। इसलिए पूरे क्षेत्र का औसत निकालने से वह जगह छिप सकती है जहां परस्पर क्रिया सबसे मजबूत है। शोधकर्ताओं ने हाइड्रोजन के विशिष्ट लाल उत्सर्जन की तलाश की, जिसे एच-अल्फा (H-alpha) उत्सर्जन के रूप में जाना जाता है। यह प्रकाश आयनित गैस को प्रकट कर सकता है, जिसमें इलेक्ट्रॉनों को परमाणुओं से अलग किया गया है। उन्होंने संकेत को पता लगाने योग्य बनाने के लिए कई धुंधले अवलोकनों को मिलाया, फिर विभिन्न दिशाओं की तुलना की। महत्वपूर्ण प्रगति यह दिशात्मक तुलना है, न कि यह खोज कि ब्लैक होल या उनके जेट मौजूद हैं।

How it developed

  1. 24 September 2026; research paper published
    How it started

    दिशा के अनुसार अवलोकनों को अलग करने से औसत में छिपा एक संकेत सामने आता है

    टीम ने अग्रभूमि आकाशगंगाओं के रेडियो अवलोकनों को अधिक दूर के क्वासर (quasars) के स्पेक्ट्रा के साथ जोड़ा। एक स्पेक्ट्रम (spectrum) प्रकाश को तरंग दैर्ध्य द्वारा अलग करता है, जिससे विशेष उत्सर्जन या अवशोषण विशेषताओं को मापा जा सकता है। अंतिम सूची में 324 आकाशगंगा-क्वासर जोड़े शामिल थे, जिसमें प्रत्येक दूर का स्रोत एक अग्रभूमि आकाशगंगा के परिवेश के माध्यम से एक देखने की दिशा प्रदान करता है। हाइड्रोजन संकेत प्रक्षेपित जेट दिशा (आकाश के तल पर जेट की दिखाई देने वाली ज्यामितीय दिशा) के करीब सबसे मजबूत था। जब सभी दिशाओं के अवलोकनों को मिलाया गया तो यह तुलनात्मक रूप से नहीं बढ़ा था। पैटर्न दूरी के साथ भी भिन्न होता है, आकाशगंगा के पास और बाहरी रेडियो-लोब (radio lobe) क्षेत्र के आसपास फिर से मजबूत हो जाता है। एक अलग मैग्नीशियम अवशोषण माप ने समान दिशात्मक अंतर नहीं दिखाया। यह इसलिए मायने रखता है क्योंकि अलग-अलग संकेत गैस के अलग-अलग हिस्सों या स्थितियों का पता लगा सकते हैं। परिणाम जेट के साथ स्थानीयकृत परस्पर क्रिया का समर्थन करता है, बजाय इस दावे के कि पूरे भंडार को बाहर कर दिया गया है या समान रूप से गर्म कर दिया गया है।

Why it matters for UPSC

GS3 · Black holes and galaxy evolution

GS3 के लिए, ब्लैक होल, स्पेक्ट्रोस्कोपी (spectroscopy) और तारा निर्माण के लिए गैस की आपूर्ति को जोड़ें। स्पष्ट करें कि अवलोकनों का औसत निकालने से दिशात्मक प्रभाव क्यों छिप सकता है। जेट-गैस परस्पर क्रिया के साक्ष्य और दबे हुए तारा निर्माण के प्रत्यक्ष माप के बीच अंतर करें।

Key terms

सर्कमगैलेक्टिक मीडियम (Circumgalactic medium)एक आकाशगंगा के मुख्य दृश्यमान शरीर के बाहर उसे घेरने वाली गैस। यह भविष्य के तारा निर्माण की आपूर्ति कर सकता है और बाहर की ओर बहने वाले पदार्थ प्राप्त कर सकता है। इस भंडार का अध्ययन करने से यह समझने में मदद मिलती है कि आकाशगंगा अपने परिवेश के साथ पदार्थ और ऊर्जा का आदान-प्रदान कैसे करती है।
सुपरमैसिव ब्लैक होल (Supermassive black hole)एक बहुत बड़े द्रव्यमान वाला ब्लैक होल, जो आमतौर पर एक आकाशगंगा के केंद्र में पाया जाता है। इसका गुरुत्वाकर्षण आस-पास के पदार्थ को प्रभावित करता है। एक सक्रिय केंद्र से जुड़े जेट आस-पास की अभिवृद्धि प्रणाली (accretion system) में उत्पन्न होते हैं, न कि ब्लैक होल के आंतरिक भाग से निकलने वाले पदार्थ से।
रेडियो जेट (Radio jet)सक्रिय गैलेक्टिक केंद्र से जुड़ा और रेडियो उत्सर्जन के माध्यम से दिखाई देने वाला तेजी से चलने वाले पदार्थ का एक संकीर्ण बहिर्वाह। यह आकाशगंगा से परे ऊर्जा ले जा सकता है। अध्ययन परीक्षण करता है कि क्या आस-पास की गैस इस बहिर्वाह की दिशा में अधिक मजबूती से प्रतिक्रिया करती है।
एच-अल्फा उत्सर्जन (H-alpha emission)हाइड्रोजन से एक विशिष्ट लाल-प्रकाश संकेत। इसकी चमक को मापने से आयनित गैस और इसकी भौतिक स्थितियों का पता लगाने में मदद मिलती है। एक मजबूत संकेत अपने आप में उन तारों की प्रत्यक्ष गिनती नहीं देता है जिनका निर्माण रोक दिया गया है।
स्पेक्ट्रम (Spectrum)तरंग दैर्ध्य के अनुसार अलग किया गया प्रकाश। उत्सर्जन और अवशोषण विशेषताएँ प्रकाश उत्पन्न करने वाली या उसके पथ पर स्थित सामग्री के बारे में जानकारी प्रकट करती हैं। शोधकर्ता साधारण छवि में आसानी से अध्ययन करने के लिए बहुत धुंधली गैस की जांच करने के लिए ऐसी विशेषताओं की तुलना करते हैं।
क्वासर (Quasar)एक असाधारण रूप से चमकदार सक्रिय गैलेक्टिक केंद्र जो सुपरमैसिव ब्लैक होल के चारों ओर पदार्थ के जमा होने से संचालित होता है। एक दूर का क्वासर निकटवर्ती सामग्री के माध्यम से पृष्ठभूमि देखने की दिशा प्रदान कर सकता है। यहाँ क्वासर ने शोधकर्ताओं को अग्रभूमि आकाशगंगाओं की गैस की जांच करने में मदद की।
स्टैकिंग (Stacking)व्यक्तिगत मापों में बहुत धुंधले संकेत को प्रकट करने के लिए कई अवलोकनों का संयोजन। अवलोकनों को कैसे समूहीकृत किया जाता है यह मायने रखता है। विभिन्न दिशाओं के संयोजन से एक ऐसी विशेषता कमजोर हो सकती है जो मुख्य रूप से एक संकीर्ण जेट के साथ दिखाई देती है।
रेडियो लोब (Radio lobe)गैलेक्टिक केंद्र से दूर एक जेट से जुड़े रेडियो-उत्सर्जक सामग्री का एक विस्तारित क्षेत्र। आंतरिक जेट क्षेत्र और इन बाहरी संरचनाओं के बीच गैस की परस्पर क्रिया भिन्न हो सकती है। अध्ययन प्रक्षेपित रेडियो संरचना (आकाश के तल पर दिखाई देने वाली इसकी ज्यामितीय दिशा) के साथ भिन्नता पाता है।
Sources (2)
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