ब्रह्मांडीय गुंजन वास्तव में प्राचीन ब्लैक होल्स के गले साफ करने का संकेत हो सकता है

वह धुंधली ब्रह्मांडीय गुंजन जो आप सुन रहे हैं? यह ब्रह्मांड के रेफ्रिजरेटर का शोर नहीं हो सकता। नए शोध से पता चलता है कि पल्सर टाइमिंग एरे द्वारा पता लगाया गया गुरुत्वाकर्षण तरंग पृष्ठभूमि 13 अरब साल पहले बने सुपरमैसिव ब्लैक होल्स की प्रेतवाधित प्रतिध्वनि हो सकती है - संभवतः डार्क मैटर द्वारा संचालित काल्पनिक 'डार्क स्टार्स' के पतन से।

फिजिकल रिव्यू डी में एक पत्र के रूप में प्रकाशित एक अध्ययन में, कोलगेट विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं सोहन घोडला और कॉस्मिन इली ने जांच की कि क्या प्रारंभिक ब्रह्मांड में पैदा हुए सुपरमैसिव ब्लैक होल आज हमारे द्वारा पता लगाए गए गुरुत्वाकर्षण तरंगों पर स्थायी छाप छोड़ सकते हैं। संबंध? युवा ब्रह्मांड में देखे गए आश्चर्यजनक रूप से विशाल ब्लैक होल और अरबों साल बाद उत्पन्न गुरुत्वाकर्षण तरंगें जब इन दिग्गजों के जोड़े एक साथ सर्पिल होते हैं।

टीम ने पाया कि प्रारंभिक ब्लैक होल सीड्स का एक संभावित वर्ग - सुपरमैसिव डार्क स्टार्स के अवशेष - संभावित रूप से पल्सर टाइमिंग एरे (पीटीए) सिग्नल पर हावी हो सकते हैं। जैसा कि इली ने कहा, 'पल्सर टाइमिंग एरे को आमतौर पर अपेक्षाकृत हाल के ब्रह्मांड में सुपरमैसिव ब्लैक-होल बाइनरी के जांच के रूप में माना जाता है। हमारा काम जो दिखाता है वह यह है कि सिग्नल में यह जानकारी भी हो सकती है कि उन ब्लैक होल्स के पूर्वज ब्रह्मांडीय भोर में कैसे बने।'

जो लोग पल्सर-भाषा में पारंगत नहीं हैं, उनके लिए: पल्सर टाइमिंग एरे तेजी से घूमने वाले न्यूट्रॉन सितारों को ब्रह्मांडीय घड़ियों के रूप में उपयोग करते हैं। जब गुरुत्वाकर्षण तरंगें गुजरती हैं, तो वे पृथ्वी तक पहुंचने वाली रेडियो दालों के समय को सूक्ष्मता से बदल देती हैं। कई पल्सर को ट्रैक करके, टीमों ने नैनोहर्ट्ज आवृत्तियों पर एक स्टोकेस्टिक गुरुत्वाकर्षण तरंग पृष्ठभूमि के सबूत पाए हैं - संभवतः सुपरमैसिव ब्लैक होल बाइनरी से, विशेष रूप से एक अरब सूर्यों से अधिक संयुक्त द्रव्यमान वाले।

लेकिन वे ब्लैक होल इतनी जल्दी इतने बड़े कैसे हो गए? यहीं पर डार्क स्टार्स आते हैं। ये काल्पनिक आदिम तारे परमाणु संलयन के बजाय डार्क मैटर हीटिंग द्वारा संचालित होंगे, जिससे वे ब्लैक होल में ढहने से पहले दस लाख सौर द्रव्यमान या उससे अधिक तक बढ़ सकते हैं। घोडला और इली ने मॉडल बनाया कि ऐसे बीज कैसे विकसित होंगे, विलय करेंगे और गुरुत्वाकर्षण तरंगों का उत्पादन करेंगे।

उनका निष्कर्ष? यदि डार्क स्टार अवशेष लगभग 10^-3 Mpc^-3 की संख्या घनत्व पर मौजूद हैं, तो उनके वंशज पीटीए सिग्नल का एक बड़ा, संभवतः प्रमुख हिस्सा योगदान कर सकते हैं। इसके विपरीत, प्रत्यक्ष पतन ब्लैक होल, 10^-6 Mpc^-3 के करीब घनत्व के साथ, बहुत कम योगदान देंगे।

अध्ययन एक साफ मोड़ भी उजागर करता है: पीटीए अवलोकन सीमित कर सकते हैं कि ये प्रारंभिक बीज कितने सामान्य थे। 'इनमें से बहुत सारे विशाल बीज पैदा करें और आप पीटीए-पता लगाए गए सिग्नल का अधिक उत्पादन करेंगे। बहुत कम पैदा करें, और आपको बाद में इन सुपरमैसिव ब्लैक होल्स को कुशलता से इकट्ठा करने के लिए अन्य स्रोतों की आवश्यकता होगी,' घोडला ने कहा। हेलो द्रव्यमान के आधार पर, 10^-2 से 10^-1 Mpc^-3 के आसपास बीज घनत्व देखी गई सीमा से अधिक होगा।

यह पीटीए को 10 से अधिक रेडशिफ्ट पर आबादी की जांच करने की एक अप्रत्याशित क्षमता देता है - प्राचीन वस्तुएं जिनके वंशज आज हम जो तरंगें देखते हैं उन्हें बनाते हैं। गणना यह भी पुष्टि करती है कि लगभग 10^9 सौर द्रव्यमान से अधिक कुल ब्लैक होल द्रव्यमान वाले बाइनरी सिग्नल पर हावी हैं।

इसलिए, अगली बार जब आप ब्रह्मांडीय गुंजन सुनें, तो याद रखें: यह ब्रह्मांड के पहले सुपरमैसिव ब्लैक होल्स की गुरुत्वाकर्षण-तरंग छाप हो सकती है, जो डार्क-मैटर-संचालित सितारों से पैदा हुए हैं। किसे पता था कि ब्रह्मांड की उत्पत्ति इतनी नाटकीय थी?