जेम्स वेब टेलिस्कोपचा नवीन शोध: ब्लॅक होलचा जेट का डगमगतोय? Black Hole Jet Precession Explained

ब्रह्मांडातला डगमगणारा राक्षस: जेम्स वेबने उलगडले 'VV 340a' आकाशगंगेचे रहस्य!

तुम्ही कधी निळ्याशार आकाशात उंचावरून जाणाऱ्या विमानाचा पांढरा धूर (Contrail) पाहिला आहे? तो नेहमी बाणासारखा सरळ रेषेत असतो. पण कल्पना करा, जर तो धूर एखाद्या बिथरलेल्या सापासारखा नागमोडी वळणे घेत बाहेर पडला, किंवा एखाद्या फिरत्या चक्रासारखा दिसला तर? तुम्हाला नक्कीच प्रश्न पडेल की, वैमानिकाचे नियंत्रण सुटले आहे का?

अगदी असाच काहीसा प्रकार सध्या पृथ्वीपासून ४५० दशलक्ष प्रकाशवर्षे दूर असलेल्या एका आकाशगंगेत घडताना दिसत आहे. तिथे एका महाकाय कृष्णविवरातून (Black Hole) बाहेर पडणारा ऊर्जेचा लोळ (Jet) सरळ रेषेत न जाता, एखाद्या 'S' अक्षरासारखा वेडावाकडा प्रवास करत आहे.

नासाच्या जेम्स वेब स्पेस टेलिस्कोप (JWST) आणि डब्ल्यू. एम. केक वेधशाळेने नुकताच हा शोध लावला आहे. हा शोध केवळ एक 'विचित्र घटना' नाही, तर आकाशगंगा कशा मरतात (Galaxy Death) आणि ब्लॅक होल्स आपल्या आजूबाजूच्या विश्वाला कसे नियंत्रित करतात, याचे एक नवीन आणि भयानक रूप आपल्यासमोर मांडणारा आहे.

आजच्या या विशेष लेखात आपण 'VV 340a' या आकाशगंगेचे रहस्य पूर्णपणे उलगडणार आहोत. 'प्रिसेशन' (Precession) म्हणजे काय? ब्लॅक होल डगमगतो म्हणजे नक्की काय होते? आणि याचा संबंध तुमच्या लहानपणीच्या 'भोवऱ्याशी' आणि बागेतील 'पाण्याच्या पाईपशी' कसा आहे? हे सर्व आपण अत्यंत सोप्या मराठीत पाहणार आहोत.

हे कलाकाराने साकारलेले चित्र VV 340a आकाशगंगेच्या केंद्रस्थानी असलेल्या महाकाय कृष्णविवरातून (Supermassive Black Hole) बाहेर पडणारा 'डगमगणारा जेट' (Precessing Jet) दर्शवते. डब्ल्यू. एम. केक (W. M. Keck) वेधशाळेच्या निरीक्षणातून असे दिसून आले की, थंड वायू (Cooler Gas) हजारो प्रकाशवर्षांपर्यंत बाहेरच्या दिशेने पसरला आहे, तर नासाच्या जेम्स वेब टेलिस्कोपच्या इन्फ्रारेड डेटाने आकाशगंगेच्या गाभ्याजवळील प्रचंड उष्ण वायू (Super-heated Coronal Gas) टिपला आहे.
श्रेय (Credit): डब्ल्यू. एम. केक वेधशाळा / ॲडम मकारेन्को (W. M. Keck Observatory / Adam Makarenko)

१. 'VV 340a': दोन आकाशगंगांची महा टक्कर

सर्वप्रथम आपल्याला हे समजून घ्यावे लागेल की ही घटना कुठे घडत आहे. 'VV 340' ही एक सामान्य जागा नाही. इथे दोन मोठ्या आकाशगंगांची (Galaxies) समोरासमोर टक्कर सुरू आहे. अंतराळ विज्ञानात याला 'गॅलेक्सी मर्जर' (Galaxy Merger) म्हणतात. जेव्हा दोन आकाशगंगा एकमेकींच्या जवळ येतात, तेव्हा त्या शांत राहत नाहीत; त्यांचे गुरुत्वाकर्षण एकमेकांना खेचते, वायूचे ढग एकमेकांवर आदळतात आणि एकच chaos (गोंधळ) निर्माण होतो.

या टकरीमध्ये जी आकाशगंगा वरच्या बाजूला आहे (VV 340 North), तिच्या अगदी केंद्रस्थानी एक 'सुपरमॅसिव्ह ब्लॅक होल' (Supermassive Black Hole) लपलेला आहे. हा ब्लॅक होल प्रचंड भुकेला आहे. तो आजूबाजूचा वायू आणि धूळ वेगाने गिळंकृत करत आहे.

जेव्हा ब्लॅक होल काहीही खातो, तेव्हा तो खाल्लेला सर्वच भाग पोटात घेत नाही. त्यातील काही भाग प्लाझ्माच्या स्वरूपात प्रकाशाच्या वेगाने (Near Light Speed) उत्तर आणि दक्षिण ध्रुवावरून बाहेर फेकला जातो. यालाच आपण 'जेट' (Jet) म्हणतो. साधारणपणे हे जेट्स लेझर बीमसारखे सरळ असतात. पण इथेच गंमत झाली!

💡 हे वाचाच:

ब्लॅक होल, जेट आणि गुरुत्वाकर्षण हे शब्द गोंधळवणारे वाटतात? मग कृष्णविवर आणि व्हाईट होल मधील फरक आधी समजून घ्या, ज्यामुळे हा लेख समजणे सोपे जाईल.

👉 क्लिक करा: कृष्णविवर आणि व्हाईट होल: नेमका फरक काय?

२. जेटचे 'डगमगणे' (Precession) म्हणजे काय?

शास्त्रज्ञांना जेम्स वेबच्या डेटा मध्ये दिसले की, हा जेट सरळ रेषेत नसून तो वाकडा झाला आहे. विज्ञानच्या भाषेत याला 'जेट प्रिसेशन' (Jet Precession) म्हणतात. ही संकल्पना वाचायला कठीण वाटली तरी समजायला खूप सोपी आहे. यासाठी आपण आपल्या दैनंदिन जीवनातील दोन उदाहरणे पाहूया.

अ) लहान मुलांचा भोवरा (The Spinning Top)

तुम्ही लहानपणी भोवरा (Spinning Top) नक्कीच फिरवला असेल. आठवून पहा, जेव्हा तुम्ही भोवरा जोरात फिरवता, तेव्हा सुरुवातीला तो एकदम ताठ उभा राहतो. पण जसजसा त्याचा वेग कमी होऊ लागतो, तसा तो आपल्या जागेवर गोल-गोल डुलू लागतो. त्याचे टोक जमिनीवर एकाच ठिकाणी असते, पण त्याचा वरचा भाग मात्र हवेत वर्तुळ (Circle) बनवतो.

अगदी हेच त्या ब्लॅक होल सोबत घडत आहे! तो ब्लॅक होल स्वतःच्या अक्षाभोवती (Axis) प्रचंड वेगाने फिरत आहे, पण काही बाह्य शक्तींमुळे त्याचा अक्ष स्थिर न राहता भोवऱ्यासारखा 'डुलत' आहे. त्यामुळे त्यातून निघणारा जेट सुद्धा सरळ न जाता गोल फिरत बाहेर पडत आहे.

ब) बागेतील पाण्याचा फवारा (Garden Sprinkler)

दुसरे उदाहरण म्हणजे बागेतील गवत भिजवणारा फिरता फवारा (Sprinkler). त्या पाईपचे तोंड गोल फिरत असते. त्यातून पडणारे पाणी जरी सरळ रेषेत बाहेर येत असले, तरी पाईप फिरत असल्यामुळे हवेत पाण्याचे थेंब एक 'सर्पिलाकार' (Spiral) किंवा 'S' आकाराची नक्षी तयार करतात.

VV 340a मधील ब्लॅक होल जेटमध्ये शास्त्रज्ञांना नेमकी हीच 'S' आकाराची रचना दिसली आहे. अंतराळात हजारो प्रकाशवर्षे लांब पसरलेला हा 'S' आकार हे सिद्ध करतो की तो ब्लॅक होल स्थिर नाही.

स्त्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स (Wikimedia Commons)

३. एवढा मोठा 'राक्षस' का डगमगतोय? (The Scientific Cause)

आता प्रश्न पडतो की, सूर्यापेक्षा लक्षावधी पट वजन असलेला ब्लॅक होल असा का डगमगत असेल? त्याला कोण धक्का देत आहे? कॅलिफोर्निया इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी (Caltech) च्या शास्त्रज्ञांनी यामागे दोन प्रमुख शक्यता वर्तवल्या आहेत:

कारण १: दुहेरी ब्लॅक होल सिस्टीम (Binary Supermassive Black Hole)

ही सर्वात रोमांचक शक्यता आहे. शास्त्रज्ञांचे म्हणणे आहे की, कदाचित त्या आकाशगंगेच्या केंद्रस्थानी एक नाही, तर दोन सुपरमॅसिव्ह ब्लॅक होल्स आहेत. हे दोन राक्षस एकमेकांभोवती नाचत आहेत (Orbiting each other). दुसऱ्या ब्लॅक होलच्या प्रचंड गुरुत्वाकर्षणामुळे पहिल्या ब्लॅक होलचा तोल जात असावा आणि तो डगमगत असावा. जर हे खरे असेल, तर हा खगोलशास्त्रातील एक दुर्मिळ शोध ठरेल.

कारण २: ॲक्रिशन डिस्कची टक्कर (Accretion Disk Collision)

ब्लॅक होलच्या भोवती फिरणाऱ्या वायूच्या चकतीला 'ॲक्रिशन डिस्क' म्हणतात. आकाशगंगांच्या टकरीमुळे बाहेरून आलेले गॅसचे मोठे ढग या डिस्कवर आदळत असावेत. जसे चालत्या सायकलच्या चाकात काडी घातल्यावर चाक लकाकते, तसाच काहीसा प्रकार इथे घडत असावा, ज्यामुळे जेटची दिशा बदलत आहे.

👀 हे ही पहा:

ब्लॅक होल्स फक्त गोष्टी गिळत नाहीत, तर ते कधीकधी ताऱ्यांसारखे चमकू सुद्धा शकतात. हे एक वेगळेच विश्व आहे. अधिक माहितीसाठी हा लेख वाचा:

👉 क्लिक करा: अवकाशातील सर्वात तेजस्वी रहस्य: 'ब्लॅक होल स्टार'चा जन्म?

४. 'कॉस्मिक दादागिरी': आकाशगंगेचा अंत? (Cosmic Feedback)

हा शोध केवळ एका वाकड्या रेषेपुरता मर्यादित नाही. याचे परिणाम संपूर्ण आकाशगंगेसाठी अत्यंत विनाशकारी आहेत. याला खगोलशास्त्रज्ञ 'कॉस्मिक फीडबॅक' (Cosmic Feedback) म्हणतात. पण आपण याला सोप्या भाषेत 'कॉस्मिक दादागिरी' म्हणू शकतो.

तारे कसे जन्माला येतात?

कोणत्याही आकाशगंगेत नवीन तारे (Stars) जन्माला येण्यासाठी हायड्रोजन वायूचे थंड ढग (Cold Gas Clouds) लागतात. जेव्हा हे ढग गुरुत्वाकर्षणामुळे एकत्र येतात आणि थंड होतात, तेव्हा त्यातून नवीन तारा जन्माला येतो.

हा जेट काय करतोय?

पण VV 340a मधील हा 'डगमगणारा जेट' एखाद्या मिक्सरसारखा काम करत आहे. तो सरळ रेषेत न जाता, आजूबाजूच्या सर्व वायूमध्ये घुसळला जात आहे. या घुसळणीमुळे (Turbulence) तिथला वायू प्रचंड गरम होत आहे. काही ठिकाणी तर हा जेट वायूला आकाशगंगेच्या बाहेर जोरात फेकून देत आहे.

परिणाम?
जेव्हा वायू गरम होतो, तेव्हा तो एकत्र येऊ शकत नाही. आणि जर वायू एकत्र आला नाही, तर नवीन तारे जन्माला येऊ शकत नाहीत.

थोडक्यात सांगायचे तर, हा ब्लॅक होल आपल्याच आकाशगंगेची 'प्रजनन क्षमता' नष्ट करत आहे. तो आकाशगंगेला हळूहळू 'वांझ' (Sterile) बनवत आहे. यामुळे ती आकाशगंगा भविष्यात एक 'मृत आकाशगंगा' (Dead Galaxy) बनून राहील, जिथे फक्त जुने लाल तारे असतील आणि नवीन तेजस्वी निळे तारे कधीच चमकणार नाहीत.

५. हे आपल्याला कसे दिसले? (तंत्रज्ञानाची कमाल)

ही घटना लाखो वर्षांपासून सुरू होती, पण आपल्याला ती आजवर का दिसली नाही? हबल टेलिस्कोपला हे का जमले नाही? याचे उत्तर आहे - 'धूळ' (Dust).

आकाशगंगांच्या टकरीमध्ये प्रचंड प्रमाणात धूळ निर्माण होते. हबल टेलिस्कोप 'दृश्य प्रकाशात' (Visible Light) पाहतो, जो या धुळीतून आरपार जाऊ शकत नाही. पण जेम्स वेब स्पेस टेलिस्कोप (JWST) कडे एक सुपरपॉवर आहे - ती म्हणजे 'इन्फ्रारेड दृष्टी' (Infrared Vision).

• MIRI (Mid-Infrared Instrument): जेम्स वेबच्या या कॅमेऱ्याने धुळीच्या पडद्यामागे लपलेल्या या जेटला शोधून काढले.
• Keck Observatory: नुसता फोटो काढून चालत नाही. तो वायू नक्की कोणत्या दिशेने आणि किती वेगाने जात आहे, हे मोजण्यासाठी हवाई (Hawaii) मधील 'केक' या जमिनीवरील टेलिस्कोपची मदत घेण्यात आली.

या दोन्ही महाकाय दुर्बिणींनी मिळून हे सिद्ध केले की, जेम्स वेबला दिसणारा तो 'S' आकार केवळ भास नसून ती एक वास्तविक खगोलीय घटना आहे.

🇮🇳 भारतीय विज्ञान:

अमेरिकेचा जेम्स वेब टेलिस्कोप जसा भारी आहे, तसेच भारताकडेही स्वतःची अंतराळ वेधशाळा आहे हे तुम्हाला माहित आहे का? भारताच्या 'ॲस्ट्रोसॅट'ने गेल्या १० वर्षात काय कमावले आहे, वाचा सविस्तर:

👉 क्लिक करा: 'AstroSat': भारताच्या पहिल्या 'खगोल वेधशाळे'ने अंतराळात गाजवले एक दशक!

निष्कर्ष: आपण यातून काय शिकलो?

VV 340a मधील हा शोध खगोलशास्त्राच्या दृष्टीने अत्यंत महत्त्वाचा आहे. आजवर आपल्याला वाटायचे की ब्लॅक होल जेट्स फक्त सरळ रेषेत जातात आणि त्यांचा प्रभाव मर्यादित असतो. पण जेम्स वेबने दाखवून दिले की, हे जेट्स आकाशगंगेच्या मोठ्या भागावर परिणाम करू शकतात.

हे निरीक्षण आपल्याला हे समजण्यास मदत करते की:

1. आकाशगंगा कशा विकसित होतात (Galaxy Evolution).
2. सुपरमॅसिव्ह ब्लॅक होल्स एकमेकांवर कसा प्रभाव टाकतात.
3. आणि सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे, ताऱ्यांचा जन्म कसा रोखला जाऊ शकतो.

---

तुमचे मत काय आहे?

तुम्हाला काय वाटते? जर आपल्या आकाशगंगेत (Milky Way) असा एखादा 'दुसरा' ब्लॅक होल आला आणि आपल्या केंद्रातील ब्लॅक होल (Sagittarius A*) डगमगू लागला, तर पृथ्वीवर काय परिणाम होईल?

तुमचे विचार आणि प्रश्न खाली कमेंट बॉक्स (Comments) मध्ये नक्की सांगा. मी प्रत्येक कमेंटला उत्तर देण्याचा प्रयत्न करेन.

अशाच रोमांचक विज्ञान लेखांसाठी 'मराठीतून विज्ञान' ला फॉलो करायला विसरू नका!