खगोलशास्त्रियों ने सर्वाधिक ऊर्जा वाले विकिरण उत्सर्जित करने वाले कुछ ब्लेज़ार का अध्ययन किया, जिससे इन अत्यधिक ऊर्जावान पिंडों से एक्स-रे उत्सर्जन के स्रोतों के बारे में नई जानकारी मिली है।

इससे इन खगोलीय पिंडों के आसपास की चरम भौतिक परिस्थितियों के अध्ययन में मदद मिल सकती है और यह समझने के लिए भी जानकारी मिल सकती है कि सक्रिय आकाशगंगाओं को ऊर्जा कैसे प्राप्त होती है।

ब्लेज़ार ब्रह्मांड के सर्वाधिक ऊर्जावान खगोलीय पिंडों में से हैं। ये सक्रिय आकाशगंगाएं हैं, जिनके केंद्र में स्थित अतिविशाल ब्लैक होल (एसएमबीएच) इन्हें ऊर्जा प्रदान करते हैं। जैसे-जैसे पदार्थ ब्लैक होल की ओर गिरता है, भारी मात्रा में ऊर्जा निकल सकती है, जबकि सापेक्षिक कणों के शक्तिशाली जेट लगभग सीधे पृथ्वी की ओर छोड़े जाते हैं। इस अभिविन्यास के कारण ब्लेज़ार असाधारण रूप से चमकीले दिखाई दे सकते हैं। इन पिंडों का एक विशेष रूप से चरम समूह टीईवी ब्लेज़ार है, जो अत्यंत उच्च-ऊर्जा वाली गामा किरणें उत्पन्न करते हैं, जिनकी ऊर्जा टेरा-इलेक्ट्रॉन वोल्ट तक पहुंचती है।

चूंकि ब्लेज़ार के शक्तिशाली जेट लगभग पृथ्वी की ओर निर्देशित होते हैं, इसलिए उनके एक्स-रे स्पेक्ट्रम में सामान्यतः जेट से होने वाला उत्सर्जन प्रमुख होता है। इससे आकाशगंगा के अन्य हिस्सों, जैसे ब्लैक होल के आसपास की अभिवृद्धि डिस्क, से आने वाले विकिरण की पहचान करना कठिन हो जाता है।

इस कठिनाई को दूर करने के लिए, नैनीताल स्थित आर्यभट्ट प्रेक्षण विज्ञान अनुसंधान संस्थान (एरीज), जो विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (डीएसटी) का एक स्वायत्त संस्थान है, के शोधकर्ताओं ने अत्यधिक उच्च-ऊर्जा विकिरण उत्सर्जित करने वाले चार क्लासिकल ब्लेज़ार—एमआरके 421, एमआरके 501, पीजी 1553+113 और पीकेएस 2155-304—का अध्ययन किया। नासा की नाइसर और न्‍यूस्टार अंतरिक्ष दूरबीनों से प्राप्त प्रेक्षणों का उपयोग करते हुए, रिया भौमिक और आलोक सी. गुप्ता ने इन पिंडों से होने वाले एक्स-रे विकिरण का अध्ययन किया, जिससे यह बेहतर ढंग से समझा जा सके कि ये ऊर्जावान आकाशगंगाएं किस प्रकार व्यवहार करती हैं।

चित्र 1: ब्लेज़ार या सक्रिय गांगेय नाभिक का एक चित्रण, जो प्रेक्षक की दृष्टि रेखा के लगभग समानांतर एक शक्तिशाली जेट उत्सर्जित करता है। इस चित्रण में दर्शाए गए रंग केवल कलात्मक उद्देश्यों के लिए हैं।

छवि क्रेडिट: नासा

शोधकर्ताओं ने नासा की नाइसर और न्‍यूस्टार अंतरिक्ष दूरबीनों का उपयोग करते हुए चार टीईवी ब्लेज़ार से प्राप्त एक्स-रे प्रेक्षणों के 13 सेटों का विश्लेषण किया। नाइसर ने कम-ऊर्जा वाली एक्स-रे का प्रेक्षण किया, जबकि न्‍यूस्टार ने अधिक-ऊर्जा वाली रेंज को कवर किया। इन प्रेक्षणों को एक साथ लेने से शोधकर्ताओं को इन ऊर्जावान पिंडों से होने वाले एक्स-रे उत्सर्जन की अधिक व्यापक तस्वीर प्राप्त हुई।

अधिकांश एक्स-रे स्पेक्ट्रम को ब्लेज़ार उत्सर्जन के सामान्य मॉडल द्वारा समझाया जा सकता था। हालांकि, एमआरके 421 और एमआरके 501 के कुछ प्रेक्षणों में कम एक्स-रे ऊर्जा पर एक अतिरिक्त घटक दिखाई दिया। उल्लेखनीय रूप से, इन चरणों के दौरान एमआरके 421 और एमआरके 501, दोनों मध्यम से कम सक्रिय अवस्था में देखे गए।

इससे संकेत मिलता है कि जब ये दोनों ब्लेज़ार अपेक्षाकृत कम सक्रिय अवस्था में थे, तब जेट से होने वाले उत्सर्जन के साथ-साथ अभिवृद्धि डिस्क से होने वाले उत्सर्जन ने भी एक्स-रे स्पेक्ट्रम में योगदान दिया। एमआरके 421 के लिए ऐसे साक्ष्य पहले भी सामने आए हैं, लेकिन एमआरके 501 से इसी तरह के संभावित योगदान का यह पहला संकेत है। इस निष्कर्ष की पुष्टि के लिए आगे और प्रेक्षणों की आवश्यकता है। एमआरके 421 के प्रेक्षणों में एक्स-रे स्पेक्ट्रम में एक छोटा अतिरिक्त गॉसियन घटक या एक छोटी अतिरिक्त चोटी भी दिखाई दी (जो किसी विशेष ऊर्जा पर एक्स-रे विकिरण की थोड़ी अधिक मात्रा को दर्शाती है)। इसका सटीक स्रोत अभी स्पष्ट नहीं है और यह उपकरण या पृष्ठभूमि संबंधी प्रभावों से संबंधित हो सकता है।

चित्र 2: एमआरके 421 का एमजेडी 60077 के दौरान नाइसर (काला) और न्‍यूस्टार (लाल बिंदु एफपीएमए तथा हरे बिंदु एफपीएमबी को दर्शाते हैं) के संयुक्त रूप से फिट किए गए स्पेक्ट्रम को दिखाया गया है। फिटिंग मॉडल पैनलों में दिखाए गए हैं।
(भौमिक और गुप्ता, 2026 के आधार पर)

अन्य दो ब्लेज़ार, पीजी 1553+113 और पीकेएस 2155-304 के एक्स-रे प्रेक्षणों को मानक मॉडल द्वारा अच्छी तरह समझाया जा सका। उनके एक्स-रे स्पेक्ट्रम का वक्राकार रूप इस तथ्य के कारण हो सकता है कि विभिन्न ऊर्जाओं वाले कण अलग-अलग दरों से ऊर्जा प्राप्त करते हैं और विकिरण के माध्यम से ऊर्जा खोते हैं।

हाल ही में द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल  में प्रकाशित यह अध्ययन चार शक्तिशाली ब्लेज़ार द्वारा एक्स-रे उत्पन्न करने की प्रक्रिया को बेहतर ढंग से समझने में मदद करता है। निष्कर्षों से पता चलता है कि ब्लेज़ार के एक्स-रे स्पेक्ट्रम में केवल एक ही विकिरण स्रोत का प्रभुत्व नहीं होता और जब उनके शक्तिशाली जेट से होने वाला उत्सर्जन कमजोर हो जाता है, तो अभिवृद्धि प्रवाह से होने वाले उत्सर्जन का भी पता लगाया जा सकता है।

इन पिंडों का तब प्रेक्षण करना, जब वे सक्रिय और अपेक्षाकृत शांत, दोनों अवस्थाओं में हों, खगोलशास्त्रियों को यह समझने में मदद कर सकता है कि विकिरण के ये दोनों स्रोत किस प्रकार योगदान करते हैं।

विभिन्न प्रकार की दूरबीनों का उपयोग करके किए गए आगे के प्रेक्षण मध्यम से कम सक्रिय अवस्थाओं के दौरान एक्स-रे उत्सर्जन में अभिवृद्धि डिस्क के योगदान की पुष्टि करने में मदद करेंगे।

सक्रिय आकाशगंगाओं को ऊर्जा प्रदान करने की प्रक्रिया को समझने के अलावा, इससे ब्लैक होल और उनके आसपास के पर्यावरण के बीच होने वाली अंतःक्रिया को समझने में भी मदद मिल सकती है।

 

प्रकाशन लिंक: https://doi.org/10.3847/1538-4357/ae875a

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पीके/केसी/पीके

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