नासा ब्लैक होल को इतनी तीव्र गुरुत्वाकर्षण वाले क्षेत्र के रूप में परिभाषित करता है कि कुछ भी, यहां तक कि प्रकाश भी, इससे नहीं बच सकता। इस क्षेत्र के चारों ओर की दृश्यमान सीमा को घटना क्षितिज कहा जाता है: वह बिंदु जहां गुरुत्वाकर्षण के खिंचाव से बचने के लिए आवश्यक गति प्रकाश की गति को पार कर जाती है, नासा के आधिकारिक ब्लैक होल सारांश के अनुसार।
इस सीमा के अंदर, नासा की जनता के लिए शैक्षिक साइट के अनुसार, ढहे हुए तारे से बचा हुआ पदार्थ एक अत्यंत छोटे बिंदु में संकुचित हो जाता है जिसे विलक्षणता कहा जाता है। अपने छोटे आकार के बावजूद, इसका गुरुत्वाकर्षण खिंचाव घटना क्षितिज के अंदर सब कुछ को नियंत्रित करता है।
तारकीय ब्लैक होल कैसे बनता है
नासा कहता है कि तारकीय-द्रव्यमान ब्लैक होल तब बनता है जब सूर्य के द्रव्यमान का लगभग 20 गुना अधिक बड़ा तारा अपने केंद्र में परमाणु ईंधन समाप्त कर देता है और अपने वजन से ढह जाता है। यह ढहना एक सुपरनोवा को ट्रिगर करता है जो तारे की बाहरी परतों को उड़ा देता है, जबकि केंद्र अंदर की ओर गिरता रहता है। एक बार जब ढहता हुआ केंद्र लगभग तीन सौर द्रव्यमान से अधिक हो जाता है, नासा नोट करता है, ब्लैक होल में ढहना अनिवार्य हो जाता है क्योंकि कोई ज्ञात बल इसे रोक नहीं सकता।
एक तारा आमतौर पर अपना आकार बनाए रखता है क्योंकि परमाणु संलयन से बाहर की ओर दबाव अपनी खुद की गुरुत्वाकर्षण के अंदर की ओर खिंचाव को संतुलित करता है। जब ईंधन समाप्त हो जाता है, तो यह संतुलन टूट जाता है, और गुरुत्वाकर्षण केंद्र को संकुचित करता है जब तक यह ब्लैक होल नहीं बन जाता, नासा की उसी व्याख्या के अनुसार।
सभी ब्लैक होल एक जैसे आकार के नहीं होते
नासा के ब्लैक होल के सारांश में द्रव्यमान द्वारा कई श्रेणियों को अलग किया जाता है। तारकीय-द्रव्यमान ब्लैक होल लगभग तीन से कई दर्जन सौर द्रव्यमान तक होते हैं और आकाशगंगा मिल्की वे में बिखरे हुए होते हैं। अतिविशाल ब्लैक होल, अधिकांश बड़ी आकाशगंगाओं के केंद्र में पाए जाते हैं जिनमें हमारी अपनी आकाशगंगा भी शामिल है, 100,000 से लेकर अरबों सौर द्रव्यमान तक वजन रखते हैं।
एक तीसरी श्रेणी, मध्यवर्ती-द्रव्यमान ब्लैक होल जिनका वजन लगभग 100 से 10,000 सौर द्रव्यमान से अधिक होता है, लंबे समय से संदेह था और अप्रत्यक्ष सबूत के माध्यम से केवल कुछ उम्मीदवारों की पहचान की गई थी, नासा के अनुसार। नासा 2019 की गुरुत्वाकर्षण-तरंग का पता लगाने को वर्णित करता है, जिसे नीचे कवर किया गया है, इस वर्ग का अब तक सबसे अधिक सम्मोहक उदाहरण।
द्रव्यमान द्वारा ब्लैक होल श्रेणियां (नासा)| श्रेणी | विशिष्ट द्रव्यमान | जहां पाया जाता है |
|---|
| तारकीय-द्रव्यमान | लगभग 3 से दर्जन सौर द्रव्यमान | मिल्की वे भर में |
|---|
| मध्यवर्ती-द्रव्यमान | लगभग 100 से 10,000 सौर द्रव्यमान से अधिक | 2019 गुरुत्वाकर्षण-तरंग विलय से सबसे अधिक सम्मोहक उदाहरण (GW190521) |
|---|
| अतिविशाल | 100,000 से अरबों सौर द्रव्यमान | अधिकांश बड़ी आकाशगंगाओं के केंद्र |
|---|
प्रमाण जो प्रकाश देखने पर निर्भर नहीं करता
क्योंकि ब्लैक होल प्रकाश का उत्सर्जन नहीं करते, वैज्ञानिक अप्रत्यक्ष रूप से उनके अस्तित्व की पुष्टि करते हैं। नासा कई तरीकों की ओर इशारा करता है: घटना क्षितिज के पास चरम तापमान तक गर्म किए गए पदार्थ से एक्स-रे और रेडियो तरंगों का पता लगाना, प्रकाश की गति के पास चलने वाले कणों की जेटों को देखना जो रेडियो तरंगें, एक्स-रे और गामा किरणें उत्सर्जित करते हैं, और गुरुत्वाकर्षण तरंगें का पता लगाना — अंतरिक्ष समय में लहरें जो पहली बार 2015 में GW150914 नामक एक घटना से मापी गई थीं, जब दो ब्लैक होल एक दूसरे के चारों ओर घूमते थे और विलीन हो गए, नासा के अनुसार।
गुरुत्वाकर्षण-तरंग विधि ने बाद में पहला पुष्ट मध्यवर्ती-द्रव्यमान ब्लैक होल तैयार किया। लिगो वैज्ञानिक सहयोग और वर्गो सहयोग ने 2 सितंबर 2020 को घोषणा की कि उन्होंने एक संकेत का पता लगाया है, जिसे GW190521 नामित किया गया है, एक घटना से जो 21 मई 2019 को हुई, लिगो के आधिकारिक पहचान पृष्ठ के अनुसार। लगभग 85 और 66 सौर द्रव्यमान के दो ब्लैक होल 142 सौर द्रव्यमान के एक एकल अवशेष में विलीन हो गए — मध्यवर्ती-द्रव्यमान ब्लैक होल की पहली स्पष्ट पहचान, लिगो बताता है।
लिगो यह भी नोट करता है कि विलय वैज्ञानिक रूप से उल्लेखनीय है क्योंकि प्रकारक द्रव्यमान तथाकथित जोड़ी-अस्थिरता द्रव्यमान अंतराल के अंदर आते हैं, एक श्रेणी (लगभग 65 से 120 सौर द्रव्यमान) जहां मानक तारकीय-ढहने वाले सिद्धांत का अनुमान नहीं है कि ब्लैक होल सीधे बनना चाहिए, यह सुझाव देता है कि ये वस्तुएं स्वयं पहले विलय से उत्पन्न हो सकती हैं।
ब्लैक होल की छाया को देखना
अप्रत्यक्ष पहचान से परे, खगोलविदों ने एक प्रत्यक्ष छवि तैयार की है। इवेंट होराइजन टेलीस्कोप, रेडियो वेधशालाओं का एक वैश्विक नेटवर्क, 2019 में ब्लैक होल की पहली छवि जारी की — आकाशगंगा M87 के केंद्र में, अनुमानित 6.5 बिलियन सौर द्रव्यमान और लगभग 55 मिलियन प्रकाश-वर्ष दूर, नासा के ब्लैक होल सारांश के अनुसार।
छवि चमकती हुई गैस की एक उज्ज्वल अंगूठी दिखाती है जो एक अंधेरे केंद्रीय छाया को घेरे हुए है, ब्लैक होल के घटना क्षितिज द्वारा अंदर गिरने वाली सामग्री से प्रकाश के विरुद्ध डाली गई परछाई।
क्या अनिश्चित रहता है
नासा के अनुसार, अतिविशाल ब्लैक होल की उत्पत्ति खराब तरीके से समझी जाती है, भले ही सबूत दिखाता है कि वे पहले से ही आकाशगंगाओं के बहुत प्रारंभिक इतिहास में मौजूद थे।
