S301: सबसे तेज़ ज्ञात तारा

एक तारा जो हर 8.7 वर्ष में हमारी आकाशगंगा के ब्लैक होल का चक्कर लगाता है, सबसे पास पहुँचकर प्रकाश की गति के 8% से भी ज़्यादा रफ़्तार से

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कदम-दर-कदम

आकाशगंगा का हृदय

इसके चारों ओर S-तारे मंडराते हैं, कुछ दर्जन तारे झुकी हुई, खिंची हुई कक्षाओं में। S2, सबसे चमकीला, एक चक्कर में 16 वर्ष लेता है। S301, जो 2023 में मिला, 9 वर्ष से कम में चक्कर लगाता है और किसी भी दूसरे ज्ञात तारे से ज़्यादा पास और ज़्यादा तेज़ आता है। क्या मापा गया है और क्या बनाया गया है: कक्षाएँ मापी हुई हैं; रेखाएँ, लेबल और आकाश के तारे बनाए गए हैं।

S301 कैसे मिला

आकाशगंगा के केंद्र पर चाप-सेकंड का एक हज़ारवाँ हिस्सा लगभग 8 AU होता है। एक अकेली बड़ी दूरबीन चाप-सेकंड के लगभग 60 हज़ारवें हिस्से के भीतर की हर चीज़ को एक धब्बे में धुँधला देती है। GRAVITY चिली में ESO के वेरी लार्ज टेलीस्कोप इंटरफ़ेरोमीटर की चार दूरबीनों का प्रकाश मिलाता है, और 2017 से टीम हर साल लगभग 100 घंटे ब्लैक होल को देखती रही है।

यह परिक्रमा क्यों करता है

न्यूटन की तस्वीर: किसी गेंद को बग़ल में काफ़ी ज़ोर से फेंको, तो वह पृथ्वी पर गिरने के बजाय उसके चारों ओर गिरती रहती है। गुरुत्व तारे के रास्ते को लगातार ब्लैक होल की ओर मोड़ता है। दूर वह धीरे चलता है और वापस गिरता है; पास में वह इतना तेज़ चलता है कि घूमकर फिर बाहर चढ़ जाता है। उसकी ऊर्जा कुछ नहीं छीनता, इसलिए वह बार-बार उसी तरह चक्कर लगाता है।

ब्लैक होल का घूमना महसूस करना

आइंस्टीन का सिद्धांत कहता है कि घूमता द्रव्यमान अंतरिक्ष और समय को अपने साथ घसीटता है: Lense–Thirring प्रभाव। पृथ्वी के चारों ओर यह बहुत छोटा है; उपग्रह Gravity Probe B को इसे मापने में वर्षों लगे। ब्लैक होल के पास जैसे-जैसे आप पास आते हैं यह तेज़ी से बढ़ता है, और S301 पहला ज्ञात तारा है जो इतने पास आता है कि उसकी कक्षा में यह दिख सके।

कक्षा कितना घूमती है, इससे पता चलता है कि ब्लैक होल कितनी तेज़ी से घूमता है। दो पूरे चक्कर मापना, यानी लगभग दस वर्ष का अवलोकन, काफ़ी होना चाहिए। यह जवाब इस बात से जुड़ा है कि ब्लैक होल कैसे बढ़ते हैं: एक ओर से लगातार भोजन से, जो उन्हें तेज़ घुमाता है, या हर दिशा से कई छोटे भोजनों से, जो उन्हें धीमा घूमता छोड़ देते हैं।

यह चिथड़े क्यों नहीं होता

इसलिए S301 सुरक्षित है: सबसे पास पहुँचकर ज्वार उसके अपने खिंचाव का सिर्फ़ लगभग हज़ारवाँ हिस्सा है, और वह तारे को इतना कम गर्म करता है कि कोई फ़र्क़ नहीं पड़ता। एक लाल दानव, जो सैकड़ों गुना बड़ा होता है, ऐसी कक्षा पर अपनी बाहरी परतें गँवा देता, और अपनी ज्वारीय त्रिज्या के भीतर झूलता तारा टुकड़े-टुकड़े हो जाता, जैसा दूसरी आकाशगंगाओं में ज्वारीय विघटन की चमकों में दिखता है।