Get The App

કુંભકર્ણ બ્લેકહોલ: પ્રારંભિક બ્રહ્માંડનો નિષ્ક્રિય દાનવ

Updated: Jan 18th, 2025


Google NewsGoogle News
કુંભકર્ણ બ્લેકહોલ: પ્રારંભિક બ્રહ્માંડનો નિષ્ક્રિય દાનવ 1 - image


- ફયુચર સાયન્સ-કે.આર.ચૌધરી

ખગોળશાસ્ત્રીઓએ પ્રારંભિક બ્રહ્માંડમાં એક વિશાળ રાક્ષસી કદનો બ્લેક હોલ શોધ્યો છે. જેણે પોતાના ગુરુત્વાકર્ષણ બળથી, તેની તરફ ખેંચાયેલા અવકાશી પીંડો અને પદાર્થોને આરોગી લીધા બાદ, ખૂબ જ ખોરાક ખવાઈ ગયા પછી કુમ્ભકર્ણની માફક સુઈ રહ્યો છે. ખગોળશાસ્ત્રીઓ આ નવીન શોધથી આશ્ચર્યમાં ગરકાવ થઈ ગયા છે? ૧૮ ડિસેમ્બર ૨૦૨૪માં નેચર જર્નલમાં આ શોધને લગતું સંશોધન પત્ર પ્રકાશિત થયું છે કેમ્બ્રિજ યુનિવર્સિટી દ્વારા નેતૃત્વ કરેલી આંતરરાષ્ટ્રીય ટીમે નાસા/ઈએસએ/સીએસએના જેમ્સ વેબ સ્પેસ ટેલિસ્કોપનો ઉપયોગ કરીને આ બ્લેક હોલ શોધ્યો. આ બ્લેક હોલની શોધ JWST એડવાન્સ્ડ ડીપ એક્સ્ટ્રાગેલેક્ટિક સર્વે (જાડેસ) હેઠળ કરવામાં આવી હતી.  આ બ્લેક હોલ GOODS-N  ફીલ્ડમાં સ્થિત ગેલેક્સી GN-1001830 માં આવેલો છે. આ શોધ રાક્ષસી કદના બ્લેક હોલના રહસ્યને વધુ જટિલ બનાવે છે! 

જે રીતે રીતે શિયાળામાં કેટલાક પ્રાણીઓ ખોરાક લઈને સસ્પેન્ડેડ એનિમેશન/ હાઇબરનેશન. એટલે કે ગુજરાતીમાં જેને શિત સમાધી કહે છે, તેમાં ચાલ્યા જાય છે. સરળ ભાષામાં કહેવું હોય તો,કેટલાક પ્રાણીઓ ખૂબ જ ખોરાક લીધા બાદ, પોતાની ઊર્જા બચાવવા માટે, નિષ્ક્રિય થઈને પડયા રહે છે. નવો શોધાયેલો રાક્ષસી કદનો ''કુંભકર્ણ બ્લેકહોલ'' પણ અત્યારે સુષુપ્તા અવસ્થામાં આરામ ફરમાવી રહ્યો છે. આ બ્લેક હોલ વધુ ખોરાક લીધાં પછી, યજમાન આકાશગંગામાં નિષ્ક્રિય સ્થિતિમાં પહોંચી ગયો છે. વિજ્ઞાાનીઓને સવાલ સતાવે છે કે 'પ્રારંભિક બ્રહ્માંડમાં આ પ્રકારના સુપરમેસિવ બ્લેક હોલ્સનું સર્જન શા માટે થયું? તેઓ આટલા ઝડપી અને વિશાળ કેવી રીતે બન્યા?'

બ્લેકહોલનું અસામાન્ય વલણ ગુરુત્વાકર્ષણના નિયમો પર પ્રશ્નચિહ્ન?

આ આધુનિક સંશોધન યુરોપિયન રિસર્ચ કાઉન્સિલ અને યુ.કે.ના રિસર્ચ એન્ડ ઇનોવેશનના સાયન્સ અને ટેકનોલોજી ફેસિલિટી કાઉન્સિલ (STFC) દ્વારા ટેકનિકલ સહાય સાથે કરવામાં આવ્યું છે. જેમ્સ વેબ સ્પેસ ટેલિસ્કોપ (JWST) નો ઉપયોગ કરીને ખગોળશાસ્ત્રીઓએ એક સુપરમેસિવ બ્લેક હોલ શોધ્યો, જે બ્રહ્માંડના ઉત્પત્તિના ૮૦ કરોડ વર્ષ બાદ અસ્તિત્વમાં આવ્યો હતો. હાલ કુંભકર્ણ બ્લેકહોલ આકાશગંગાના વાયુ અને ધૂળના વિશાળ ભોજન પછી આરામ ફરમાવી રહ્યો છે. સામાન્ય રીતે બ્લેક હોલ જ્યારે રીતે વિશાળ કદ ધારણ કરતા જાય છે, તેમ તેમનું ગુરુત્વાકર્ષણ બળ વધવાથી, તેઓ આસપાસમાં રહેલા વધારે પદાર્થને પોતાના તરફ ખેંચે છે. પરંતુ અહીં ઉલટું દ્રશ્ય જોવા મળે છે. કુંભકર્ણ બ્લેકહોલ રાક્ષસી કદનો બની ગયો હોવા છતાં, હવે તે ખૂબ જ ઓછી માત્રામાં પદાર્થને ખેંચી રહ્યો છે. સરળ ભાષામાં કહીએ તો, પદાર્થને પોતાના તરફ ખેંચવાની તેની ગતિ ઓછી થઈ ગઈ છે. 

પદાર્થને આકર્ષવાની તેની ગતિ સામાન્ય બ્લેક હોલની ગતિ કરતા પણ ઓછી છે. ટૂંકમાં કહીએ તો બ્લેક પોતાની પ્રકૃતિ બતાવી રહ્યો નથી. તે લગભગ નિષ્ક્રિય અવસ્થામાં આવી ગયો છે. આ એક ખરેખર આશ્ચર્ય ઉપજાવનારી ઘટના છે. જે બ્લેક હોલની પ્રકૃતિથી વિરુદ્ધનું આચરણ કરી રહ્યો છે. પ્રારંભિક બ્રહ્માંડમાં આ પ્રકારના વિશાળકાય બ્લેક હોલનું અસ્તિત્વ હોવાની વાત, વિજ્ઞાાનીઓ માટે પણ આશ્ચર્યજનક છે. મહત્વની વાત એ છે કે તે અત્યંત ધીમી ગતિએ આસપાસના પદાર્થને ખેંચીને પોતાનો ખોરાક લઈ રહ્યો છે. આવા સંજોગો પર આધારિત પ્રાથમિક તારણ એવું નીકળે છેકે 'આ પ્રકારના બ્લેક હોલ ટૂંકા સમય માટે ખૂબ જ ઝડપથી વધે છે અને પછી લાંબા સમય માટે નિષ્ક્રિય રહે છે.' આ બ્લેક હોલ અત્યંત વિશાળ છે - તે આપણા સૂર્ય કરતાં ૪૦ કરોડ ગણો વિશાળ છે - અને તે પ્રારંભિક બ્રહ્માંડમાં આજ સુધીના સૌથી મોટા બ્લેક હોલમાંનો એક છે. 

સુપરમેસિવ બ્લેકહોલ : ભોજન કરે છે ઓછું, આરામ કરે છે વધુ

 સુપરમેસિવ બ્લેક હોલ એ બ્રહ્માંડના દાનવ સમાન પદાર્થો છે, જેનું વજન લાખો અથવા અબજો ટન સુધી હોઈ શકે છે. આ બ્લેક હોલ એટલો મોટો છે. સુપરમેસિવ બ્લેક હોલની દ્રવ્યરાશિ પણ ખાસ ધ્યાન આપવા જેવી છે. સામાન્ય રીતે, પ્રાથમિક અને તાજેતરના બ્રહ્માંડમાં આવા બ્લેક હોલ તેમની આકાશગંગાની દ્રવ્યરાશિના આશરે ૦.૧% જેટલા હોય છે. તેની સામે આ બ્લેક હોલ યજમાન આકાશગંગાના કુલ દ્રવ્યના આશરે ૪૦% હિસ્સો ધરાવે છે. આ સુપર મેસિવ બ્લેક હોલ વિશાળકાય હોવા છતાં, તેની ગેસ- વાયુ ગ્રહણ કરવાની ઝડપ, સામાન્ય બ્લેક હોલની સંભવિત મર્યાદા કરતાં ૧૦૦ ગણી ઓછી છે. જે તેને લગભગ સંપૂર્ણપણે નિષ્ક્રિય બનાવે છે. ખગોળશાસ્ત્રીઓનું માને છે કે 'આ બ્લેક હોલના જીવનચક્રમાં નિષ્ક્રિય સમયગાળો ખૂબ જ લાંબો છે, જેના કારણે તેમની શોધ આસાનીથી થઈ શકી છે. ટૂંકમાં કહીએ તો, નવું સંશોધન જણાવે છે કે, અરબો વર્ષ પહેલાં કેટલાક પ્રારંભિક બ્લેક હોલ્સને પણ વધુ જમ્યા પછી આરામ કરવાની જરૂર પડતી હતી.' 

આ બ્લેક હોલની દ્રવ્યરાશિ તેની આકાશગંગાની દ્રવ્યરાશિનો આશરે ૪૦% જેટલી છે, જે તેને અનોખો અને આકર્ષક બનાવે છે. વિજ્ઞાાનીઓ અપેક્ષા રાખે છે કે આટલા વિકરાળ બ્લેક હોલ ઝડપથી ગેસ ખાઈને પોતાનું કદ વધારતા હશે. પરંતુ આ બ્લેક હોલ ગેસને અત્યંત ધીમા દરે ગ્રહણ કરી રહ્યો છે, જે તેના કદ માટેની મહત્તમ સંભવિત સીમા મર્યાદાના આશરે સો માંથી એક પાસે હોય છે. બ્લેક હોલમાં એક બાહ્ય સીમા હોય છે જેને 'ઈવેન્ટ હોરાઈઝોન' કહેવામાં આવે છે, જે પ્રકાશ સહિત દરેક વસ્તુને પોતાના તરફ ખેંચી લે છે. જો તેઓ ભોજનમાં પ્રવૃત્ત ન હોય અને આસપાસના પદાર્થને તેજસ્વી બનાવતાં ન હોય, તો તેઓ સામાન્ય રીતે અદ્રશ્ય રહે છે. ૨૦૨૨માં જ્યારે જેમ્સ વેબ સ્પેસ ટેલિસ્કોપ (JWST) એ બ્રહ્માંડનું અવલોકન કરવાનું શરૂ કર્યું, આ શક્તિશાળી સાધને શરૂઆતના સમયના બ્રહ્માંડમાં રહેલ સુપરમેસિવ બ્લેક હોલ શોધ્યા હતાં.

JWSTની આશ્ચર્યજનક શોધ: નિષ્ક્રિય બ્લેકહોલની અનોખી સફર

જ્યારે બ્લેક હોલની આસપાસનાં પદાર્થ અને પોતાના પેટમાં પધરાવે છે ત્યારે, તેની આસપાસ ગેસ અને ધૂળથી બનેલા વાદળની એક ગોળ સપાટ ડિસ્ક બને છે. જેને 'એક્રિસન ડિસ્ક' કહેવામાં આવે છે. જેના કારણે બ્લેક હોલ ઘર્ષણ અનુભવે છે. તે ધીમે ધીમે ભોજન આરોગે છે. આ ઘર્ષણ આકાશીય પ્રકાશ ઉત્પન્ન કરે છે, જે દ્વારા સુપરમેસિવ બ્લેક હોલની ઓળખ કરવી શક્ય બને છે. તેથી જ આ નિષ્ક્રિય સુપરમેસિવ બ્લેક હોલ અનોખો છે. તેના ભયાનક વજનને કારણે તેની ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષમતા એટલી વધુ હતી કે તે અતિ દર્શનીય બન્યો છે. કેમ્બ્રિજના કાવ્લી ઇન્સ્ટિટયૂટ ફોર કોસ્મોલોજીના ટીમના નેતા ઇગ્નાસ જુઓડઝબાલિસે કહે છે કે ''આ બ્લેક હોલ નિષ્ક્રિય હોવા છતાં, તેના વિશાળ કદે તેને  શોધવા માટે અમને શક્યતા આપી હતી, તેની નિષ્ક્રિય સ્થિતિના કારણે અમે તેની યજમાન આકાશગંગાનું વજન પણ માપી શક્યા. શરૂઆતના બ્રહ્માંડમાં પણ નાનકડી આકાશગંગાઓમાં આવા વિકરાળ પદાર્થોની રચના થઈ શકી હતી.''

અતિશય મોટા વજનવાળા સુપરમેસિવ બ્લેક હોલ બનાવવામાં એક અબજ વર્ષથી વધુનો સમય લાગી શકે છે. ૧૩.૮ અબજ વર્ષ ઉંમરના આપણાં બ્રહ્માંડમાં સુપરમેસિવ બ્લેક જેવા પદાર્થો શોધવા મુશ્કેલ નથી.પરંતુ, જયારે વઉજી્એ તેવા સુપરમેસિવ બ્લેક હોલ શોધ્યા, ત્યારે તે બ્રહ્માંડની ઉંમર એક અબજ વર્ષથી પણ ઓછી હતી. બિગ બેન્ગ પછી માત્ર ૬૦ કરોડથી  ૮૦ કરોડ વર્ષમાં, સુપરમેસિવ બ્લેક હોલ બન્યા છે, તે હકીકત ખરેખર મુશ્કેલીભરી પરિસ્થિતિનું નિર્માણ કરે છે. આ પ્રાચીન બ્લેક હોલ, તેના વિશાળ કદ અને ધીમા વિકાસદરને કારણે, આ સમસ્યાને વધુ જટિલ બનાવે છે. આ પણ શક્ય છે કે બ્લેક હોલનો જન્મ થયો ત્યારથી જ તેઓ વિશાળકાય બ્લેક હોલ હોય. કાવ્લી સંસ્થાના સંશોધક રોબર્ટો માઇઓલિનોએ જણાવ્યું. ''બીજો વિકલ્પ એ છે કે આ બ્લેક હોલ હાઇપરએક્ટિવ અવધિઓમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારબાદ લાંબી નિષ્ક્રિયતાની અવધિમાં પ્રવેશ કરે છે.'' એટલે કે શરૂઆતના સમયની અતિશય સક્રિયતાના કારણે આવાં બ્લેક હોલ, વિશાળ રાક્ષસી કદનાં બન્યા હોય. 

Eddington Limit: ગુરુત્વાકર્ષણ અને પ્રકાશના સંઘર્ષની કહાની

માઈઓલિનો અને તેમની ટીમે પ્રાચીન બ્રહ્માંડમાં સુપરમેસિવ બ્લેક હોલની સમસ્યા પર ફરી વિચાર કરવા માટે, તેમના વિકાસના મિકેનિઝમના કોમ્પ્યુટર આધારિત સિમ્યુલેશન તૈયાર કર્યા છે. ટીમે શોધ્યું કે સૌથી વધુ સંભાવનાવાળી થિયરી એ છે કે ''બ્લેક હોલ, ટૂંકા ગાળા માટે  Eddington Limit  વિરુદ્ધ, વધારે પદાર્થ ગ્રહણ કરી શકે છે.''  Eddington Limit  એક એવી મર્યાદા છે: જ્યાં પ્રકાશથી પેદા થતું દબાણ અને ગુરુત્વાકર્ષણ એકબીજાને સંતુલિત કરે છે. જો આ મર્યાદા વટાવી લેવામાં આવે, તો પદાર્થ / બ્લેક હોલ, વધુ ગેસ અને પદાર્થ ખેંચી શકે નહીં. સરળ ભાષામાં કહીએ તો બ્લેક હોલ કેટલા પ્રમાણમાં ગેસ અને પદાર્થ ખેંચી શકશે, તેની મર્યાદા Eddington Limit દર્શાવે છે. નવા શોધાયેલા સુપરમેસીવ બ્લેક હોલ, શરૂઆતના હાઈપર એક્ટિવ તબક્કામાં, આ લિમિટને વટાવીને પણ પદાર્થ અને વાયુને પોતાની તરફ ખેંચ્યો હોય તેવો વિજ્ઞાાનીઓ માની રહ્યા છે. આ ટીમે અનુમાન કર્યું છે કે પ્રાચીન બ્લેક હોલ ''સુપર-એડિંગ્ટન એક્રેશન'' નામની અવસ્થામાં પ્રવેશ કરી શકે છે. 

આ અવધિઓ દરમિયાન, લાલચી બ્લેક હોલ અતિશય ઝડપથી વધે છે. જેની આ અવસ્થા ૫૦ લાખ કે એક કરોડ વર્ષ સુધી ચાલે છે. આ પછી બ્લેક હોલ ૧૦ કરોડ વર્ષ સુધી ''નિંદ્રાધીન કુંભકર્ણ'' બની જાય છે. એક નિષ્ક્રિય બ્લેક હોલને હાઇપરએક્ટિવ અવધિઓથી સમજાવવો, આધુનિક ખગોળશાસ્ત્રમાં પાયાના નિયમો કરતા વિપરિત લાગશે. પરંતુ આ ટૂંકી અવધિ તેને ઝડપથી વધવા દે છે. જ્યારે તે તેના મોટાભાગનાં જીવનકાળ દરમિયાન નિષ્ક્રિય રહે છે. બ્લેક હોલની નિષ્ક્રિય અવધિ સુપર-એડિંગ્ટન એક્રેશનની તુલનામાં ૧૦ થી ૨૦ ગણી લાંબી હોય છે. આ વિશાળકાય નિષ્ક્રિય બ્લેક હોલની શોધ આ સિદ્ધાંત માટે મહત્વપૂર્ણ તથ્ય છે. આ પ્રાચીન વિશાળકાય બ્લેક હોલ કદાચ આઇસબર્ગના ટોચનો ભાગ જ હોઈ શકે છે, કારણ કે ટીમને શંકા છેકે પ્રારંભિક બ્રહ્માંડમાં આવા નિષ્ક્રિય જાઈન્ટ્સથી ભરેલું હોઈ શકે છે. પરંતુ દુર્ભાગ્યવશ, આ રાક્ષસોની નિષ્ક્રિય પ્રકૃતિને કારણે ખગોળશાસ્ત્રીઓ માટે તેમને શોધવા મુશ્કેલ બની ગયા છે.


Google NewsGoogle News