ब्लैक होल के पास से बचने वाले तारे धीरे-धीरे क्यों मंद पड़ते हैं?

ज़्यादातर आकाशगंगाओं के केंद्र में एक सुपरमैसिव ब्लैक होल माना जाता है। जब कोई तारा इसके बहुत करीब से गुज़रता है, तो कभी-कभी वह पूरी तरह नष्ट होने से बच जाता है और बार-बार करीब से गुज़रकर हर बार एक नई चमक छोड़ता है, इन्हें 'रिपीटिंग पार्शियल टाइडल डिसरप्शन इवेंट्स' (rpTDEs) कहा जाता है। व्यापक क्षेत्र वाले टाइम-डोमेन सर्वे की मदद से खगोलविद एक ही तारे को एक ही ब्लैक होल के साथ कई बार जुड़ता हुआ देख पाते हैं। लेकिन इनमें से कुछ प्रणालियां हर बार एक जैसी चमक की बजाय धीरे-धीरे मंद पड़ती जाती हैं, इसकी व्याख्या सिरैक्यूज़ विश्वविद्यालय के खगोल-भौतिकविदों ने दी है। यह अध्ययन द एस्ट्रोफिज़िकल जर्नल में प्रकाशित हुआ; इसका नेतृत्व डॉक्टरेट शोधार्थी अनन्या बंदोपाध्याय ने किया, जिन्होंने विश्वविद्यालय के भौतिकी विभाग में पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता बेंजामिन अमेंड और एसोसिएट प्रोफेसर एरिक कॉफ़लिन के साथ मिलकर यह काम किया।

एक सामान्य टाइडल डिसरप्शन इवेंट (TDE) में, ब्लैक होल का गुरुत्वाकर्षण पास से गुज़रते तारे के एक हिस्से से दूसरे हिस्से तक इतना अलग-अलग होता है कि तारा पूरी तरह टुकड़ों में बिखर जाता है; इससे बना मलबा ब्लैक होल की ओर गिरता है और दिनों से लेकर महीनों तक रोशनी छोड़ता है। लेकिन आंशिक TDE में, जो तारा पूरी तरह टूटने की सीमा तक नहीं पहुंचता, वह अपने द्रव्यमान का सिर्फ एक हिस्सा खोता है; उसका बचा हुआ केंद्र कक्षा में ही बना रहता है और महीनों या सालों के अंतराल पर फिर से करीब आकर हर बार और पदार्थ खोता है। इन्हें रिपीटिंग पार्शियल TDE (rpTDEs) कहा जाता है।

अब तक पहचानी गई करीब 10 दोहराई जाने वाली प्रणालियों में से चार में फ्लेयर धीरे-धीरे मंद होते पाए गए हैं। पहले के हाइड्रोडायनामिक सिमुलेशन इसे समझाने में उलझन में थे: हर बार तारे से कम पदार्थ निकलने पर भी, ब्लैक होल की ज्वारीय शक्तियां हर मुलाक़ात के बाद तारे को और तेज़ घुमा देती हैं, जिससे लौटने वाला पदार्थ ज़्यादा सघन होकर लगभग उतनी ही चरम चमक वाला फ्लेयर बनाता है, ऐसा अनुमान था। बंदोपाध्याय ने कहा, 'हम इससे दो साल तक उलझन में रहे।'

नए अध्ययन ने एक छूटी हुई कड़ी जोड़ी: एक ऐसा तारा जो ब्लैक होल से अपनी पहली मुलाक़ात से पहले ही तेज़ी से घूम रहा था। ऐसे तारे को बाद की मुलाक़ातों में उतना तेज़ नहीं घुमाया जा सकता, इसलिए गिरे हुए पदार्थ के ब्लैक होल की ओर लौटने का समय अपेक्षाकृत स्थिर रहता है; इसलिए जैसे-जैसे कम पदार्थ निकलता है, चरम वापसी दर, और इसलिए फ्लेयर की चरम चमक, हर बार घटती जाती है, जो खगोलविदों के अवलोकन से मेल खाता है।

इससे यह सवाल उठता है कि पास आने वाला तारा पहले से ही इतनी तेज़ी से क्यों घूम रहा होगा, और वह कुछ ही महीनों में परिक्रमा करने लायक इतनी कसकर एक सुपरमैसिव ब्लैक होल से कैसे बंध सकता है। शोधकर्ता इसकी संभावित व्याख्या के रूप में 'हिल्स मैकेनिज़्म' की ओर इशारा करते हैं: एक कसकर बंधी तारा-युगल जोड़ी जब किसी सुपरमैसिव ब्लैक होल के पास आती है, तो उसका गुरुत्वाकर्षण इस जोड़ी को अलग कर देता है, एक तारे को दूर फेंक देता है और दूसरे को एक कसी हुई कक्षा में कैद कर लेता है। बहुत करीबी युगल जोड़ी के तारे 'टाइडली लॉक्ड' हो सकते हैं, यानी वे अपनी धुरी पर उसी दर से घूमते हैं जिस दर से जोड़ी एक-दूसरे की परिक्रमा करती है।