नासा का IXPE (इमेजिंग एक्स-रे पोलारिमेट्री एक्सप्लोरर) ने खगोलविदों को ब्लैक होल के लिए आवश्यक संरचनाओं के आकार को बेहतर ढंग से समझने में मदद की है – विशेष रूप से, इसके चारों ओर घूमने वाली सामग्री की डिस्क, और शिफ्टिंग प्लाज्मा क्षेत्र जिसे कोरोना कहा जाता है।
तारकीय-द्रव्यमान ब्लैक होल, बाइनरी सिस्टम स्विफ्ट J1727.8-1613 का हिस्सा, 2023 की गर्मियों में एक असामान्य चमकदार घटना के दौरान खोजा गया था, जिसके कारण यह लगभग सभी अन्य एक्स-रे स्रोतों से आगे निकल गया। यह अपनी तरह का पहला है जिसे IXPE द्वारा देखा गया है शुरू, चोटीऔर निष्कर्ष इस तरह एक एक्स-रे का विस्फोट।
स्विफ्ट जे1727 में प्रकाशित नए अध्ययनों की एक श्रृंखला का विषय है द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल और खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी. वैज्ञानिकों का कहना है कि ये निष्कर्ष ब्लैक होल एक्स-रे बाइनरी सिस्टम के व्यवहार और विकास में नई अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।
“यह विस्फोट अविश्वसनीय रूप से तेज़ी से विकसित हुआ,” फ़िनलैंड के तुर्कू विश्वविद्यालय के एक स्थायी शोधकर्ता, खगोल भौतिकीविद् एलेक्जेंड्रा वेलेदिना ने कहा। “विस्फोट की हमारी पहली पहचान से, स्विफ्ट J1727 को चरम पर पहुंचने में कुछ ही दिन लगे। तब तक, IXPE और कई अन्य टेलीस्कोप और उपकरण पहले से ही डेटा एकत्र कर रहे थे। निष्क्रियता की ओर वापसी के दौरान पूरे रास्ते विस्फोट को देखना उत्साहवर्धक था।”
2023 के अंत तक, स्विफ्ट J1727 कुछ समय के लिए क्रैब नेबुला, मानक एक्स-रे “मोमबत्ती” की तुलना में अधिक चमकीला बना रहा, जिसका उपयोग एक्स-रे चमक की इकाइयों के लिए आधार रेखा प्रदान करने के लिए किया जाता था। बाइनरी स्टार सिस्टम में इस तरह के विस्फोट असामान्य नहीं हैं, लेकिन शायद ही कभी वे इतने चमकीले और घर के इतने करीब होते हैं – पृथ्वी से सिर्फ 8,800 प्रकाश वर्ष दूर। बाइनरी सिस्टम का नाम किसके सम्मान में रखा गया था? स्विफ्ट गामा-रे बर्स्ट मिशन जिसने शुरुआत में 24 अगस्त, 2023 को अपने बर्स्ट अलर्ट टेलीस्कोप के साथ विस्फोट का पता लगाया, जिसके परिणामस्वरूप ब्लैक होल की खोज हुई।
एक्स-रे बाइनरी सिस्टम में आम तौर पर उनके जीवनचक्र के विभिन्न चरणों में दो निकट-निकट तारे शामिल होते हैं। जब बड़े तारे का ईंधन ख़त्म हो जाता है, तो यह एक सुपरनोवा में विस्फोटित हो जाता है और अपने पीछे छोड़ जाता है न्यूट्रॉन तारा, व्हाइट द्वार्फया ब्लैक होल. स्विफ्ट जे1727 के मामले में, परिणामी ब्लैक होल के शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण ने उसके साथी तारे से सामग्री छीन ली, जिससे सामग्री 1.8 मिलियन डिग्री फ़ारेनहाइट से अधिक तक गर्म हो गई और एक्स-रे की विशाल मात्रा उत्पन्न हुई। यह बात बनी अभिवृद्धि डिस्क और इसमें अतितापित शामिल हो सकता है कोरोना. ब्लैक होल के ध्रुवों पर पदार्थ सापेक्षता के रूप में बाइनरी सिस्टम से भी बच सकता है जेट.
IXPE, जिसने नासा और शोधकर्ताओं को इन सभी घटनाओं का अध्ययन करने में मदद की है, इसमें विशेषज्ञता है एक्स-रे ध्रुवीकरणप्रकाश की विशेषता जो ऐसे अति-शक्तिशाली ऊर्जा स्रोतों के आकार और संरचना को मैप करने में मदद करती है, उनके आंतरिक कामकाज को रोशन करती है, भले ही वे हमारे लिए सीधे देखने के लिए बहुत दूर हों।
एलेक्जेंड्रा वेलेदिना
नासा के खगोल वैज्ञानिक
वेलेदिना ने कहा, “क्योंकि प्रकाश स्वयं उनके गुरुत्वाकर्षण से बच नहीं सकता है, हम ब्लैक होल नहीं देख सकते हैं।” “हम केवल यह देख सकते हैं कि उनके आसपास क्या हो रहा है और वहां होने वाले तंत्र और प्रक्रियाओं के बारे में निष्कर्ष निकाल सकते हैं। IXPE उस कार्य के लिए महत्वपूर्ण है।”
वेलेडिना और इंग्लैंड के न्यूकैसल-अपॉन-टाइन में न्यूकैसल विश्वविद्यालय के एक शोधकर्ता एडम इंग्राम के नेतृत्व में स्विफ्ट जे1727 के दो आईएक्सपीई-आधारित अध्ययनों ने विस्फोट के पहले चरणों पर ध्यान केंद्रित किया। महीनों की संक्षिप्त अवधि के दौरान जब स्रोत असाधारण रूप से उज्ज्वल हो गया, तो कोरोना प्रेक्षित एक्स-रे विकिरण का मुख्य स्रोत था।
वेलेदिना ने कहा, “IXPE ने ब्लैक होल जेट की अनुमानित दिशा के साथ यात्रा करने वाले एक्स-रे विकिरण के ध्रुवीकरण का दस्तावेजीकरण किया है, इसलिए गर्म प्लाज्मा को अभिवृद्धि डिस्क विमान में बढ़ाया जाता है।” “इसी तरह के निष्कर्षों की सूचना दी गई थी लगातार ब्लैक होल बाइनरी सिग्नस X-1 मेंइसलिए यह खोज यह सत्यापित करने में मदद करती है कि ज्यामिति अल्पकालिक विस्फोटक प्रणालियों के बीच समान है।
टीम ने आगे निगरानी की कि स्विफ्ट J1727 के चरम विस्फोट के दौरान ध्रुवीकरण मान कैसे बदल गए। वे निष्कर्ष विद्युत चुम्बकीय विकिरण के अन्य ऊर्जा बैंडों के अध्ययन के दौरान प्राप्त निष्कर्षों से मेल खाते थे।
प्राग में चेक एकेडमी ऑफ साइंसेज के शोधकर्ताओं जिरी स्वोबोडा और जैकब पॉडगॉर्न के नेतृत्व में एक तीसरा और चौथा अध्ययन, स्विफ्ट जे1727 के विस्फोट के दूसरे भाग में एक्स-रे ध्रुवीकरण और अत्यधिक ऊर्जावान स्थिति में इसकी वापसी पर केंद्रित था। महीनों बाद. IXPE डेटा और ब्लैक होल सिमुलेशन का उपयोग करके पॉडगॉर्न के पिछले प्रयासों के लिए, उन्हें हाल ही में पीएचडी के लिए चेक गणराज्य के शीर्ष राष्ट्रीय पुरस्कार से सम्मानित किया गया था। प्राकृतिक विज्ञान में थीसिस.
ध्रुवीकरण डेटा ने संकेत दिया कि कोरोना की ज्यामिति विस्फोट की शुरुआत और अंत के बीच महत्वपूर्ण रूप से नहीं बदली, भले ही इस बीच प्रणाली विकसित हुई और बाद की ऊर्जावान स्थिति में एक्स-रे चमक नाटकीय रूप से कम हो गई।
परिणाम सामान्य रूप से ब्लैक होल में अभिवृद्धि डिस्क, कोरोना और संबंधित संरचनाओं के बदलते आकार और संरचनाओं की हमारी समझ में एक महत्वपूर्ण कदम का प्रतिनिधित्व करते हैं। यह अध्ययन यह निर्धारित करने के लिए एक उपकरण के रूप में IXPE के मूल्य को भी प्रदर्शित करता है कि सिस्टम के ये सभी तत्व कैसे जुड़े हुए हैं, साथ ही साथ अन्य वेधशालाओं के साथ सहयोग करने की इसकी क्षमता भी प्रदर्शित होती है। ब्रह्मांड में अचानक, नाटकीय परिवर्तनों पर नज़र रखें.
“बाइनरी सिस्टम में ब्लैक होल के पास पदार्थ के और अवलोकन की आवश्यकता है, लेकिन विभिन्न राज्यों में स्विफ्ट J1727.8-1613 का सफल पहला अवलोकन अभियान एक नए अध्याय की सबसे अच्छी शुरुआत है जिसकी हम कल्पना कर सकते हैं,” सह-लेखक माइकल डोवसियाक ने कहा कागजात की श्रृंखला के और तारकीय-द्रव्यमान वाले ब्लैक होल पर IXPE कार्य समूह के नेता, जो चेक एकेडमी ऑफ साइंसेज में शोध भी करते हैं।
IXPE के बारे में अधिक जानकारी
IXPE, जो ब्रह्मांड भर में खगोलीय पिंडों के बारे में अभूतपूर्व खोजों को सक्षम करने के लिए अभूतपूर्व डेटा प्रदान करना जारी रखता है, 12 देशों में भागीदारों और विज्ञान सहयोगियों के साथ नासा और इतालवी अंतरिक्ष एजेंसी का एक संयुक्त मिशन है। IXPE का नेतृत्व अलबामा के हंट्सविले में NASA के मार्शल स्पेस फ़्लाइट सेंटर द्वारा किया जाता है। बॉल एयरोस्पेस, जिसका मुख्यालय ब्रूमफील्ड, कोलोराडो में है, बोल्डर में वायुमंडलीय और अंतरिक्ष भौतिकी के लिए कोलोराडो विश्वविद्यालय की प्रयोगशाला के साथ मिलकर अंतरिक्ष यान संचालन का प्रबंधन करता है।
यहां IXPE के चल रहे मिशन के बारे में और जानें:
एलिज़ाबेथ लैंडौ
नासा मुख्यालय
elizabeth.r.landau@nasa.gov
202-358-0845
लेन फिगुएरोआ
नासा का मार्शल स्पेस फ़्लाइट सेंटर
256-544-0034
lane.e.figueroa@nasa.gov