वैज्ञानिकों ने खोजा ब्रह्मांड के सबसे पुराने ब्लैक होल के जन्म का रहस्य

एक विशाल ब्लैक होल को विकसित होने में लंबा समय लगता है, भले ही वह भूख से खाता हो। तो ब्रह्मांड के जीवन के पहले अरबों के दौरान बने सूर्य की तुलना में अरबों गुना भारी ब्लैक होल हमेशा एक रहस्य रहा है।

लेकिन ब्रह्मांड विज्ञानियों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम द्वारा किया गया नया काम एक उत्तर सुझाता है: रहस्यमयी डार्क मैटर द्वारा निर्मित ठंडे पदार्थ की धाराएं, विशालकाय प्रोटोस्टार की मृत्यु से पैदा हुए बल के साथ ब्लैक होल को ईंधन देती हैं।

पोर्ट्समाउथ विश्वविद्यालय के एक ब्रह्मांड विज्ञानी डैनियल वालेन ने कहा, “जन्म के समय एक 100,000 सौर द्रव्यमान वाला ब्लैक होल बनाने का एक नुस्खा है, एक 100,000 सौर द्रव्यमान वाला प्राइमर्डियल तारा।” स्वतंत्र. “आज ब्रह्मांड में, एकमात्र ब्लैक होल जो हमने खोजा है, वे सभी बड़े सितारों के पतन से बने हैं। इसका मतलब है कि ब्लैक होल का न्यूनतम द्रव्यमान कम से कम तीन से चार सौर द्रव्यमान होना चाहिए।”

लेकिन खाड़ी बड़े पैमाने पर 4 सौर द्रव्यमान वाले तारे और 100,000 सौर द्रव्यमान के एक तारे के बीच विशाल है, एक “विशाल” तारा, जो यदि सूर्य के चारों ओर केंद्रित होता है, तो प्लूटो की कक्षा में फैल जाएगा। डॉ. वालेन ने कहा कि पिछले 20 वर्षों में, प्रारंभिक ब्रह्मांड में क्वासरों पर अधिकांश शोध – सुपरमैसिव ब्लैक होल द्वारा संचालित बहुत उज्ज्वल आकाशगंगाओं के केंद्र – ने परिस्थितियों के बारीक ट्यून किए गए सेट पर ध्यान केंद्रित किया है जो इस तरह के गठन की अनुमति देगा एक विशाल आदिम तारा।

लेकीन मे नया कागज पत्रिका में प्रकाशित स्वभाववालेन और उनके सहयोगियों ने ब्रह्मांडीय विकास के सुपरकंप्यूटर मॉडलिंग का उपयोग यह दिखाने के लिए किया कि परिस्थितियों के एक बहुत ही विशेष सेट से विकसित होने के बजाय, अत्यंत विशाल प्रोटोस्टार मौलिक स्थितियों के एक सेट से काफी स्वाभाविक रूप से क्वासर “बीज” में बनते और ढहते हैं, हालांकि अभी भी दुर्लभ, अपेक्षाकृत बोल रहे हैं , यह बहुत कम संवेदनशील है। और यह सब डार्क मैटर से शुरू होता है।

“यदि आप कुल सामग्री को देखते हैं, तो इसे ब्रह्मांड की कुल द्रव्यमान ऊर्जा सामग्री कहते हैं, इसका 3 प्रतिशत पदार्थ के रूप में हम समझते हैं” – प्रोटॉन, न्यूट्रॉन, इलेक्ट्रॉन, हाइड्रोजन, हीलियम आदि से बना पदार्थ , डॉ वालेन ने कहा। लेकिन “24 प्रतिशत डार्क मैटर के रूप में है, और हम जानते हैं कि यह आकाशगंगाओं और आकाशगंगा समूहों की गति के कारण है, लेकिन हम नहीं जानते कि यह क्या है।”

इसका मतलब यह है कि डार्क मैटर केवल गुरुत्वाकर्षण के माध्यम से सामान्य पदार्थ के साथ इंटरैक्ट करता है, और यह डार्क मैटर का गुरुत्वाकर्षण है जिसने ब्रह्मांड की सबसे बड़ी संरचना बनाई है: कॉस्मिक वेब। डॉ. वालेन ने कहा कि प्रारंभिक ब्रह्मांड में, काले पदार्थ के विशाल समूह अपने वजन के तहत लंबे तंतुओं में ढह गए, सामान्य पदार्थ को अपने साथ खींचकर, तंतुओं और उनके जंक्शनों का एक जाल बना दिया।

आकाशगंगाएँ और तारे अंततः फ़िलामेंट्स के भीतर बनते हैं, और विशेष रूप से, फ़िलामेंट्स के पदार्थ-समृद्ध चौराहे।

डॉ. वालेन ने चौराहों के बारे में कहा, “हम उन्हें हेलो, कॉस्मिक हेलोस कहते हैं, और हमें लगता है कि आदिम सितारे पहले वहां बने थे।”

पिछली सोच ने सोचा था कि एक सुपरमैसिव ब्लैक होल को जन्म देने और ब्रह्मांड के पहले अरब वर्षों के दौरान एक क्वासर बनाने के लिए काफी बड़ा एक आदिम तारा बनाने के लिए, कोरोना को विशेष परिस्थितियों में विशाल आयामों तक बढ़ने की आवश्यकता होगी: कोई अन्य तारा इतना करीब नहीं , गैस कूलर बनाए रखने के लिए आणविक हाइड्रोजन का निर्माण, कोरोना को अशांत रखने के लिए सुपरसोनिक गैस प्रवाह। जब तक आभा ठंडी और पर्याप्त रूप से अशांत थी, तब तक यह एक तारे की तरह प्रज्वलित करने के लिए पर्याप्त रूप से एक साथ नहीं रख सकती थी, इसके विकास के चरण को तब तक बढ़ाया जब तक कि यह अंततः विशाल आकार का नहीं हो गया।

एक बार जब एक विशाल तारा प्रज्वलित होता है, अपना जीवन जीता है, जलता है, और एक ब्लैक होल में ढह जाता है, डॉ। वालेन ने कहा, तेजी से बढ़ने के लिए इसकी बड़ी मात्रा में गैस तक पहुंच होनी चाहिए, “क्योंकि जिस तरह से ब्लैक होल बढ़ता है वह है गैस निगल।”

लेकिन एक सुपरमैसिव स्टार और अंततः एक सुपरमैसिव ब्लैक होल के निर्माण के लिए बारीक-बारीक परिस्थितियों की आवश्यकता के बजाय, डॉ। वालेन और सहकर्मियों के सिमुलेशन से पता चलता है कि कॉस्मिक वेब को परिभाषित करने वाले डार्क मैटर फिलामेंट्स के प्रभामंडल में ठंडी गैस का प्रवाह बदल सकता है प्रचुरता। प्राचीन मॉडलों में आदिम सितारों के निर्माण के लिए एक आवश्यक कारक।

डॉ। वालेन ने कहा, “यदि ठंडे अभिवृद्धि प्रवाह इन हेलो के विकास को बढ़ावा दे रहे हैं, तो वे उन हेलो पर बमबारी कर रहे होंगे,” उन्हें इतनी जल्दी गैस से मारना कि अशांति गैसों को गिरने और एक प्राइमर्डियल स्टार बनाने से रोक सकती है। “

जब उन्होंने ठंडे अभिवृद्धि धाराओं द्वारा खिलाए गए ऐसे कोरोना का अनुकरण किया, तो शोधकर्ताओं ने दो बड़े आदिम तारों को बनते देखा, एक का आकार 31,000 सूर्यों के आकार का था, और दूसरा 40,000 सूर्यों के आकार का था। सुपरमैसिव ब्लैक होल बीज।

“यह खूबसूरती से सरल था। 20 साल की समस्या रातोंरात खत्म हो गई थी,” डॉ वालेन ने कहा। जब भी आपके पास ब्रह्मांडीय वेब में एक प्रभामंडल में गैस पंप करने वाली ठंडी धाराएं होती हैं, “आपको बहुत अशांति होगी, और आप ‘बड़े पैमाने पर स्टार गठन और बड़े पैमाने पर बीज गठन एक विशाल क्वासर बीज पैदा करने जा रहे हैं।”

उन्होंने कहा कि यह एक ऐसी खोज है जो प्रारंभिक ब्रह्मांड में अब तक देखे गए क्वासरों की संख्या से मेल खाती है, यह देखते हुए कि उस प्रारंभिक युग में बड़े प्रभामंडल दुर्लभ हैं, जैसे कि क्वासर हैं।

लेकिन नया काम एक अनुकरण है, और वैज्ञानिक तब वास्तव में जंगली में प्रारंभिक क्वासर ब्रह्मांड के गठन की निगरानी करना चाहते हैं। जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप जैसे नए उपकरण अपेक्षाकृत जल्द ही इसे वास्तविकता बना सकते हैं।

“वेब एक को देखने के लिए मजबूत होगा,” डॉ वालेन ने कहा, और शायद बिग बैंग के दस लाख या दो मिलियन वर्षों के भीतर ब्लैक होल का जन्म देखा।