ब्लैक होल हुनटर्स

ब्लैक होल हुनटर्स में हम मिल्कीवे के अन्य ब्लैक हॉलेस को खोजेंगे। टेस्स सॅटॅलाइट के डेटा से, हम चाहेंगे कि आप समय के साथ तारों की चमक कैसे बदलती है, इसका ग्राफ़ देखें, आप इसमें गुरुत्वाकर्षण माइक्रोलेंसिंग के प्रभाव को खोजेंगे। यह लेन्सिनग प्रभाव यह प्रकट कर सकता हैं कि एक विशाल वस्तु तारे के सामने से गुजर गया हैं – इसका गुरुत्वाकर्षण तारे के प्रकाश को मोड़ता और केंद्रित करता है – और इससे हम अदृश्य ब्लैक हॉलेस का मौजूदगी का पता कर सकते हैं।

ब्लैक हॉलेस क्या होते हैं?

ब्लैक होल उन चीज़ों में से एक है जो तब बन सकता है जब कोई तारा अपना ईंधन समाप्त कर देता है। हर तारे के पीछे ब्लैक होल नहीं बनता। तारे का द्रव्यमान पर निर्भर करता हैं की वह क्या छोड़कर जाता हैं। छोटे द्रव्यमान के तारे, हमारे सूर्य के तरह, वाईट ड्वार्फ को छोड़कर जाता हैं। सितारे जो हमारे सूर्य से दस गुणा ज्यादा द्रव्यमान हैं, न्यूट्रॉन स्टार को छोड़कर जाते हैं। और सबसे बड़े तारे, सूर्य के द्रव्यमान का 20 गुना या उससे अधिक, ब्लैक होल को पीछे छोड़ देते हैं।

सभी तीनों खगोलीय पिंडों (सुपरनोवा के बाद बने न्यूट्रॉन तारे, वाइट ड्वार्फ, और ब्लैक होल) में, पीछे छूट जाने वाले वस्तु उस तारे की तुलना में कहीं अधिक सघन होती है जिससे वह बनी है। एक वाइट ड्वार्फ का द्रव्यमान हमारे सूर्य(मूल तारे का सारा पदार्थ अवशेष (remnant) में नहीं जाता, इसलिए हर स्थिति में जो बचता है वह मूल तारे से कम विशाल होता है।) के लगभग बराबर होता है, लेकिन उसका आकार बहुत छोटे होने के कारण उसकी सघनता अत्यधिक होती है। एक न्यूट्रॉन स्टार के पास हमारे सूर्य के दो गुणा ज्यादा द्रव्यमान होते हैं, और वे १० किलोमीटर चौड़ा हो सकता हैं। ब्लैक होल की कोई ऊपरी द्रव्यमान सीमा नहीं होती, लेकिन अधिकांश ब्लैक होल के पास 10 सौर द्रव्यमान और ३o किलोमीटर त्रिज्या होता हैं।

ब्लैक होल बहुत अजीब वास्तु हैं। ऊपर उल्लिखित त्रिज्या कोई भौतिक सतह नहीं है, यह केवल केंद्र से वह दूरी है जहाँ से भागने की वेग (escape velocity) की गणना की जाती है (दूर जाने के लिए आपको कितनी तेजी से यात्रा करनी होगी) प्रकाश की गति के बराबर है, और यह श्वार्ज़शिल्ड (Schwarzschild ) त्रिज्या_ या इवेंट होराइजन कहा जाता हैं। इसका मतलब हैं की ब्लैक होल काले इसलिए होते हैं क्योकि इनके गुरुत्वाकर्षण इतना ताकतवर होता हैं की प्रकाश ही त्रिज्या के अंदर कैद हो जाते हैं। भौतिक विज्ञान भी नहीं बता सकता की ब्लैक होल के अंदर क्या होता हैं। जनरल रिलेटिविटी यह बेतुका जवाब देता है कि ब्लैक होल की द्रव्यमान शून्य आयतन वाले एक असीम रूप से सघन बिंदु में संपीड़ित होती है | अभी तक क्वांटम(QUANTAM) भौतिक विज्ञान के पास भी पूर्ण विवरण नहीं हैं।

उनके अंदर क्या हैं हम नहीं जानते, लेकिन भौतिक विज्ञान विवरण कर सकता हैं की ब्लैक होल के बहार क्या होता हैं - भले ही वहां जो कुछ घटित होता है वह अत्यधिक (extreme) हो। ब्लैक होल निकटवर्ती तारों से पदार्थ खींच सकता है जिसे " एक्रीटन" कहा जाता हैं, उसे अत्यधिक उच्च तापमान तक गर्म कर देता हैं – इतना गर्म कि वह एक्स-रे में तेज़ी से चमकने लगता है। जब ब्लैक होल एक्रीट नहीं करते वे अदृश्य हो जाते हैं, लेकिन वे कुछ सुराग छोड़ जा सकते हैं जिससे हम उन्हें खोज सकते हैं।

आकाशगंगा के छिपे हुए ब्लैक होल

कई तारे अकेले नहीं होते हैं। अत्याधिक समय, वे 'बाइनरी' सिस्टम में रहते हैं ("बाइनरी" का मतलब यह हैं की वह पर दो पिंड हैं) दो तारे एक-दूसरे की परिक्रमा करते हैं। कभी-कभी वे और भी बड़े समूहों में होते हैं, जो गुरुत्वाकर्षण द्वारा एक-दूसरे से बंधे होते हैं।

कई तारे जिनके पास बहुत द्रव्यमान होता हैं वे ब्लैक होल बना सकते हैं, इस प्रकार के तारे अधिकांश बाइनरी सिस्टम में होते हैं। लेकिन जब कोई तारा टूटकर ब्लैक होल बन जाता है, तो उसकी बाहरी परतें एक शक्तिशाली सुपरनोवा में विस्फोटिक हो जाता हैं। तो विस्फोट के दौरान दूसरे तारे का क्या होता है?

आप सोचेंगे की सुपरनोवा के विस्पोटक का ताकत, तारे को नष्ट कर देगा, या कम से कम इसे नए ब्लैक होल से दूर धकेल दें ताकि वे दोनों अपने आप समाप्त हो जाएं। कभी - कभी यह हो सकता हैं, लेकिन अधिकांश समय गुरुत्वाकर्षण विस्पोटक से ज्यादा ताकतवर होता हैं इसलिए दूसरा तारा न केवल जीवित रहता है, बल्कि तारा और नया ब्लैक होल वास्तव में एक-दूसरे की परिक्रमा करते हैं।

यह बाइनरी सिस्टमों में – एक तारा और ब्लैक होल का बाइनरी – हम सोचते हैं की आकाशगंगा के अधिकांश ब्लैक होल होते हैं। इस तरह की कुछ सिस्टम ज्ञात हैं (उनमें से लगभग 70), लेकिन उनमें से लगभग सभी को केवल इसलिए खोजा गया क्योंकि ब्लैक होल तारे के लिए काफी करीब होता है, इसलिए हम स्पष्ट एक्स-रे संकेत देख पाते हैं, जो हमें बताते हैं कि वहाँ पर एक ब्लैक होल मौजूद है। समस्या यह हैं कि, सभी ब्लैक होल सब समय एक्रीट नहीं करते। कुछ अदृश्यमय और शांत ब्लैक होल्स को खोजा गया हैं गैया मिशन के सटीक मापों के मादा से – लेकिन १ करोड़ के ज्यादा ब्लैक होल होने चाहिए! यह बहुत सारे ब्लैक होल हैं जो गायब हैं, हमसे छिपे हुए हैं क्योंकि वे कोई प्रकाश उत्सर्जित नहीं करते हैं।

सेल्फ-लेंसिंग: ब्लैक होल को खोजने का एक तरीका

जिन ब्लैक होल के लिए हम खोज कर रहे हैं ,वे अदृश्य हो सकते हैं, लेकिन कुछ तरकीब हैं उनको खोजने के लिए। जो ब्लैक होल प्रकश उत्सर्जित नहीं करते, लेकिन वे अपने गुरुत्वाकर्षण के माध्यम से अपने परिवेश को प्रभावित करते हैं | इस परियोजना में हम जो खोज रहे हैं वह ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण का उसके साथी तारे के प्रकाश पर पड़ने वाला प्रभाव है, जिसे ग्रेविटेशनल लेंसिंग कहा जाता है।

अगर तारा और ब्लैक होल एक ही रेखा में होते हैं ताकि ब्लैक होल कभी-कभी सितारे और पृथ्वी के बीच से जाता हैं, तब ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण सितारे के प्रकाश को मोड़ सकता हैं, एक मैग्निफिइंग गिलास की तरह अभिनय करता हैं और तारे को उज्जवल बना देता हैं।

आकृति १: तारा का प्रकाश ज्यादा उज्जवल होता हैं जब ब्लैक होल सामने आता हैं। यह प्रकाशवक्र में एक विशिष्ट शिखर बनाता है।

यही तो हम खोज रहे हैं! हमारे पास लाखो के मात्रा में तारो के माप हैं और हम देखने चाहते हैं की अगर उनके चमक में अचानक परिवर्तन आता हैं। लेकिन हमें आपका मदद चाहिये - माइक्रोलेंसिंग घटनाएँ बहुत दुर्लभ होने जा रही हैं (क्योंकि हर चीज़ को बिल्कुल सही तरीके से पंक्तिबद्ध करना होगा), और ऐसी अन्य चीजें हैं जो तारों को थोड़े समय के लिए उज्जवल दिखा सकती हैं (जैसे कि चमक और धड़कन)। हम आपका मदद चाहिए ब्लैक होल को खोजने के लिए बाकी सब चीज़ों के बीच!

आप कैसे मदद कर सकते हैं

आपको सिर्फ कुछ ग्राफ देखना हैं और विशेष शिखरों को देखने पर आपको हमें बताना हैं। यह ग्राफ को प्रकाश वर्क कहा जाता हैं, और वे एक सितारे के चमक को दर्शाता हैं, जब उन्हें मापा गया था। हम प्रकाश वक्र में ऐसे घटनाओं को खोज रहे हैं जब एक तारा अचानक कुछ देर के लिए चमकीला हो जाए और फिर सामान्य स्थिति में आ जाए।

अगर आप इस प्रकार का प्रकाश वक्र देखते हो, तब बस उसे आप ग्राफ पर हाईलाइट कर दीजिये। गलत होने की चिंता नहीं करे! हम वह छवि को अनेक लोगो को दिखानेगे और हम आप सभी के उत्तर को मिलाएंगे, इसलिए कोई भी गलती अंतिम परिणामों में औसत रहेगी।

एक बार हमें परिणामों का अंतिम सेट मिल जाएगा, हम उम्मीदवार का एक छोटा सूचि बनाएंगे जिसके साथ हम आगे की जाँच करेंगे। और भी कई माप हैं जो हम एक तारे का ले सकते हैं यह पुष्टि करने का प्रयास करें कि क्या वहाँ कोई ब्लैक होल है (उदाहरण के लिए, हम बहुत सटीकता से माप सकते हैं कि तारा घूम रहा है या नहीं)। परन्तु यह माप लेने के लिए बहुत समय लगता हैं, मतलब यह करना बहुत महंगा होगा और हम यह सभी तारो के साथ नहीं कर सकते- इसीलिए शुरुआत करने के लिए एक अच्छी शॉर्टलिस्ट होना इतनी बड़ी मदद है!

आप यह सोच सकते हैं की यह काम आपको ही क्यों करना हैं, कंप्यूटर होने के बजाय। संक्षिप्त उत्तर यह हैं कि कंप्यूटर कुछ चीजों में अच्छा हैं और मनुष्य अन्य चीजों में अच्छे हैं। मनुष्यों और कंप्यूटरों के कार्यों को मिलाकर, हम पहले से बेहतर खोज कर सकते हैं जितनी कि हम किसी एक के साथ अकेले कर सकते थे। हम कंप्यूटर को सरल उदाहरणो से ट्र्रेन कर सकते हैं, लेकिन हमें लगता है कि लोग – यानी आप! – उन चीज़ों को ढूंढ़ने में बेहतर होंगे जिन्हें पहचानना थोड़ा मुश्किल होता है। जो चीज़ें कंप्यूटर के लिए बहुत कठिन होती हैं, वे आपके लिए काफी आसान होनी चाहिए।

हमारे डेटा कहा से आता हैं

जिन मापों के साथ हम अभी काम कर रहे हैं वे एक अंतरिक्ष में स्तिथित के टेलिस्कोप से आता हैं जिसका नाम ट्रांजिटिंग एक्सोप्लैनेट सर्वे सॅटॅलाइट, यह टेस्स. टेस्स सॅटॅलाइट ग्रहपथ मे २०१८ से हैं हमारे सौर मंडल के बाहर ग्रहों को खोजने के मिशन पर (एक्सऑपलनेट के नाम के द्वारा जाना जाता हैं) तारों के चमक में कमतियाँ ढूंढके जो एक ग्रह से बनाया गया हैं जब वह एक तारे के सामने जा रहा हैं। यह बिल्कुल वैसा ही है जैसा हम खोज रहे हैं, जो टेस्स डेटा को हमारे काम के लिए आदर्श बनाता है।

टेस्स डेटा से काम करने से पहले, हमने सुपरडब्ल्यूएएसपी(SuperWASP) नामक जमीनी-आधारित सर्वेक्षण के डेटा का उपयोग करके एक खोज किए। टेस्स के जैसे, सुपरडब्ल्यूएएसपी(SuperWASP) भी एक्सोप्लेनेट को २००४ से २०१६ तक खोजता था। हमारी सुपरडब्ल्यूएएसपी(SuperWASP) खोज के परिणामों का अभी भी विश्लेषण किया जा रहा है और जल्द ही प्रकाशित किया जाएगा।