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स्नातक छात्र यह प्रकट करने में मदद करता है कि आकाशगंगाएं और ब्लैक होल एक साथ कैसे बढ़ते हैं

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प्रतिनिधि छवि

पिछले दो दशकों में, खगोलविदों ने निष्कर्ष निकाला है कि अधिकांश, यदि सभी नहीं, तो आकाशगंगाएं अपने केंद्रों पर बड़े पैमाने पर ब्लैक होल की मेजबानी करती हैं और एक ब्लैक होल और इसकी मेजबान आकाशगंगा के द्रव्यमान को सहसंबद्ध किया जाता है। लेकिन दोनों कैसे जुड़े हैं?

अब, नेशनल साइंस फाउंडेशन (NSF) के रिसर्च एक्सपीरियंस फॉर अंडरग्रेजुएट (REU) प्रोग्राम में भाग लेने वाले Manoa इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोनॉमी (IFA) के छात्र का एक विश्वविद्यालय, जवाब का हिस्सा हो सकता है।

अंडरटेकर रेबेका मिंसले ने आईएफए के 2019 आरईयू कार्यक्रम में भाग लिया, जो उनके संरक्षक मौनाका स्पेक्ट्रोस्कोपिक एक्सप्लोरर के उप परियोजना वैज्ञानिक आंद्रेआ पेट्रिक के साथ दस सप्ताह तक काम करती रहीं। आकाशगंगाओं की सैकड़ों छवियों के माध्यम से सावधानीपूर्वक स्थानांतरण, उसने आकाशगंगा के विकास की स्पष्ट तस्वीर को परिभाषित करना शुरू किया।

“आकाशगंगा विकास को अन्य आकाशगंगाओं के साथ बातचीत द्वारा आकार दिया जा सकता है जो कि आकाशगंगा के केंद्र के भीतर बढ़ने वाले सुपरमैसिव ब्लैक होल (SMBH) में योगदान देता है,” Minsley ने समझाया।

तारों के बीच गैस और धूल, जिसे इंटरस्टेलर माध्यम (ISM) कहा जाता है, SMBH विकास और नए सितारों के गठन दोनों के लिए ईंधन है। लेकिन, हाल के काम से पता चलता है कि आईएसएम में अलग-अलग गुण हो सकते हैं – विशेष रूप से गर्म होने वाली – आकाशगंगाओं में, जो उन आकाशगंगाओं की तुलना में अपने नाभिक में बढ़ते सुपरमैसिव ब्लैक होल की मेजबानी करती हैं।

वार्मर गैस के नए तारों में गिरने की संभावना कम होती है, इसलिए यह खोज यह सुझाव दे सकती है कि एक बढ़ती केंद्रीय एसबीजी नए सितारों को बनाने की आकाशगंगा की क्षमता को कम कर देती है।

ISM को गर्म करने के लिए क्या जिम्मेदार हो सकता है? स्टारलाईट, विशेष रूप से गर्म सितारों से, यह कर सकती है। लेकिन आकाशगंगाओं के बीच बातचीत – जब वे टकराते हैं या यहां तक ​​कि बस एक-दूसरे के करीब से गुजरते हैं – बड़े पैमाने पर झटका तरंगों का उत्पादन कर सकते हैं जो कम घने गैस को संपीड़ित करते हैं, जिससे तारों के बनने की अधिक संभावना होती है।

Minsley ने Pan-STARRS सर्वेक्षण से छवियों का उपयोग करके 630 आकाशगंगाओं के आकार का अध्ययन किया। उसने विलय, प्रारंभिक विलय और गैर-विलय में आकाशगंगाओं को वर्गीकृत किया, और फिर उसी आकाशगंगाओं के प्रकाश उत्पादन के आकृतियों की तुलना मध्य-मध्य अवरक्त तरंगदैर्ध्य पर की, जहां वह आईएसएम के गुणों का अध्ययन कर सकती थी।

“जब आकाशगंगाएँ पर्याप्त रूप से पास हो जाती हैं, तो वे एक प्रकार के गांगेय नृत्य से गुज़रती हैं, जब तक कि वे अंततः एक विलक्षण इकाई में शामिल नहीं हो जाते। इन अंतःक्रियाओं में अच्छी तरह से प्रलेखित हस्ताक्षर होते हैं जिन्होंने मुझे आकाशगंगाओं के हमारे समूह को वर्गीकृत करने की अनुमति दी।” मिंसले ने कहा।
छात्र ने कहा, “इस परियोजना ने मुझे आकाशगंगाओं के अंदर होने वाली सभी प्रक्रियाओं की जटिलता और उलझाव के लिए एक बड़ी सराहना दी और गैलैक्टिक सिस्टम के पुनर्निर्माण के लिए किए जा रहे शोध आकर्षक हैं,” छात्र ने कहा।

Minsley और उनके सहयोगियों ने पाया कि सक्रिय ब्लैक होल के साथ आकाशगंगाओं के भीतर, ISM गर्म है, अन्य कूलेंट के लिए गर्म आणविक गैस के अनुपात बड़े हैं और धूल कणों से अन्य विशेषताओं में आकाशगंगाओं की तुलना में मूल्यों की एक विस्तृत श्रृंखला है जहां ब्लैक होल सुप्त हैं ।
“पास के ब्रह्मांड में, हम पाते हैं कि आकाशगंगाओं के गर्म आईएसएम जो अपने केंद्रों पर बढ़ते हुए विशालकाय ब्लैक होल्स की मेजबानी करते हैं, उन लोगों से भिन्न होते हैं। हम अनुमान लगाते हैं कि एसयूएसएल को कीप ईंधन की प्रक्रिया भी हमें ऊर्जा हस्तांतरण का पता लगाने की अनुमति देती है। आकाशगंगा के ISM में वापस, “पेट्रिक ने समझाया।

पेट्रिक ने कहा कि भविष्य और अधिक विस्तृत अवलोकन शोधकर्ताओं को इन ऊर्जा हस्तांतरण प्रक्रियाओं की पुष्टि करने की अनुमति देगा।
IfA लगभग 20 वर्षों के लिए प्रतिष्ठित REU कार्यक्रम का हिस्सा रहा है, 130 से अधिक छात्रों को प्रशिक्षण, जिनमें से कुछ अब खगोल विज्ञान के विभिन्न क्षेत्रों में अग्रणी हैं। विश्व स्तरीय सुविधाओं और वैज्ञानिकों के साथ हवाई में काम करने के इस अनूठे अवसर के कारण, आईएफए को प्रत्येक पद पर 500 से अधिक आवेदन प्राप्त होते हैं।

उनके आरईयू कार्यक्रम का ध्यान छात्रों की पहचान करने पर है, जिनके पास अनुसंधान में सफल होने की क्षमता है, लेकिन उनके पास अवसर और संसाधन नहीं हो सकते हैं।

आईएफए के आरईयू कार्यक्रम के प्रधान अन्वेषक नादेर हागीगिपोर ने कहा, “अपने संबंधित क्षेत्रों में दुनिया के नेताओं के बीच अपने आकाओं के साथ, हमारे आरईयू छात्र अत्याधुनिक शोध में लगे हुए हैं। रेबेका का काम इसका एक प्रमुख उदाहरण है। हमें बहुत गर्व है। हमारे आरईयू के छात्रों, जैसा कि लगभग सभी ने स्नातक विद्यालय में अपनी पढ़ाई जारी रखी और उनमें से कई ने राष्ट्रीय स्तर पर मान्यता प्राप्त की है। ”

2020 के पतन सेमेस्टर के दौरान, पेट्रिक और यूएच मनोआ अंडरग्रेजुएट डायना कास्टानेडा ने आकाशगंगाओं के आईएसएम की जांच करना जारी रखा होगा, जो समीप के ब्रह्मांड में सबसे चमकदार एसयूबी में से कुछ की मेजबानी कर रहा है, इन्फ्रारेड एस्ट्रोनॉमी (एसओएफआईए) विमान के लिए स्ट्रैटोस्फेरिक वेधशाला में सवार एक स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग कर रहा है।

एसओएफआईए अवलोकन कास्टेनेडा और पेट्रिक को उन प्रक्रियाओं में अधिक अंतर्दृष्टि प्राप्त करने की अनुमति देगा जिनके द्वारा बढ़ती हुई एसयूबी और आईएसएम के बीच ऊर्जा स्थानांतरित की जा रही है।

यह काम द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल के 10 मई के अंक में प्रकाशित हुआ है और यह ArXiv पर पहले से मौजूद है।

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