ভারতীয় বিজ্ঞানীরা ব্ল্যাক হোলের চারপাশে চকচকে আলোর ব্যাখ্যা দিয়েছেন

ভারতীয় বিজ্ঞানীরা একটি শারীরিক প্রক্রিয়া চিহ্নিত করেছেন যা ব্যাখ্যা করতে পারে যে কেন দ্রুত ঘূর্ণায়মান ব্ল্যাক হোলের চারপাশের পদার্থ এক্স-রে তৈরি করে যা বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সিতে ঝিকঝিক করে। ফলাফলগুলি চরম মাধ্যাকর্ষণ পরিস্থিতির অধীনে পদার্থের আচরণের নতুন অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করে এবং বিদ্যমান মডেলগুলি যেগুলির জন্য হিসাব করতে সংগ্রাম করেছে তা পর্যবেক্ষণগুলি ব্যাখ্যা করতে সহায়তা করতে পারে।

গবেষণাটি পোল্যান্ডের নিকোলাস কোপার্নিকাস অ্যাস্ট্রোনমিক্যাল সেন্টার এবং বেরেলির এমজেপি রোহিলখণ্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের বিজ্ঞানীদের সহযোগিতায় বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি বিভাগের (ডিএসটি) অধীনে একটি স্বায়ত্তশাসিত প্রতিষ্ঠান আর্যভট্ট গবেষণা ইনস্টিটিউট অব অবজারভেশনাল সায়েন্সেস (এআরআইইএস) এর গবেষকদের নেতৃত্বে করা হয়েছিল।

ব্ল্যাক হোল স্পিন এবং এক্স-রে দোলন

ব্ল্যাক হোল আশেপাশের বস্তুকে দ্রুত গতিশীল প্রবাহে আঁকে যা অ্যাক্রিশন প্রবাহ নামে পরিচিত। এই বিষয়টি ব্ল্যাক হোলের দিকে অগ্রসর হওয়ার সাথে সাথে এটি এক্স-রে সহ বিকিরণ নির্গত করে, যার উজ্জ্বলতা প্রায় নিয়মিত প্যাটার্নে পরিবর্তিত হতে পারে যাকে বলা হয় কোয়াসি-পিরিওডিক অসিলেশন (QPOs)।

ব্ল্যাক হোল এক্স-রে বাইনারি সিস্টেমে, এই দোলনগুলি প্রতি সেকেন্ডে এক চক্রের কম থেকে সেকেন্ডে কয়েকশো চক্র পর্যন্ত। পূর্ববর্তী গবেষণাগুলি একটি একক শারীরিক প্রক্রিয়ার মাধ্যমে নিম্ন- এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি উভয় দোলন ব্যাখ্যা করতে সংগ্রাম করেছে।

ARIES টিম তদন্ত করেছে যে অ্যাক্রিশন প্রবাহের মধ্যে শকগুলির দোলন এই বিস্তৃত ফ্রিকোয়েন্সিগুলির জন্য দায়ী হতে পারে কিনা।

সিমুলেশনগুলি সান্দ্রতার ভূমিকা প্রকাশ করে

গবেষকরা ব্ল্যাক হোলের চারপাশে সান্দ্র পদার্থের প্রবাহকে মডেল করতে ARIES-এর সংখ্যাসূচক এবং তাত্ত্বিক জ্যোতির্পদার্থবিদ্যা গ্রুপ দ্বারা তৈরি একটি কম্পিউটার সিমুলেশন ব্যবহার করেছেন। সিমুলেশনগুলি ভর, শক্তি এবং ভরবেগ সহ মূল ভৌত পরিমাণ সংরক্ষণ করার সময় পদার্থের গতিবিধি ট্র্যাক করে।

দলটি আবিষ্কার করেছে যে যখন বৃদ্ধি প্রবাহে সান্দ্রতা একটি গুরুত্বপূর্ণ থ্রেশহোল্ড অতিক্রম করে, তখন একটি সাধারণভাবে স্থিতিশীল শক অস্থির হয়ে উঠতে পারে এবং দোলাতে শুরু করতে পারে। এই আন্দোলনগুলি QPO হিসাবে পরিলক্ষিত নির্গত বিকিরণের পর্যায়ক্রমিক তারতম্য তৈরি করতে পারে।

গবেষণাটির নেতৃত্বে ছিলেন ARIES-এর সনিত দেবনাথ এবং ডাঃ ইন্দ্রনীল চট্টোপাধ্যায়। ফলাফল প্রকাশিত হয়েছে জার্নাল অফ হাই এনার্জি অ্যাস্ট্রোফিজিক্স.

দ্রুত স্পিনিং ব্ল্যাক হোল উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সি তৈরি করে

সিমুলেশনগুলি দেখিয়েছে যে ব্ল্যাক হোল স্পিন শক এর অবস্থান এবং এর দোলনের ফ্রিকোয়েন্সিকে দৃঢ়ভাবে প্রভাবিত করে।

ধীরে ধীরে ঘূর্ণায়মান ব্ল্যাক হোলে, সান্দ্রতা দোদুল্যমান শককে আরও দূরে ঠেলে দেয়, প্রধানত কম ফ্রিকোয়েন্সি QPO তৈরি করে। দ্রুত ঘূর্ণায়মান ব্ল্যাক হোলে, শকটি ব্ল্যাক হোলের কাছাকাছি চলে যায়, যা ফ্রিকোয়েন্সির বিস্তৃত পরিসর জুড়ে দোলনকে অনুমতি দেয়।

সূর্যের ভরের প্রায় দশগুণ সহ একটি ব্ল্যাক হোলের জন্য, মডেলটি ভবিষ্যদ্বাণী করে যে খুব উচ্চ স্পিন রেট 100 হার্টজের বেশি QPO ফ্রিকোয়েন্সি তৈরি করতে পারে, যা এক্স-রে বাইনারি সিস্টেমে পর্যবেক্ষণ করা উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি বৈচিত্রের সাথে তুলনীয়।

গবেষকরা আরও দেখেছেন যে দ্রুত স্পিন শক দোলনকে আরও স্পষ্ট করে তোলে এবং QPO ফ্রিকোয়েন্সি এবং ফোটন সূচকের মধ্যে একটি সম্পর্ক চিহ্নিত করে, যা নির্গত বিকিরণের বর্ণালী বিতরণকে বর্ণনা করে।

ব্ল্যাক হোল আচরণের আরও বাস্তবসম্মত মডেল

গবেষকদের মতে, এই মডেলিং কাঠামোতে আপেক্ষিক তরলের জন্য থার্মোডাইনামিক সম্পর্কের সাথে সান্দ্র বৃদ্ধি প্রবাহকে একত্রিত করার জন্য গবেষণাটি প্রথম সংখ্যাগত তদন্ত।

ফলাফলগুলি কীভাবে ব্ল্যাক হোল স্পিন এবং অভ্যন্তরীণ ঘর্ষণ দ্রুত এক্স-রে বৈচিত্র তৈরি করতে একসাথে কাজ করতে পারে তার একটি শারীরিক ব্যাখ্যা প্রদান করে। ভবিষ্যদ্বাণীগুলি পরীক্ষা করার জন্য এবং ব্ল্যাক হোলগুলির চারপাশের শক্তিশালী পরিবেশের বৈজ্ঞানিক বোঝার উন্নতির জন্য আরও পর্যবেক্ষণ এবং মডেলিং গুরুত্বপূর্ণ হবে৷