तारा S301 आकाशगंगा के केंद्र में स्थित ब्लैक होल के सबसे निकट पहुँचा: इसकी कक्षा Sgr A* के घूर्णन को उजागर करेगी

आकाशगंगा के केंद्र में एक अतिविशाल ब्लैक होल स्थित है, जिसे खगोलविद Sgr A* के नाम से जानते हैं। इसकी खोज 1970 के दशक में हुई थी, लेकिन लंबे समय तक यह वस्तु आकाश के नक्शे पर केवल एक बिंदु मात्र थी: न तो इसका द्रव्यमान और न ही आकार सीधे मापा जा सका। Sgr A* के बारे में हम जो कुछ भी जानते हैं, वह अप्रत्यक्ष रूप से प्राप्त हुआ है — उन तारों की गति से जो इसकी परिक्रमा करते हैं। इन आंकड़ों के अनुसार, ब्लैक होल का द्रव्यमान 10^37 किलोग्राम के करीब है, जो इसे आकाशगंगा के मानकों पर भी एक सच्चा विशालकाय बनाता है। सीधी छवि केवल पिछले कुछ वर्षों में प्राप्त हो पाई है, और अब वैज्ञानिकों के पास इस वस्तु का पहले की तुलना में कहीं अधिक विस्तार से अध्ययन करने का अवसर है।

तारा S301: कक्षाओं में रिकॉर्डधारक

Sgr A* के आसपास के क्षेत्र के अवलोकन के लिए GRAVITY उपकरण का उपयोग किया जाता है, जो यूरोपीय दक्षिणी वेधशाला के बहुत बड़े टेलीस्कोप पर लगा है। यह उपकरण चार दर्पणों के प्रकाश को एक एकीकृत प्रणाली में जोड़ता है, जिससे 130 मीटर व्यास वाले काल्पनिक टेलीस्कोप की क्षमताओं के बराबर रिज़ॉल्यूशन मिलता है। यही GRAVITY ने खगोलविदों की टीम को 2017 से ब्लैक होल के घटना क्षितिज के पास तारों की गति को ट्रैक करने में सक्षम बनाया। 2023 में, अवलोकनों ने एक अप्रत्याशित परिणाम दिया: एक तारा खोजा गया, जिसे S301 नाम दिया गया, जो बाकी सभी से बिल्कुल अलग व्यवहार करता है।

S301 की कक्षा अत्यंत लम्बी (विलम्बित) निकली। इसकी परिक्रमा अवधि केवल 8.7 वर्ष है — यह इस क्षेत्र में ज्ञात किसी भी तारे की तुलना में तीन वर्ष से अधिक तेज़ है। कक्षा की विकेन्द्रता (एक्सेंट्रिसिटी), यानी वृत्त से उसके विचलन की मात्रा, 0.9832 है। तुलना के लिए, प्लूटो — जिसे सौर मंडल के ग्रहों में सबसे अधिक लम्बी कक्षा वाला माना जाता है — का यह आंकड़ा केवल 0.25 है। वास्तव में, S301 की कक्षा परवलयिक के इतनी करीब है कि तारा सचमुच ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण बंधन से मुक्त होने की कगार पर है।

अधिकतम निकटता के बिंदु पर, जिसे खगोलविद पेरीसेंटर कहते हैं, S301 लगभग 25,000 किलोमीटर प्रति सेकंड की गति तक पहुँच जाता है — यह प्रकाश की गति का आठ प्रतिशत से अधिक है। इस क्षण में ब्लैक होल की दूरी लगभग 11 खगोलीय इकाइयों तक सिमट जाती है, जो सूर्य से शनि की दूरी से केवल थोड़ी अधिक है। शोधकर्ताओं के अनुसार, S301 किसी भी अन्य ज्ञात वस्तु की तुलना में Sgr A* के दस गुना करीब से गुजरता है। तारा सूर्य से लगभग डेढ़ गुना बड़ा है, और यदि यह अधिक विशाल होता, तो ब्लैक होल का गुरुत्वाकर्षण संभवतः इसे टुकड़े-टुकड़े कर देता। यह तथ्य कि S301 बरकरार है, यह दर्शाता है कि हम एक दुर्लभ मामला देख रहे हैं जहाँ प्रकृति ने मानो जानबूझकर ऐसे मापदंड चुने हैं जो तारे को जीवित रहने की अनुमति देते हैं।

S301 की उत्पत्ति भी संभवतः असामान्य है। खगोलविदों का मानना है कि यह तारा कभी एक द्वितारा प्रणाली का हिस्सा था, जो Sgr A* के बहुत करीब आ गई थी। ब्लैक होल का शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र इस जोड़ी को तोड़ सकता था, S301 के साथी को दूर फेंक देता, और तारे को एक नई, कहीं अधिक तंग कक्षा में भेज देता। यह स्पष्टीकरण देखी गई गतिशीलता के अनुरूप है और यह समझने में मदद करता है कि आकाशगंगा के केंद्र में ऐसे चरम प्रक्षेप पथ कैसे बनते हैं।

S301 की कक्षा Sgr A* के घूर्णन के बारे में क्या बताएगी

अपने आप में इतनी तंग कक्षा पहले से ही एक वैज्ञानिक सनसनी है, लेकिन S301 का मुख्य मूल्य यह है कि यह उसे मापने का अवसर देती है जो पहले दुर्गम था: ब्लैक होल का स्पिन (घूर्णन)। सामान्य सापेक्षता के अनुसार, घूमता हुआ विशाल पिंड अपने साथ स्वयं अंतरिक्ष-समय को खींच लेता है। ब्लैक होल के लिए, यह इस रूप में प्रकट होता है कि पर्याप्त रूप से करीब से गुजरने वाले किसी भी पिंड की कक्षा धीरे-धीरे घूमती है — तथाकथित प्रीसेशन। इस प्रभाव की मात्रा सीधे तौर पर इस बात पर निर्भर करती है कि ब्लैक होल कितनी तेज़ी से घूमता है।

समस्या यह है कि प्रीसेशन दूरी के साथ तेज़ी से घटता है: यह कक्षा की त्रिज्या के घन के अनुपात में घटता है। Sgr A* के पास ज्ञात अधिकांश तारों के लिए, इसका मतलब है कि पेरीसेंटर का ध्यान देने योग्य विस्थापन केवल हजारों वर्षों के निरंतर अवलोकन में जमा होगा। S301 इतना करीब है कि प्रीसेशन प्रभाव दस वर्षों में ही मापने योग्य हो जाना चाहिए। शोधकर्ताओं के अनुमानों के अनुसार, मौजूदा उपकरण भी इस तारे की कक्षा को Sgr A* के स्पिन का आकलन करने के लिए पर्याप्त सटीकता के साथ ट्रैक करने में सक्षम हैं।

यदि अवलोकन सिद्धांत की भविष्यवाणियों की पुष्टि करते हैं, तो यह न केवल Sgr A* बल्कि समग्र रूप से ब्लैक होल की भौतिकी को समझने में एक महत्वपूर्ण कदम होगा। टेलीस्कोपों के रिज़ॉल्यूशन में और सुधार या लंबे डेटा श्रृंखला के संचय से वैज्ञानिक और आगे बढ़ सकेंगे — यह जाँचने के लिए कि क्या ब्लैक होल एक पूर्णतः गोलाकार वस्तु है, या क्या इसका गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र द्रव्यमान और स्पिन के अलावा अतिरिक्त विशेषताएँ रखता है। ऐसी जाँचें ब्रह्मांड की सबसे चरम वस्तुओं के अध्ययन में सटीकता का एक नया स्तर खोलेंगी और संभवतः हमें इस प्रश्न के उत्तर के करीब लाएँगी कि अंतरिक्ष-समय चरम स्थितियों में वास्तव में कैसे काम करता है।

फिलहाल, S301 एक अद्वितीय वस्तु बनी हुई है — एकमात्र ज्ञात तारा जो बिना किसी अतिरिक्त तकनीकी जुगाड़ के हमें Sgr A* के घूर्णन के बारे में बता सकता है। अब केवल धैर्यपूर्वक इसका अवलोकन करना शेष है, और लगभग दस वर्षों में हमें संभवतः हमारी आकाशगंगा के केंद्र में स्थित ब्लैक होल के सबसे सटीक चित्रों में से एक प्राप्त हो सकता है।