गुरुत्वाकर्षण माइक्रोलेंसिंग द्वारा बड़े मैगेलैनिक बादल में तीन चंद्रमाओं के द्रव्यमान वाली वस्तु का पता लगाया जाता है

18 दिसंबर, 2019 को बड़े मैगेलैनिक बादल में दर्ज एक खगोलीय घटना के परिणामस्वरूप एक असामान्य प्रकृति के खगोलीय पिंड की पहचान हुई। खगोलविदों ने एक दूर के तारे की चमक में अस्थायी, सममित वृद्धि का पता लगाया है। यह घटनाक्रम लगभग एक घंटे तक चला। यूनिवर्स टुडे में एक प्रकाशन में मार्क थॉम्पसन द्वारा अवलोकन का विवरण दिया गया था। चमकदार पैटर्न एक भौतिक प्रभाव की घटना को इंगित करता है जिसे गुरुत्वाकर्षण माइक्रोलेंसिंग के रूप में जाना जाता है।

दृश्य परिवर्तन के लिए उत्तरदायी वस्तु का नाम फोएबे रखा गया। आइंस्टीन का सामान्य सापेक्षता का सिद्धांत अंतरिक्ष में इस प्रकार की घटना की समझ को रेखांकित करता है। जब कोई विशाल पिंड किसी प्रकाश स्रोत के सामने से गुजरता है तो उसका गुरुत्वाकर्षण एक आवर्धक कांच की तरह कार्य करता है। रिकॉर्ड किया गया व्यवहार सामान्य तारकीय विविधताओं से भिन्न होता है। सौर ज्वालाएँ और क्षुद्रग्रह पास दूरबीनों में पूरी तरह से अलग दृश्य हस्ताक्षर उत्पन्न करते हैं।

स्विनबर्न विश्वविद्यालय द्वारा डेटा विश्लेषण

मेलबर्न में स्थित स्विनबर्न विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने फोटोमेट्रिक रिकॉर्ड का मूल्यांकन किया। टीम ने विशेष रूप से बड़े मैगेलैनिक क्लाउड पर केंद्रित उच्च-ताल सर्वेक्षण से डेटा का उपयोग किया। प्रकाश वक्र के अनूठे आकार ने एक सघन और पृथक वस्तु के पारित होने की पुष्टि की। उपकरणों की सटीकता ने माप त्रुटियों या वायुमंडलीय हस्तक्षेप से इंकार करना संभव बना दिया। फोएबे की पहचान ने ब्रह्मांड में कम द्रव्यमान वाले खगोलीय पिंडों की संरचना के बारे में नए प्रश्न उत्पन्न किए।

घटना की सटीक अवधि ने बाद की भौतिक गणनाओं के लिए आधार प्रदान किया। बढ़ी हुई चमक लगभग 60 मिनट तक बनी रही। गुरुत्वाकर्षण माइक्रोलेंसिंग की यांत्रिकी पारगमन समय और अवरोधन वस्तु के द्रव्यमान के बीच सीधा संबंध स्थापित करती है। हल्के शरीर दृष्टि की रेखा को अधिक तेजी से पार करते हैं। कम किए गए अवलोकन समय ने पारंपरिक खगोलीय मानकों के अनुसार अत्यंत छोटे द्रव्यमान का संकेत दिया।

गणितीय परिणामों से पता चला कि फोएबे का द्रव्यमान पृथ्वी के चंद्रमा से लगभग तीन गुना अधिक है। यह मान हमारे सौर मंडल में ग्रहों की तुलना में एक छोटे से अंश का प्रतिनिधित्व करता है। परिकलित द्रव्यमान तारकीय ब्लैक होल के निर्माण की सैद्धांतिक सीमा से काफी नीचे है। इन घने पिंडों को किसी मृत तारे के गुरुत्वाकर्षण पतन के माध्यम से बनने के लिए सूर्य के द्रव्यमान से कम से कम पांच गुना अधिक द्रव्यमान की आवश्यकता होती है। मूल्यों में विसंगति ने अनुसंधान को कम सामान्य विकल्पों की ओर निर्देशित किया।

आकाशीय पिंड के वर्गीकरण के संबंध में परिकल्पनाएँ

वैज्ञानिक टीम ने फोएबे की उत्पत्ति और प्रकृति को समझाने के लिए विभिन्न परिदृश्य स्थापित किए। प्रस्ताव कक्षीय गतिशीलता और ब्रह्मांड की निर्माण प्रक्रियाओं पर विचार करते हैं। वस्तु की सटीक परिभाषा वर्तमान खगोल भौतिकी मॉडल पर सीधे प्रभाव डालती है। शोधकर्ता 2019 में की गई खोज को वर्गीकृत करने के लिए तीन मुख्य संभावनाओं के साथ काम करते हैं।

• बहता हुआ ग्रह अपने मूल तारा मंडल से बाहर निकल गया है जो किसी मेज़बान तारे की परिक्रमा किए बिना आकाशगंगा को पार कर जाता है।
• पूर्ण स्थानिक अलगाव की विशेषताओं के साथ विशाल मैगेलैनिक बादल से संबंधित एक्स्ट्रागैलेक्टिक ग्रह।
• बिग बैंग के बाद एक सेकंड के शुरुआती अंशों में घनत्व में उतार-चढ़ाव से निर्मित प्राइमर्डियल ब्लैक होल।

एक्स्ट्रागैलेक्टिक ग्रह परिकल्पना आधुनिक खगोल विज्ञान में एक अवलोकन मील का पत्थर का प्रतिनिधित्व करेगी। गुरुत्वाकर्षण माइक्रोलेंसिंग के माध्यम से आकाशगंगा के बाहर की दुनिया का पता लगाना एक अत्यधिक तकनीकी रूप से जटिल प्रक्रिया है। अत्यधिक दूरी से सीधे परावर्तित या अवरुद्ध प्रकाश को पकड़ना मुश्किल हो जाता है। गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग विधि प्राकृतिक आवर्धन उपकरण के रूप में गुरुत्वाकर्षण का उपयोग करके इस सीमा को पार कर जाती है। इस सिद्धांत की पुष्टि के लिए एक ही स्थानिक क्षेत्र में समान घटनाओं के पूरक अवलोकन की आवश्यकता होगी।

आदिम ब्लैक होल की संभावना अनुसंधान में प्रारंभिक ब्रह्मांड विज्ञान के तत्वों का परिचय देती है। ये सैद्धांतिक वस्तुएं अंतरिक्ष में मौजूद रहने के लिए तारकीय जीवन चक्र पर निर्भर नहीं हैं। ब्रह्मांड के प्रारंभिक विस्तार के तुरंत बाद अत्यधिक घनत्व और तापमान के वातावरण में इसका निर्माण होगा। सूक्ष्म ब्लैक होल के अस्तित्व पर वैज्ञानिक समुदाय में दशकों से बहस चल रही है। फोएबे का परिकलित द्रव्यमान इन आदिम संस्थाओं के लिए प्रस्तावित गणितीय मॉडल के साथ पूरी तरह से संरेखित है।

सांख्यिकीय संभाव्यता और डार्क मैटर प्रभामंडल

फोएबे के सबसे संभावित स्थान का आकलन करने के लिए खगोलविदों ने सांख्यिकीय मॉडल लागू किए। विश्लेषण में विभिन्न ज्ञात गैलेक्टिक संरचनाओं के बीच बड़े पैमाने पर वितरण पर विचार किया गया। अध्ययन में आकाशगंगा में तारों की आबादी की तुलना बड़े मैगेलैनिक बादल में आकाशीय पिंडों से की गई। इंटरगैलेक्टिक स्पेस ने शोधकर्ताओं के गणितीय समीकरण में भी प्रवेश किया। परिणामों ने ब्रह्मांड के एक विशिष्ट, अदृश्य क्षेत्र की ओर इशारा किया।

खोजी गई वस्तु को रखने के लिए डार्क मैटर हेलो सबसे अनुकूल वातावरण के रूप में उभरा। गणनाओं से फोएबे के इस संरचना से संबंधित होने की 100,000 गुना अधिक संभावना प्रदर्शित हुई। अंतर का मार्जिन इंगित करता है कि आकाशीय पिंड पारंपरिक तारकीय पदार्थ की तुलना में अंधेरे पदार्थ को एकीकृत करने की अधिक संभावना वाले परिमाण के पांच क्रम का है। प्रभामंडल एक विशाल गुरुत्वाकर्षण आवरण के रूप में कार्य करता है जो अवलोकन योग्य आकाशगंगाओं को घेरता है और उनमें व्याप्त होता है।

डार्क मैटर के साथ संबंध इस संभावना को खारिज करता है कि फोएबे एक साधारण दुष्ट ग्रह है। निष्कासित ग्रह आमतौर पर उत्पत्ति के आकाशगंगा तल के करीब रहते हैं। प्रभामंडल में उपस्थिति प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क में ग्रह निर्माण प्रक्रियाओं की एक स्वतंत्र उत्पत्ति का सुझाव देती है। ब्रह्मांड में अधिकांश द्रव्यमान डार्क मैटर से बना है। इस क्षेत्र में कॉम्पैक्ट वस्तुओं का पता लगाना ऑप्टिकल दूरबीनों के लिए अदृश्य इस संरचना के मानचित्रण के लिए ठोस डेटा प्रदान करता है।

प्रारंभिक ब्रह्मांड के अध्ययन के लिए निहितार्थ

डार्क मैटर हेलो में प्राइमर्डियल ब्लैक होल परिकल्पना का सत्यापन फोएबे की उम्र को रीसेट कर देगा। यह वस्तु मानव उपकरण द्वारा अब तक खोजी गई सबसे पुरानी संस्थाओं में से एक होगी। यह गठन पहले सितारों के उद्भव से पहले होगा। यह प्रक्रिया पहले हाइड्रोजन और हीलियम परमाणुओं के संगठन से भी पहले हुई होगी। नवजात ब्रह्मांड के अराजक वातावरण ने पदार्थ के इस चरम संपीड़न के लिए सटीक स्थितियाँ प्रदान कीं।

फोएबे का प्रक्षेप पथ 13 अरब वर्षों की अवधि तक फैला होगा। वस्तु पूर्ण मौन में अंतरिक्ष को पार कर गई। 2019 में प्रकाश अंतःक्रिया एक विलक्षण घटना का प्रतिनिधित्व करती है। गुरुत्वाकर्षण ने एकमात्र खुलासा करने वाली शक्ति के रूप में कार्य किया। अपने स्वयं के विकिरण की अनुपस्थिति इन पिंडों को पारंपरिक अंतरिक्ष स्कैनिंग विधियों के लिए अदृश्य बना देती है।

बड़े मैगेलैनिक बादल का चल रहा सर्वेक्षण वेधशालाओं में सक्रिय रहता है। स्विनबर्न विश्वविद्यालय नई गुरुत्वाकर्षण माइक्रोलेंसिंग घटनाओं की खोज में फोटोमेट्रिक डेटा का विश्लेषण करना जारी रखता है। समान प्रकाश विसंगतियों की पहचान से शोध का सांख्यिकीय आधार मजबूत होगा। खगोलीय समुदाय बड़े पैमाने पर वितरण मॉडल को जांचने के लिए इन दुर्लभ घटनाओं का उपयोग करता है। हाई-कैडेंस मॉनिटरिंग तकनीक आपको कुछ ही मिनटों तक चलने वाली चमक विविधताओं को रिकॉर्ड करने की अनुमति देती है।

फोबे की कैटलॉगिंग कम द्रव्यमान वाले खगोलीय पिंडों की खोज के लिए एक नया मानदंड स्थापित करती है। अधिक सटीकता के साथ कम अवधि के प्रकाश वक्रों की पहचान करने के लिए डिटेक्शन एल्गोरिदम को ट्यून किया गया है। वास्तविक गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग घटनाओं से वाद्य शोर को अलग करने के लिए उन्नत कम्प्यूटेशनल प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है। एकत्र किए गए डेटा की विभिन्न अनुसंधान टीमों द्वारा जांच जारी है। द्रव्यमान और कक्षीय संभाव्यता गणना की स्वतंत्र समीक्षा प्रस्तुत मापों की वैज्ञानिक कठोरता सुनिश्चित करती है।