A Star's Death by a Thousand Cuts: The Runaway Periodic Eruptions of AT2023uqm

अधिकांश आकाशगंगाओं के हृदय में एक सुपरमैसिव ब्लैक होल स्थित होता है, जो एक ऐसा गुरुत्वाकर्षण दैत्य है जिसका खिंचाव इतना शक्तिशाली होता है कि वह पास आने वाली किसी भी चीज़ को नष्ट कर सकता है। जब कोई तारा इस खतरनाक क्षेत्र में भटक जाता है, तो ब्लैक होल के ज्वारीय बल (tidal forces) तारे को खींचकर उसे एक हिंसक घटना में छिन्न-भिन्न कर देते हैं, जिसे 'टाइडल डिसरप्शन' (tidal disruption) कहा जाता है। आमतौर पर, यह एक बार होता है, और तारा प्रकाश की एक एकल, शानदार चमक के साथ समाप्त हो जाता है जो समय के साथ फीकी पड़ जाती है। हालाँकि, यदि कोई तारा एक विशिष्ट, लूपिंग पथ पर है जो उसे पूरी तरह से नष्ट होने से पहले बार-बार ब्लैक होल के करीब लाता है, तो वह पहली मुठभेड़ में जीवित बच सकता है। हर बार जब वह वापस आता है, तो ब्लैक होल तारे की एक और परत को छील देता है, जिससे आवधिक फ्लेयर्स (periodic flares) की एक श्रृंखला उत्पन्न होती है। यह घटना, जिसे 'रिपीटिंग पार्शियल टाइडल डिसरप्शन' कहा जाता है, खगोलविदों को एक तारे को कई वर्षों में धीरे-धीरे, टुकड़ा-दर-टुकड़ा खाए जाने के दृश्य को देखने का एक दुर्लभ अवसर प्रदान करती है।

खगोलविदों की एक टीम ने अब इस प्रक्रिया का एक शानदार उदाहरण पहचाना है, जिसे AT2023uqm नामक एक ब्रह्मांडीय घटना का नाम दिया गया है। लगभग 2.5 बिलियन प्रकाश वर्ष दूर एक आकाशगंगा में स्थित, इस क्षणिक वस्तु (transient object) को कम से कम पांच अलग-अलग प्रकाश विस्फोटों के साथ देखा गया है। इस खोज को जो चीज़ अद्वितीय बनाती है वह न केवल इसकी पुनरावृत्ति है, बल्कि विस्फोटों का व्यवहार भी है। अन्य ज्ञात मामलों के विपरीत, जहाँ फ्लेयर्स लगभग समान चमक बनाए रखते हैं, AT2023uqm के फ्लेयर्स प्रत्येक गुजरते चक्र के साथ काफी चमकीले होते जा रहे हैं। इन विस्फोटों में निकलने वाली ऊर्जा एक अनियंत्रित रूप में बढ़ रही है, जो यह सुझाव देती है कि तारा प्रत्येक कक्षा के साथ अधिक कुशलता से द्रव्यमान खो रहा है। यह पैटर्न पूर्ण विनाश की ओर बढ़ती एक टूटती हुई स्थिति में एक तारे के पूर्ण विनाश की ओर बढ़ने का पहला स्पष्ट प्रमाण प्रदान करता है, जो वास्तविक समय में यह दिखाता है कि ये ब्रह्मांडीय टकराव कैसे विकसित होते हैं।

इस खोज की शुरुआत 2023 के अंत में हुई जब स्वचालित आकाश सर्वेक्षणों (automated sky surveys) ने सबसे पहले एक दूरस्थ आकाशगंगा के केंद्र में अचानक चमक देखी। प्रारंभ में, इस घटना को एक सक्रिय गैलेक्टिक न्यूक्लियस (active galactic nucleus) का एक मानक फ्लेयर माना गया था, जो आकाशगंगाओं के केंद्रों में होने वाली एक सामान्य प्रकार की ऊर्जावान गतिविधि है। हालाँकि, जब शोधकर्ताओं ने पिछले वर्षों के पुराने डेटा की जांच की, तो उन्हें एक पैटर्न मिला: आकाशगंगा कम से कम 2019 से लगभग हर 527 दिनों में चमक रही थी। इस नियमितता ने एक यादृच्छिक गतिविधि के बजाय, केंद्रीय ब्लैक होल के चारों ओर एक तंग, दीर्घवृत्ताकार कक्षा (elliptical orbit) पर स्थित एक एकल तारे की ओर संकेत किया। इसकी पुष्टि करने के लिए, टीम ने दृश्य प्रकाश, पराबैंगनी, एक्स-रे और रेडियो तरंगों के प्रति संवेदनशील विभिन्न दूरबीनों का उपयोग करते हुए एक व्यापक फॉलो-अप अभियान शुरू किया। उन्होंने 2025 में पांचवें और सबसे हालिया फ्लेयर को कैद किया, जिससे डेटा का एक विशाल भंडार प्राप्त हुआ जिसने उन्हें इस घटना का अभूतपूर्व विवरण के साथ अध्ययन करने की अनुमति दी।

लाइट कर्व्स (light curves), जो किसी वस्तु की चमक में समय के साथ होने वाले परिवर्तन को ट्रैक करते हैं, ने प्रत्येक फ्लेयर के लिए एक आश्चर्यजनक द्वि-शिखर (double-peaked) संरचना का खुलासा किया। एक एकल सुचारू उतार-चढ़ाव के बजाय, प्रत्येक विस्फोट ने दो अलग-अलग चमक के उभार दिखाए जो एक गिरावट से अलग थे। यह आकार विभिन्न फ्लेयर्स में लगातार दिखाई दिया, जो एक विशिष्ट भौतिक तंत्र की उपस्थिति का सुझाव देता है। शोधकर्ताओं ने समय का विश्लेषण किया और पाया कि दो शिखरों के बीच का अंतराल लगभग 20 दिन था, जबकि एक पूर्ण फ्लेयर के शुरू होने और अगले के बीच का समय लगभग 527 दिन था। यह सटीक समय, विस्फोटों की बढ़ती ऊर्जा के साथ मिलकर, इस विचार का पुरजोर समर्थन करता है कि तारा एक अनियंत्रित प्रक्रिया में द्रव्यमान खो रहा है। डेटा इंगित करता है कि तारा प्रत्येक चक्कर के साथ अधिक सामग्री छोड़ रहा है, जिससे बाद के फ्लेयर्स अधिक चमकदार हो जाते हैं।

स्पेक्ट्रोस्कोपिक विश्लेषण (spectroscopic analysis), जो गैस की रासायनिक संरचना और गति को प्रकट करने के लिए प्रकाश को उसके घटक रंगों में तोड़ता है, ने और भी सुराग प्रदान किए। फ्लेयर्स से निकलने वाले प्रकाश ने आयरन और अन्य तत्वों के मजबूत उत्सर्जन रेखाओं (emission lines) के साथ-साथ उच्च गति से चलती गैस के संकेतों को दिखाया। ये विशेषताएं एक मरते हुए तारे के मानक विस्फोट के बजाय, ब्लैक होल के पास के तीव्र वातावरण में एक तारे के फटने के अनुरूप हैं। स्पेक्ट्रा ने यह भी दिखाया कि ब्लैक होल के आसपास की गैस विस्फोटों के प्रति प्रतिक्रिया कर रही थी, जिसमें कुछ रेखाएं फ्लेयर्स के मंद होने के साथ फीकी पड़ गईं। प्रकाश और गैस के बीच यह संबंध पुष्टि करता है कि यह घटना तारे और ब्लैक होल के बीच की परस्पर क्रिया से प्रेरित है।

इस खोज द्वारा उठाया गया सबसे दिलचस्प प्रश्न स्वयं तारे की प्रकृति है। एक फ्लेयर में दो शिखरों के बीच के समय और कुल कक्षीय अवधि का अत्यधिक अनुपात यह सुझाव देता है कि तारा एक विशाल (giant) तारा हो सकता है, जिसकी त्रिज्या एक विशिष्ट सूर्य जैसे तारे की तुलना में दस गुना अधिक है। यदि तारा एक सामान्य, सघन मुख्य-अनुक्रम (main-sequence) वाला तारा होता, तो शिखरों का समय तब तक मेल नहीं खाता जब तक कि वह बहुत विशिष्ट, असामान्य कक्षा में न हो या ब्लैक होल के चारों ओर गैस के पूर्व-मौजूद डिस्क के साथ परस्पर क्रिया न कर रहा हो। हालांकि डेटा बहुत विशिष्ट परिस्थितियों में एक मुख्य-अनुक्रम तारे की संभावना की अनुमति देता है, सबसे सीधा स्पष्टीकरण यह है कि विखंडित वस्तु एक विकसित विशाल तारा (evolved giant star) है। यह अंतर महत्वपूर्ण है क्योंकि यह तारे के भविष्य के बारे में हमारी समझ को बदल देता है। एक विशाल तारे का एक सघन कोर होता है जो लंबे समय तक जीवित रह सकता है, जिससे फ्लेयर्स अंततः चरम पर पहुँच सकते हैं और फिर कम हो सकते हैं, जबकि एक मुख्य-अनुक्रम वाला तारा कुछ ही चक्रों में पूरी तरह से नष्ट हो जाएगा।

शोधकर्ताओं ने कई वैकल्पिक स्पष्टीकरणों को भी खारिज कर दिया है। उन्होंने इस संभावना पर विचार किया कि प्रकाश एक दूसरे के चारों ओर घूम रहे ब्लैक होल के जोड़े से आ रहा था, या आकाशगंगा के सक्रिय केंद्र के भीतर आंतरिक परिवर्तनशीलता से आ रहा था। हालाँकि, फ्लेयर्स की नियमितता, चमक बढ़ने का विशिष्ट तरीका, और द्वि-ब्लैक होल प्रणाली के अन्य संकेतों की कमी इन परिदृश्यों को असंभव बनाती है। साक्ष्य दृढ़ता से एक एकल तारे की ओर इशारा करते हैं जो एक बंधित कक्षा (bound orbit) में है, जो बार-बार ब्लैक होल के ज्वारीय त्रिज्या के किनारे को छू रहा है। यह निष्कर्ष इस तथ्य से पुष्ट होता है कि फ्लेयर्स चमकीले होते जा रहे हैं, एक ऐसा व्यवहार जिसे अन्य मॉडलों के साथ समझाना कठिन है लेकिन यह एक तारे के अनियंत्रित रूप से द्रव्यमान खोने के विचार के साथ पूरी तरह फिट बैठता है।

भविष्य की ओर देखते हुए, AT2023uqm की अनुमानित प्रकृति भविष्य के अवलोकनों के लिए एक अनूठा अवसर प्रदान करती। वर्तमान कक्षीय अवधि के आधार पर, अगले फ्लेयर के अगस्त 2026 के अंत के आसपास चरम पर पहुँचने की उम्मीद है। यह पूर्वानुमान क्षमता वैज्ञानिकों को घटना को विस्तार से पकड़ने के लिए अपने उपकरणों को तैयार करने की अनुमति देती है, जिससे संभावित रूप से चमक के उदय की शुरुआत को पकड़ा जा सके, जो पिछले चक्रों में छूट गया था। टीम का अनुमान है कि तारे के पास पूरी तरह से उपभोग किए जाने से पहले केवल एक या दो फ्लेयर्स बचे हो सकते हैं, जो इसके प्रारंभिक द्रव्यमान और ऊर्जा रूपांतरण की दक्षता पर निर्भर करता है। जैसे-जैसे तारा अपने अंतिम विनाश के करीब पहुँचता है, फ्लेयर्स और भी तीव्र हो सकते हैं, जो इस ब्रह्मांडीय नाटक का एक नाटकीय समापन प्रदान करेंगे।

यह खोज 'टाइम-डोमेन एस्ट्रोनॉमी' (time-domain astronomy) की शक्ति को उजागर करती है, जहाँ वैज्ञानिक घटनाओं को घटित होते हुए पकड़ने के लिए आकाश की निरंतर निगरानी करते हैं। दशकों के आर्काइवल रिकॉर्ड और कई तरंगदैर्ध्यों (wavelengths) के डेटा को जोड़कर, शोधकर्ता एक तारे को ब्लैक होल द्वारा धीरे-धीरे नष्ट किए जाने की कहानी को जोड़ने में सक्षम हुए। AT2023uqm ज्वारीय विखंडन (tidal disruption) के भौतिकी को समझने के लिए एक महत्वपूर्ण बेंचमार्क के रूप में कार्य करता है, जो आकाशगंगाओं के केंद्रों को आकार देने वाली हिंसक प्रक्रियाओं की एक दुर्लभ झलक प्रदान करता है। जैसे-जैसे अधिक संवेदनशील दूरबीनें ऑनलाइन आ रही हैं, खगोलविद अधिक से अधिक ऐसे दोहराव वाले आयोजनों को खोजने की आशा करते हैं, जिनमें से प्रत्येक हमारे ब्रह्मांड के गहरे हिस्सों में तारों और ब्लैक होल की परस्पर क्रिया की समझ में एक नया टुकड़ा प्रदान करता है।