खगोलविद अंतरिक्ष विलय घटना का विश्लेषण करते हैं जो ब्लैक होल में चंद्रमा की पुष्टि कर सकता है

S251112cm के रूप में पहचाने जाने वाले अपनी तरह के पहले गुरुत्वाकर्षण तरंग सिग्नल का पता लगाने से यह संभावना बढ़ गई है कि चंद्रमा जैसी वस्तुएं ब्रह्मांड के घने क्षेत्रों में ब्लैक होल और न्यूट्रॉन सितारों की परिक्रमा कर सकती हैं। इस घटना को 2025 के अंत में अंतर्राष्ट्रीय LIGO-Virgo-KAGRA सहयोग द्वारा रिकॉर्ड किया गया था, जो एक अत्यंत कम द्रव्यमान वाली वस्तु के बहुत अधिक विशाल साथी के साथ विलय का संकेत देता है। तकनीकी विश्लेषण से पता चलता है कि यह “चंद्रमा” न्यूट्रॉन स्टार पदार्थ से बना होगा, जो हिंसक आमने-सामने की टक्कर या मूल सितारों के पतन का परिणाम होगा। पृथ्वी से लगभग 300 मिलियन प्रकाश वर्ष दूर स्थित, यह घटना गोलाकार समूहों में बाइनरी सिस्टम के विकास पर अध्ययन के नए मोर्चे खोलती है।

• गोलाकार समूहों में तीन-पिंड प्रणालियां न्यूट्रॉन सितारों के बीच दुर्लभ आमने-सामने टकराव का पक्ष लेती हैं।
• खोजी गई छोटी वस्तु का द्रव्यमान मुख्यतः 0.1 और 0.87 सौर द्रव्यमान के बीच होता है।
• स्थिर न्यूट्रॉन तारे सूर्य के द्रव्यमान के 0.09 गुना तक न्यूनतम द्रव्यमान के साथ मौजूद हो सकते हैं।
• बाइनरी सिस्टम की मुख्य वस्तु का अनुमानित द्रव्यमान 1 और 3.5 सौर द्रव्यमान के बीच है।

गोलाकार समूहों में गठन की गतिशीलता

घने तारा समूहों का विन्यास, जिन्हें गोलाकार समूहों के रूप में जाना जाता है, हाल ही में खोजी गई इन विदेशी प्रणालियों की उत्पत्ति में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इन क्षेत्रों में, लगभग दस लाख तारे गुरुत्वाकर्षण के कारण परस्पर क्रिया करते हैं, जिससे अलगाव होता है, जहां बड़े पैमाने पर अवशेष, जैसे कि ब्लैक होल और न्यूट्रॉन तारे, केंद्र की ओर पलायन करते हैं। यह गतिविधि भारी निलंबित धूल कणों को अलग करने, घनी वस्तुओं को कम जगह में केंद्रित करने और करीबी मुठभेड़ों की संभावनाओं को काफी हद तक बढ़ाने के बराबर है।

इन समूहों के केंद्र में, न्यूट्रॉन सितारों का जनसंख्या घनत्व प्रचुर मात्रा में है, जो अक्सर पल्सर या एक्स-रे स्रोतों के रूप में प्रकट होते हैं। इन अवशेषों का घनत्व एक परमाणु नाभिक के बराबर है, जो केवल 12 किलोमीटर के व्यास में सौर द्रव्यमान के दोगुने तक केंद्रित है। जब ये वस्तुएं निकट आती हैं, तो वे स्थिर बाइनरी जोड़े या गतिशील रूप से अस्थिर ट्रिपल सिस्टम बना सकती हैं जो विनाशकारी विलय या सामूहिक निष्कासन घटनाओं में परिणत होती हैं।

न्यूट्रॉन चंद्रमा निर्माण तंत्र

न्यूट्रॉन पदार्थ से बने चंद्रमा के निर्माण की परिकल्पना उस प्रक्रिया से मिलती जुलती है जिसने अरबों साल पहले पृथ्वी के चंद्रमा को जन्म दिया था। उस अवधि के दौरान, प्रोटोप्लैनेट थिया और प्रोटो-अर्थ के बीच एक विशाल प्रभाव से निकला मलबा हमारे ग्रह की कक्षा में जमा हो गया। चरम खगोलीय वातावरण में, दो न्यूट्रॉन सितारों के बीच आमने-सामने की टक्कर एक समान प्रभाव उत्पन्न कर सकती है, जहां अधिकांश द्रव्यमान एक केंद्रीय ब्लैक होल बनाता है जबकि एक अंश निष्कासित हो जाता है।

इस उत्सर्जित मलबे में अपने स्वयं के गुरुत्वाकर्षण के तहत एक साथ एकत्रित होने की क्षमता होती है, जिससे एक कम द्रव्यमान वाला उपग्रह बनता है जो नई केंद्रीय वस्तु की परिक्रमा करता है। सैद्धांतिक मॉडल पुष्टि करते हैं कि न्यूट्रॉन सितारों के लिए संतुलन विन्यास कम उपसौर द्रव्यमान पर भी स्थिर रहता है। वैकल्पिक रूप से, एक विशाल पूर्वज तारे का मूल पतन एक मलबे की डिस्क का निर्माण कर सकता है जो एक असमान बाइनरी प्रणाली की स्थापना करते हुए चंद्रमा में संघनित हो जाती है।

इवेंट S251112cm का तकनीकी विवरण

S251112cm नामक गुरुत्वाकर्षण तरंग संकेत को इसकी कम झूठी अलार्म दर के कारण उच्च स्तर की सांख्यिकीय विश्वसनीयता के साथ रिपोर्ट किया गया था। अनुमान बताते हैं कि इन विशेषताओं वाली कोई घटना स्वाभाविक रूप से हर 6.2 साल में केवल एक बार घटित होगी, जो पता लगाने की वास्तविक प्रकृति को पुष्ट करती है। गुरुत्वाकर्षण संकेत की सटीकता के बावजूद, विद्युत चुम्बकीय समकक्षों, जैसे प्रकाश की चमक या विकिरण, की खोज से आज तक सकारात्मक परिणाम नहीं मिले हैं।

स्रोत के चहचहाते द्रव्यमान का विश्लेषण, 99% विश्वास के साथ, अंतिम टक्कर में भाग लेने वाले एक उपसौर-द्रव्यमान वस्तु की उपस्थिति को इंगित करता है। यह डेटा महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह बताता है कि छोटा घटक एक पारंपरिक पूर्ण-द्रव्यमान न्यूट्रॉन तारा नहीं था, बल्कि एक छोटा टुकड़ा था। अंतःक्रिया के परिणामस्वरूप गुरुत्वाकर्षण तरंगों का उत्सर्जन हुआ जिसने चंद्रमा की कक्षा को तब तक छोटा कर दिया जब तक कि उसका साथी ब्लैक होल या न्यूट्रॉन तारे के साथ पूर्ण विलय नहीं हो गया।

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स्थानिक स्रोत की दूरी और स्थान

सिग्नल का स्रोत स्थानीय ब्रह्मांड में लगभग 93 मेगापार्सेक की चमक दूरी पर स्थित है, जो 300 मिलियन प्रकाश वर्ष के बराबर है। इस सापेक्ष निकटता ने पृथ्वी पर इंटरफेरोमेट्री उपकरणों को बड़े पैमाने पर डेटा निकालने के लिए स्पेसटाइम में तरंगों को स्पष्ट रूप से पकड़ने की अनुमति दी। दृश्य प्रकाश की अनुपस्थिति से पता चलता है कि सिस्टम घने वातावरण में डूबा हुआ हो सकता है जो विकिरण को रोकता है या विलय से पता लगाने योग्य किलोनोवा विस्फोट उत्पन्न नहीं होता है।

इन प्रणालियों की अवधि पर अध्ययन से संकेत मिलता है कि ब्लैक होल चंद्रमा का जीवनकाल प्रारंभिक पृथक्करण और इसमें शामिल द्रव्यमान पर सख्ती से निर्भर करता है। गुरुत्वाकर्षण विकिरण के निरंतर उत्सर्जन के कारण, उपग्रह अपरिवर्तनीय रूप से कक्षीय ऊर्जा खो देता है, जो नीचे की ओर सर्पिल में केंद्र के पास पहुंचता है। घटना S251112cm का रिकॉर्ड प्राथमिक वस्तु द्वारा चंद्रमा के कुल अवशोषण से पहले, इस प्रक्रिया के अंतिम क्षणों को सटीक रूप से कैप्चर करता है।

टकराव की प्रक्रियाएँ और कक्षीय विकास

इन विदेशी उपग्रहों को नियंत्रित करने वाली कक्षीय गतिशीलता सामान्य सापेक्षता के नियमों द्वारा निर्धारित होती है, जहां गतिमान द्रव्यमान अंतरिक्ष-समय के ताने-बाने को गति देता है। पृथ्वी के चंद्रमा के विपरीत, जो ज्वार के कारण धीरे-धीरे दूर चला जाता है, एक न्यूट्रॉन चंद्रमा तरंग ऊर्जा हानि के कारण अपने मेजबान से टकराने के लिए अभिशप्त होता है। ब्लैक होल के नजदीक कक्षा में किसी भी कॉम्पैक्ट ऑब्जेक्ट के लिए यह भाग्य अपरिहार्य है, जिसके परिणामस्वरूप पृथ्वी-आधारित सेंसर द्वारा एक विशिष्ट संकेत उठाया जाता है।

ऐसे कम द्रव्यमान का अवलोकन ब्रह्मांड में कॉम्पैक्ट वस्तुओं के वितरण के बारे में कुछ धारणाओं को चुनौती देता है और आमने-सामने टकराव के सिद्धांतों को मान्य करता है। इस खोज से पहले, अधिकांश दर्ज की गई घटनाओं में समान द्रव्यमान की वस्तुएं शामिल थीं, जैसे दो ब्लैक होल या दो विशाल न्यूट्रॉन तारे। उपसौर उपग्रह का अस्तित्व इस बात की पुष्टि करता है कि नए गुरुत्वाकर्षण तरंग खगोल विज्ञान के माध्यम से घने पदार्थ का विखंडन एक संभव और देखने योग्य घटना है।

तारकीय मलबे की भौतिक विशेषताएं

• न्यूट्रॉन पदार्थ कम मात्रा और कम द्रव्यमान पर भी अत्यधिक घनत्व बनाए रखता है।
• इन उपसौरीय पिंडों का विशिष्ट आकार एक मानक तारे के 12 किलोमीटर से कम हो सकता है।
• गुरुत्वाकर्षण पतन के विरुद्ध न्यूट्रॉन अध:पतन दबाव द्वारा संरचनात्मक स्थिरता बनाए रखी जाती है।
• टकराव से उत्पन्न टुकड़े विलय से पहले लाखों वर्षों तक द्रव्यमान के केंद्र की परिक्रमा कर सकते हैं।

उपसौर द्रव्यमान प्रेक्षणों का भविष्य

S251112cm जैसे उम्मीदवारों की पहचान वैज्ञानिक समुदाय को कम-आयाम संकेतों के लिए खोज एल्गोरिदम में सुधार करने के लिए प्रेरित करती है। यह उम्मीद की जाती है कि एलआईजीओ और कन्या वेधशालाओं के भविष्य के उन्नयन से अधिक दूर की घटनाओं या छोटे द्रव्यमान वाली घटनाओं का पता लगाना संभव हो जाएगा। इन प्रणालियों को समझने से गोलाकार समूहों में टकराव के इतिहास और अत्यधिक गुरुत्वाकर्षण स्थितियों के तहत अल्ट्रा-घने पदार्थ के भौतिकी को फिर से बनाने में मदद मिलती है।

किसी उपसौर वस्तु की प्रत्येक नई पहचान परमाणु पदार्थ की स्थिति के समीकरण पर डेटा प्रदान करती है, जिससे पता चलता है कि यह अत्यधिक दबाव में कैसे व्यवहार करता है। यह संभावना कि ब्रह्मांड में ब्लैक होल चंद्रमा प्रचुर मात्रा में मौजूद हैं, कॉम्पैक्ट वस्तुओं की बाइनरी प्रणालियों के शास्त्रीय दृष्टिकोण को बदल देता है। विज्ञान अब यह निर्धारित करने के लिए और अधिक समान घटनाओं को सूचीबद्ध करना चाहता है कि क्या न्यूट्रॉन चंद्रमाओं का निर्माण हिंसक तारकीय मुठभेड़ों का एक सामान्य उपोत्पाद है।