ایک نئی تحقیق میں کائنات کی کچھ سب سے چھوٹی کہکشاؤں ، خاص طور پر بونا کروی کہکشاؤں کےملکی وے کے گرد چکر لگانے ، بلیک ہولز کی میزبانی کرنے کے امکان کی تحقیق کی گئی ہے ۔  اس سے کائناتی وقت میں بلیک ہولز کی تشکیل اور کہکشاں کے ارتقاء کے بارے میں ہماری سمجھ کو آگے بڑھانے میں مدد مل سکتی ہے ۔

بڑی کہکشاؤں کے مراکز پر بڑے پیمانے پر بلیک ہولز کا معمول کے مطابق مشاہدہ کیا جاتا ہے ، لیکن ملکی ویز کے گرد چکر لگانے والی بونا کروی کہکشاؤں  میں چھوٹی انتہائی دھیمی ، گیس کی کمی والی ، اور ڈارک میٹرکا غلبہ ہے ، جس سے بلیک ہولز کا براہ راست پتہ لگانا غیر معمولی طور پر مشکل ہوتا ہے ۔

یہ سوال اس بات سے گہرا تعلق رکھتا ہے کہ ابتدائی بلیک ہولز کیسے وجود میں آئے، وہ کم کمیت (لو-ماس) والے ماحول میں کیسے بڑھے، اور آیا کہ کہکشاؤں کے مرکزی بلیک ہول کی کمیت اور ستاروں کی رفتارِ انتشار (اسٹیلر ویلوسٹی ڈسپرشن) کے درمیان معروف تعلق، جو کہ کہکشائی ارتقا کی ایک بنیادی بنیاد سمجھا جاتا ہے، چھوٹی سے چھوٹی کہکشاؤں تک بھی برقرار رہتا ہے یا نہیں۔ اس مسئلے کو حل کرنا بلیک ہولز کی کائناتی تاریخ میں ان کی افزائش کے ایک متحد نظریے کی تشکیل کے لیے نہایت ضروری ہے۔

کے. آدتیہ اور ارون منگلم (انڈین انسٹی ٹیوٹ آف ایسٹروفزکس) نے حال ہی میں ایسے خود-ہم آہنگ ڈائنامیکل ماڈلز تیار کیے ہیں جو ملکی وے کے گرد گردش کرنے والی بونا کروی کہکشاؤں کے لیے ہیں۔ ان ماڈلز میں تین ثقلی اجزاءستارے، ایک ڈارک میٹر ہیلو، اور ایک ممکنہ مرکزی بلیک ہول شامل کیے گئے ہیں۔ اعلیٰ معیار کے ستاروں کی حرکیاتی معلومات استعمال کرتے ہوئے انہوں نے ان کہکشاؤں میں ستاروں کی حرکت کو ماڈل کیا اور اس معلومات کی بنیاد پر کسی ممکنہ مرکزی بلیک ہول کے کمیت پر حدود مقرر کیں۔

محققین نے “اسٹیلر اینیزوٹروپی” کو استعمال کیا، یعنی ستاروں کی رفتار مختلف سمتوں ریڈیئل اور ٹینجینشل میں مختلف خصوصیات رکھتی ہے۔ اس نے انہیں حقیقت کے قریب مدار ڈھانچے تشکیل دینے کی اجازت دی اور مشاہدات کی بنیاد پر ستاروں کے اجزاء کو براہِ راست متعین کرنے میں مددفراہم کی جبکہ ساتھ ہی ڈارک میٹر ہیلو اور بلیک ہول کی کمیت کو مشترکہ طور پر محدود کر دیا۔مذکورہ تحقیق میں، جو دی اسٹروفیزیکل جنرل میں شائع  ہوئی ،انہوں نے اس فریم ورک کو بونا کروی کہکشاؤں کے ایک نمائندہ نمونے پر لاگو کیا اور بلیک ہولز کی کمیت کے مضبوط حدود حاصل کیں۔ اہم بات یہ ہے کہ انہوں نے اپنے نئے نتائج کو ادب میں موجود بلیک ہول کی پیمائشوں اور بالائی حدود  کے ساتھ ملا کر ایک یونیفائڈ تعلق بنایا جو بلیک ہول کی کمیت اور ستاروں کی رفتار کے پھیلاؤ  کے درمیان ہے، جو تقریباً ~10 سے ~300 کلومیٹر فی سیکنڈ تک کے پھیلاؤ کو محیط کرتا ہے اور بلیک ہول کی کمیت کے تقریباً سات آرڈرز آف میگنیٹیوڈ کااحاطہ کرتا ہے۔

ارون منگلم نےاس بات وضاحت کی کہ“ ہم نے اپنی حاصل کردہ حدود کا موازنہ بلیک ہول کی افزائش کے جسمانی طور پر قابلِ فہم ماڈلز کے ساتھ بھی کیا۔ مومنٹم-ڈرِون گیس ایکریشن  پر مبنی ماڈلز قدرتی طور پر یہ پیش گوئی کرتے ہیں کہ بونا کروی کہکشاؤں میں بلیک ہول کی کمیت تقریباً 1000 سورج کی کمیت کے آرڈر کی ہوگی، جبکہ ستاروں پر پکڑ کے عمل کے ذریعے بلیک ہول کی افزائش گیس ایکریشن کے ختم ہو جانے کے بعد بھی تقریباً 10000 سورج کی کمیت یا اس سے زیادہ تک پہنچ سکتی ہے، جیسا کہ ہماری ٹیم نے پہلے بھی پیش گوئی کی تھی’’ ۔

دونوں طریقہ کار یہ ظاہر کرتے ہیں کہ بلیک ہول کی ممکنہ کمیت مشاہداتی بالائی حدود کے اندر ہی رہتی ہے۔ اس کے علاوہ، انہوں نے ٹائیڈل اسٹرپنگ  کے منظرناموں کا بھی مطالعہ کیا، جس میں یہ فرض کیا جاتا ہے کہ بونا کروی کہکشائیں ماضی میں زیادہ کمیت والے نظام  کا حصہ تھیں، لیکن ملکی وے کے ساتھ کششِ ثقل کےزیر اثر کے دوران انہوں نے اپنے ستاروں کے ایک بڑے حصے کوکھو دیا۔ یہ مفروضہ ایک متبادل وضاحت فراہم کرتا ہے کہ ان کہکشاؤں کی موجودہ کمیت اور حرکیاتی خصوصیات کیسے تشکیل پائیں۔

شکل: 10 کلومیٹر s−1 سے 300 کلومیٹر s−1 تک تارکیی رفتار کے منتشر ہونے پر محیط ایک متحد M •-σ ∗ رشتہ ۔ بلیو پوائنٹس بلیک ہول کے بڑے پیمانے کے تخمینے کی نمائندگی کرتے ہیں ، جبکہ پیلے رنگ کے تیر اوپری حدود کی نشاندہی کرتے ہیں ۔ سرخ تیر موجودہ کام میں حاصل کردہ اوپری حدود کی نشاندہی کرتے ہیں ۔ سبز لکیر بہترین فٹ رجعت کو ظاہر کرتی ہے ، اور سایہ دار علاقہ 1σ بکھرے ہوئے کی نشاندہی کرتا ہے ۔ میجینٹا پوائنٹس الٹرا ماسیو بلیک ہولز (M •> 109) کی عکاسی کرتے ہیں ۔ بلیک ہول ماس پر نظریاتی حدود (ہمارے نمونے کی حد کے لئے σ ∗ â 6−12 کلومیٹر s−1) ایکریشن ، تارکیی کیپچر ، اور ٹائڈل سٹرپنگ کی وجہ سے بھی موازنہ کے لیے پلاٹ پر چھپی ہوئی ہیں ۔

جناب ارون منگلم نے کہاکہ‘‘اس کام کے نظریاتی اور مستقبل کی مشاہداتی تحقیق دونوں کے لیے اہم اثرات ہیں۔ سب سے چھوٹی کہکشاؤں تک ایک متحدہ تعلق قائم کر کے یہ کہکشائی اور بلیک ہول کی ارتقائی سمیولیشنز کے لیے ایک بنیادی معیار فراہم کرتا ہے،”یہ تحقیق خاص طور پر تب نہایت اہم ہے جب ہم نئے نسل کے مشاہداتی آلات کی سمت بڑھ رہے ہیں، جن میں انڈین انسٹی ٹیوٹ آف ایسٹروفزکس (آئی آئی اے) کی مجوزہ نیشنل لارج آپٹیکل ٹیلی اسکوپ ((این ایل او ٹی) اور ایکسٹریم لیارج ٹیلی اسکوپ ای (ایل ٹی) شامل ہیں۔

یہ جدید آلات غیر معمولی حد تک بہتر مقامی (اسپیٹیل) اور طیفی(اسپیکٹرل) ریزولوشن فراہم کریں گے، جس سے کم روشنی اور کم کمیت والی کہکشاؤں میں ستاروں کی حرکیات کی انتہائی درست پیمائش ممکن ہو سکے گی۔ اس مطالعے میں پیش کیا گیا متحدہ تعلق ایسے اعداد و شمار کی تشریح کے لیے ایک مضبوط نظریاتی اور مشاہداتی فریم ورک فراہم کرتا ہے، خاص طور پر بونا کہکشاؤں کے اس خطے میں جہاں بلیک ہول کی علامات نہایت دھیمی اوربہ مشکل قابلِ مشاہدہ ہوتی ہیں۔

مزید یہ کہ، یہاں زیرِ مطالعہ بلیک ہول کی افزائش کے جسمانی ماڈلزجن میں مومنٹم-ڈرِون گیس ایکریشن، ستاروں کے زیر اثر، اور ابتدائی کہکشاؤں کے ٹائیڈل اسٹرپنگ جیسے عمل شامل ہیں۔واضح اور قابلِ آزمائش پیش گوئیاں فراہم کرتے ہیں، جنہیں مستقبل میں این ایل اوٹی اورای ایل ٹی کے مشاہدات براہِ راست پرکھ سکیں گے۔ مجموعی طور پر یہ کوششیں اس بات کو طے کرنے میں مرکزی کردار ادا کریں گی کہ آیا بونا کہکشائیں ابتدائی بلیک ہول سیڈز کی میزبانی کرتی ہیں یا نہیں۔

 

پیپر لنک: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ae2d4f

 

***

 

ش ح۔ش م۔ ش ا

U NO: 5951

(ریلیز آئی ڈی: 2252901) وزیٹر کاؤنٹر : 10