एंड्रोमेडा में विशाल तारे के ढहने के बाद जेम्स वेब ने ब्लैक होल के गुप्त जन्म का पता लगाया

पड़ोसी एंड्रोमेडा आकाशगंगा में स्थित एक पीले सुपरजायंट ने एक दुर्लभ खगोलीय घटना को अंजाम दिया जब वह एक बड़े विस्फोट के बाद बिना किसी निशान के गायब हो गया। समेकित अवलोकनों से संकेत मिलता है कि पिछले दशक में निगरानी की गई आकाशीय वस्तु अपने ही गुरुत्वाकर्षण के कारण ढह गई। इस घटना के परिणामस्वरूप एक चमकीले सुपरनोवा की अपेक्षाओं को धता बताते हुए तुरंत एक ब्लैक होल का निर्माण हुआ।

चंद्रा एक्स-रे वेधशाला के संयोजन में जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप द्वारा कैप्चर किया गया डेटा घटना को मान्य करने में महत्वपूर्ण था। तकनीकी रूप से M31-2014-DS1 के रूप में सूचीबद्ध तारा, पृथ्वी से लगभग 2.5 मिलियन प्रकाश वर्ष दूर स्थित है और इसकी चमक में लगातार गिरावट देखी गई है। एक्स-रे पहचान की कमी से पता चलता है कि इस प्रक्रिया में कम ऊर्जा दक्षता वाली सामग्री की खपत होती है, जो सामान्य प्रलयकारी घटनाओं से काफी भिन्न होती है।

विशेषज्ञ बताते हैं कि गुरुत्वाकर्षण ने आंतरिक दबाव बलों पर काबू पा लिया, जिससे तारे की बाहरी परतों के हिंसक निष्कासन को रोक दिया गया। इस प्रकार की घटना, जिसे असफल सुपरनोवा कहा जाता है, की भविष्यवाणी सैद्धांतिक मॉडलों में की जाती है, लेकिन इतनी स्पष्टता के साथ शायद ही कभी देखी जाती है। तारकीय अवशेष अब धूल और आणविक गैस से घिरे क्षेत्र में रहते हैं, जो दृश्य स्पेक्ट्रम में छिपा हुआ है।

इन्फ्रारेड निगरानी और एक्स-रे की अनुपस्थिति

जेम्स वेब के मध्य-अवरक्त उपकरणों के साथ किए गए स्पेक्ट्रोस्कोपिक विश्लेषण से सुपरजाइंट की मूल स्थिति में एक अत्यंत लाल स्रोत का पता चला। यह थर्मल हस्ताक्षर ठंडी धूल और बाहर जाने वाली गैस की उपस्थिति को इंगित करता है, जो पुष्टि करता है कि मौन पतन के दौरान तारकीय आवरण से आंशिक निष्कासन हुआ था।

बदले में, चंद्रा वेधशाला ने इस क्षेत्र में उच्च-ऊर्जा उत्सर्जन की पहचान नहीं की, जो असतत अभिवृद्धि की परिकल्पना को पुष्ट करता है। एक्स-रे में चमक की कमी दर्शाती है कि नवगठित ब्लैक होल में लौटने वाली सामग्री सूक्ष्म तरीके से ऐसा करती है। तारकीय विस्फोटों के विशिष्ट तीव्र विकिरण हस्ताक्षर के बिना, घटना को प्रत्यक्ष पतन के रूप में वर्गीकृत करने के लिए यह विशेषता मौलिक थी।

प्रेक्षित डेटा से समायोजित कम्प्यूटेशनल मॉडल वर्तमान प्रक्रिया में 1% से कम की विकिरण दक्षता को इंगित करते हैं। तारे का धीरे-धीरे गायब होना, जो 2014 में शुरू हुआ और अगले वर्षों में समेकित हो गया, इस सिद्धांत के साथ पूरी तरह से मेल खाता है कि कमजोर रूप से बंधी तारकीय सामग्री अंततः ध्वस्त कोर द्वारा निगल ली गई थी।

जन्मदाता तारे के लक्षण

लुप्त होने से पहले मूल तारे का अनुमानित द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान से 12 से 13 गुना के बीच था। परिणामी ब्लैक होल लगभग 5 सौर द्रव्यमान को बरकरार रखता है, जो दर्शाता है कि द्रव्यमान का एक महत्वपूर्ण हिस्सा कॉम्पैक्ट ऑब्जेक्ट के अंतिम गठन से पहले खो गया था या चुपचाप बाहर निकाल दिया गया था। परिणामी धूल संरचना हमारे सौर मंडल के आकार के बराबर पैमाने पर है।

अध्ययनों से संकेत मिलता है कि इस द्रव्यमान श्रेणी के तारे एक महत्वपूर्ण संक्रमण क्षेत्र में हैं। जबकि छोटे तारे सफेद बौने के रूप में अपना जीवन समाप्त करते हैं और बहुत बड़े तारे हिंसक रूप से विस्फोट करते हैं, M31-2014-DS1 ने कम ऊर्जावान विकासवादी पथ का अनुसरण किया। आसपास के बादल में कार्बन डाइऑक्साइड और पानी जैसे अणुओं का पता लगाने से इजेक्टा लिफाफे की रासायनिक संरचना को मैप करने में मदद मिलती है।

शास्त्रीय सुपरनोवा के लिए मौलिक अंतर

पारंपरिक सुपरनोवा घटनाएँ, कुछ ही सेकंड में, सूर्य द्वारा अपने पूरे जीवनकाल में उत्पादित ऊर्जा के बराबर ऊर्जा जारी करती हैं। ये विस्फोट बहुत तेज़ गति से बाहरी परतों को फैलाते हैं और चमकदार नीहारिकाओं का निर्माण करते हैं जिन्हें महीनों या वर्षों तक देखा जा सकता है। हालाँकि, एंड्रोमेडा में मामला एक विपरीत गतिशीलता का अनुसरण करता है, जहां विस्फोट पर विस्फोट की प्रधानता थी।

विफल सुपरनोवा में, अधिकांश आंतरिक द्रव्यमान सीधे नाभिक पर गिरता है, जिससे ब्रह्मांड को रोशन करने के लिए आवश्यक रिवर्स शॉक उत्पन्न किए बिना ब्लैक होल को शक्ति मिलती है। ऑप्टिकल चमक कमज़ोर या अस्तित्वहीन रहती है, जिससे JWST जैसे अत्याधुनिक उपकरणों के बिना इन घटनाओं का पता लगाना बेहद मुश्किल हो जाता है। मूल तारे की मूल चमक का लगभग 7% ही अवरक्त विकिरण के रूप में रहता है।

इस घटना की पुष्टि से पता चलता है कि 30% तक विशाल तारे इस अलग तरीके से अपना चक्र समाप्त कर सकते हैं। इससे ब्रह्मांड में ब्लैक होल की आबादी के बारे में आंकड़े बदल जाते हैं, जिससे पता चलता है कि कई ब्लैक होल उस ब्रह्मांडीय “आतिशबाजियों” के बिना बने होंगे जिनकी खगोलविद अक्सर तलाश करते हैं।

एंड्रोमेडा आकाशगंगा की सापेक्ष निकटता ने अधिक दूर की आकाशगंगाओं में असंभव स्तर के विस्तार की अनुमति दी। इस क्षेत्र की निरंतर निगरानी तारकीय भौतिकी मॉडल को परिष्कृत करने और न्यूट्रॉन स्टार और ब्लैक होल गठन के बीच की सीमाओं को बेहतर ढंग से समझने के लिए आवश्यक डेटा प्रदान करेगी।

आधुनिक खगोल विज्ञान से प्रासंगिकता

यह खोज सुपरजाइंट सितारों के जीवन के अंत के बारे में दशकों की सैद्धांतिक भविष्यवाणियों को मान्य करती है। यह साबित करके कि प्रत्यक्ष पतन एक व्यवहार्य और पता लगाने योग्य तंत्र है, वैज्ञानिक अब अन्य उम्मीदवारों के लिए पुरानी टिप्पणियों का पुनर्मूल्यांकन कर सकते हैं जो चुपचाप गायब हो गए हैं। यह आकाशगंगाओं के स्थानीय समूह में कॉम्पैक्ट अवशेषों की अधिक सटीक जनगणना में योगदान देता है।

इन कम-ऊर्जा प्रक्रियाओं को समझना खगोल भौतिकी के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह ब्रह्मांड के रासायनिक विकास के बारे में ज्ञान में अंतराल को भरता है। उत्सर्जित पदार्थ, भले ही कम मात्रा में हो, अंतरतारकीय माध्यम को भारी तत्वों से समृद्ध करता है, जो ब्रह्मांडीय पड़ोस में भविष्य के तारकीय और ग्रह प्रणालियों के निर्माण को प्रभावित करता है।