What are Little Red Dots in astronomy?

Little Red Dots (LRDs) are compact, red, distant objects discovered by JWST in the early universe. Astronomers believe they are rapidly growing black holes surrounded by dense gas, existing 600 million to 1.6 billion years after the Big Bang.

How far away are these black holes JWST found?

The four paired sets are at redshifts of approximately six, meaning we are seeing them as they were 12.5 to 12.8 billion years ago — when the universe was less than 10 percent of its current age.

When will these black hole pairs merge?

That cannot be determined from a single observation. Black holes separated by a few thousand light-years require millions of years to spiral together and merge. The observations show proximity, not an imminent collision date.

Will the black hole mergers produce detectable gravitational waves?

Yes, but at very low frequencies. LIGO and Virgo cannot detect them; ESA's planned LISA space observatory, targeting launch in the 2030s, is designed specifically to capture gravitational waves from supermassive black hole mergers.

JWST ने प्रारंभिक ब्रह्मांड के आठ ब्लैक होल जोड़ों में समूहित और एकत्रित होते हुए पकड़े

आठ प्राचीन ब्लैक होल जोड़े में पाए गए हैं, और इस खोज ने प्रारंभिक ब्रह्मांड के बारे में हमारी पिछली समझ को बदल दिया है। जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) ने ‘लिटिल रेड डॉट्स‘ नामक रहस्यमय वस्तुओं के चार जोड़े खोजे हैं, जहां प्रत्येक जोड़ा केवल कुछ हज़ार से लेकर दसियों हज़ार प्रकाश-वर्षों की दूरी पर स्थित है – उस समय जब ब्रह्मांड की आयु एक अरब वर्ष से भी कम थी। इतने सारे निकट पड़ोसियों का संयोगवश मिलना लगभग असंभव माना जा रहा है। ये एक-दूसरे की ओर बढ़ रहे हैं, और जब अंततः ये विलय करेंगे, तो खगोलविदों का मानना है कि यह टक्कर ब्रह्मांड विज्ञान के सबसे गहरे अनुत्तरित प्रश्नों में से एक को सुलझाने में मदद करेगी।

पहेली यह है: ब्रह्मांड के अस्तित्व के पहले अरब वर्षों के भीतर, ब्लैक होल किसी तरह लाखों या अरबों सूर्यों के बराबर द्रव्यमान जमा कर लेते थे। ब्लैक होल की वृद्धि का मानक मॉडल – जिसमें पदार्थ लंबे समय तक धीरे-धीरे अंदर गिरता है – उस गति की व्याख्या करने में असमर्थ है। उन्हें किसी और चीज़ ने पोषित किया होगा। अब बढ़ते सबूत ब्लैक होल के बीच विलय को लुप्त अवयव बताते हैं, और ये चार जोड़े पहला प्रत्यक्ष दृश्य प्रमाण हो सकते हैं कि विलय सही स्थान और समय पर हो रहे थे।

लिटिल रेड डॉट्स क्या हैं?

जब से JWST ने वैज्ञानिक संचालन शुरू किया है, इसने एक ऐसी वस्तुओं की श्रेणी का पता लगाया है जिसकी किसी ने कल्पना नहीं की थी: संहत, अत्यंत लाल, अत्यधिक दूरस्थ स्रोत जो प्रारंभिक ब्रह्मांड की हर तस्वीर में दिखाई देते हैं। खगोलविदों ने इन्हें लिटिल रेड डॉट्स (LRDs) नाम दिया। अब तक 300 से अधिक ऐसी वस्तुएं सूचीबद्ध की जा चुकी हैं। ये मुख्यतः बिग बैंग के लगभग 600 मिलियन से 1.6 अरब वर्ष बाद के समय में मौजूद हैं – जो लगभग छह के रेडशिफ्ट के अनुरूप है – और इनका लाल रंग तथा चमक गैस और धूल के घने बादलों से घिरे सक्रिय रूप से भोजन कर रहे ब्लैक होल की ओर इशारा करते हैं। प्रत्येक ब्लैक होल उस दर से बढ़ रहा है जो आज के मानकों के हिसाब से अत्यधिक मानी जाएगी।

शुरू से ही LRDs को जिस चीज़ ने पहेली बनाया, वह केवल उनकी वृद्धि दर नहीं बल्कि उनकी भारी संख्या थी। उस युग की ब्रह्मांडीय स्थितियों के आधार पर भविष्यवाणियों के अनुसार, इनकी संख्या बहुत कम होनी चाहिए थी। उनकी प्रचुरता अभी भी पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है, लेकिन टोक्यो विश्वविद्यालय में कावली इंस्टिट्यूट फॉर द फिज़िक्स एंड मैथेमेटिक्स ऑफ़ द यूनिवर्स (Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe at the University of Tokyo) के स्नातक छात्र ताकुमी एस. तनाका (Takumi S. Tanaka) और प्रोफेसर जॉन डी. सिल्वरमैन (John D. Silverman) को संदेह था कि क्लस्टरिंग – यानी LRDs का एक-दूसरे के पास अधिक बनना – इसका एक हिस्सा हो सकता है।

खगोलविदों ने कैसे खोजे ये जोड़े

तनाका और सिल्वरमैन ने JWST की अवरक्त छवियों का विश्लेषण किया, जिसमें उन्होंने ऐसे LRDs की तलाश की जो किसी दूसरे LRD के असामान्य रूप से निकट दिखाई देते हों। चुनौती यह है कि प्रारंभिक ब्रह्मांड में कई स्रोत हैं, और दो वस्तुएं केवल इसलिए पास-पास दिखाई दे सकती हैं क्योंकि दृष्टि रेखा एक घने क्षेत्र से गुज़रती है। संयोगजनक संरेखणों को खारिज करने के लिए, टीम ने गणना की कि यदि LRDs पूरे आकाश में यादृच्छिक रूप से वितरित हों, तो ऐसे निकट जोड़े कितनी बार दिखाई देंगे।

उन्हें चार जोड़े मिले। इनके बीच की दूरी कुछ हज़ार से लेकर दसियों हज़ार प्रकाश-वर्ष तक थी – ये दूरियाँ मानवीय मानकों में बड़ी हैं, लेकिन ब्रह्मांडीय दृष्टि से अत्यंत छोटी हैं। स्वयं आकाशगंगा (मिल्की वे) का विस्तार लगभग 100,000 प्रकाश-वर्ष है। ब्रह्मांडीय पैमाने पर ये जोड़े लगभग एक-दूसरे को छू रहे हैं। यह संभावना कि ये चारों जोड़े संयोग से बने हों, सांख्यिकीय रूप से असंभव पाई गई, जिससे टीम ने निष्कर्ष निकाला कि LRDs वास्तव में कुछ किलोपारसेक के पैमाने पर समूह बनाते हैं। दूसरे शब्दों में, वे यादृच्छिक रूप से नहीं बनते: वे एक-दूसरे के पास बनते हैं, और जब ऐसा होता है, तो वे टकराव की ओर अग्रसर दिखाई देते हैं।

ब्लैक होल विलय ब्रह्मांड विज्ञान के लिए क्यों महत्वपूर्ण हैं

जब इस तरह के दो विशाल पिंड एक-दूसरे के इतने निकट परिक्रमा या गिर रहे हों, तो गुरुत्वाकर्षण बाकी काम करता है। आकाशगंगाओं के विलय से गैस दोनों केंद्रीय ब्लैक होल की ओर खिंचती है, जिससे उनकी वृद्धि में तेज़ी आती है। ब्लैक होल अंततः एक सर्पिल में एक-दूसरे में विलीन होते हैं, जिससे गुरुत्वाकर्षण तरंगों का एक विशाल विस्फोट होता है, और विलय के बाद बनी वस्तु को दोनों पूर्वजों का संयुक्त द्रव्यमान विरासत में मिलता है। यदि पहले अरब वर्षों में LRDs नियमित रूप से विलय कर रहे थे, तो यह प्रक्रिया उन असाधारण द्रव्यमानों की व्याख्या कर सकती है जो सुपरमैसिव ब्लैक होल ने उस समय तक जमा कर लिए थे जब ब्रह्मांड अपेक्षाकृत युवा था।

इन प्रेक्षणों से पहले, स्थिर अभिवृद्धि (steady accretion) का सिद्धांत हावी था: पदार्थ सर्पिलाकार रूप से अंदर गिरता है, एक्स-रे के रूप में ऊर्जा छोड़ता है, और ब्लैक होल धीरे-धीरे मोटा होता जाता है। यह मॉडल आधुनिक ब्रह्मांड में काम करता है। प्रारंभिक ब्रह्मांड में, यह एक समय की समस्या में फंस जाता है – अकेली अभिवृद्धि के लिए उन राक्षसों का निर्माण करने के लिए पर्याप्त समय ही नहीं था जिन्हें खगोलविद अब प्राचीन आकाशगंगाओं के केंद्रों में खोज रहे हैं। विलय अधिक तेज़ होते हैं, और तनाका तथा सिल्वरमैन का तर्क है कि ये चार जोड़े शायद वही विलय हैं जो निर्माण के दौरान पकड़े गए हैं।

यह अध्ययन क्या तय नहीं करता

यह शोधपत्र क्लस्टरिंग स्थापित करता है, पुष्ट विलय नहीं। ये चार जोड़े ब्रह्मांडीय मानकों से अत्यधिक निकट हैं, लेकिन क्या इनमें से कोई वास्तव में टकराएगा – और किस समय-सीमा में – यह एकल छवियों के सेट से निर्धारित नहीं किया जा सकता। खगोलविद एक ऐसी घटना को नहीं देख सकते जो लाखों वर्षों में घटित होती है, एक दूरबीन के जीवनकाल में।

यह अध्ययन पुष्ट स्पेक्ट्रोस्कोपिक रेडशिफ्ट वाले LRDs के अपेक्षाकृत छोटे नमूने पर आधारित है, जिसका अर्थ है कि उनकी दूरियाँ अच्छी तरह स्थापित हैं। JWST संग्रह में कई अन्य LRD उम्मीदवारों में वह पुष्टि नहीं है; पूरी आबादी में वास्तविक जोड़ा अनुपात इन चार जोड़ों से अधिक या कम हो सकता है। टीम स्वीकार करती है कि अतिरिक्त JWST प्रेक्षण और सांख्यिकीय अनुवर्ती कार्रवाई आवश्यक है, इससे पहले कि विलय परिदृश्य को एक मजबूर परिकल्पना के बजाय स्थापित विज्ञान माना जा सके।

इसके अलावा, LRDs मूल रूप से क्या हैं, इस पर एक खुला प्रश्न है। अधिकांश सबूत सक्रिय रूप से बढ़ रहे ब्लैक होल की ओर इशारा करते हैं, लेकिन कुछ शोधकर्ताओं ने प्रस्तावित किया है कि कम से कम कुछ LRDs अत्यंत संहत और धूल भरी तारा-निर्माण करने वाली आकाशगंगाएँ हैं, बिल्कुल भी ब्लैक होल नहीं। यदि यह यहाँ पहचाने गए किसी भी जोड़े के लिए सही निकला, तो विलय की व्याख्या में महत्वपूर्ण बदलाव आएगा।

लिटिल रेड डॉट्स के बारे में अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

इन वस्तुओं को लिटिल रेड डॉट्स क्यों कहा जाता है?

यह नाम विशुद्ध रूप से वर्णनात्मक है। JWST के अवरक्त कैमरे इन्हें प्रारंभिक ब्रह्मांड की पृष्ठभूमि में छोटे, संहत, अत्यधिक लाल स्रोतों के रूप में पकड़ते हैं। इनका रंग अत्यधिक दूरियों के कारण आता है – ब्लैक होल के चारों ओर ऊर्जावान गैस से निकलने वाली पराबैंगनी रोशनी पृथ्वी तक पहुँचते-पहुँचते अवरक्त में रेडशिफ्ट हो जाती है – और संभवतः आसपास की धूल द्वारा लाल होने के कारण भी।

ये ब्लैक होल कितनी दूर हैं?

ये चार जोड़े लगभग छह के रेडशिफ्ट पर स्थित हैं, जो 12.5 से 12.8 अरब वर्षों के लुकबैक समय के अनुरूप है। ब्रह्मांड स्वयं लगभग 13.8 अरब वर्ष पुराना है, जिसका मतलब है कि हम इन वस्तुओं को उस समय देख रहे हैं जब ब्रह्मांड अपनी वर्तमान आयु के 10 प्रतिशत से भी कम था।

ये जोड़े वास्तव में कब विलय होंगे?

यह एक समय-स्नैपशॉट से निर्धारित नहीं किया जा सकता। कुछ हज़ार प्रकाश-वर्षों से अलग ब्लैक होल गुरुत्वाकर्षण रूप से बंधे होते हैं, लेकिन उन्हें एक-दूसरे में सर्पिल होने और विलय करने में लाखों वर्ष लगते हैं। प्रेक्षण जो दिखाते हैं वह निकटता है – विलय की समय-सीमा नहीं।

क्या इससे पृथ्वी से पता लगाने योग्य गुरुत्वाकर्षण तरंगें उत्पन्न होंगी?

अंततः, यदि और जब ये विलय पूरे होंगे, तो वे बहुत कम आवृत्तियों पर गुरुत्वाकर्षण तरंगें छोड़ेंगे – जो LIGO और Virgo द्वारा पता लगाई जाने वाली तरंगों से कहीं नीचे होंगी। लेज़र इंटरफेरोमीटर स्पेस एंटीना (LISA), जो वर्तमान में ESA द्वारा विकसित किया जा रहा है और 2030 के दशक में प्रक्षेपित होने की योजना है, को प्रारंभिक ब्रह्मांड में सुपरमैसिव ब्लैक होल विलय से ठीक इसी प्रकार के संकेत को पकड़ने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

तनाका और सिल्वरमैन का यह शोधपत्र उनकी ‘हिडन इन पिक्सल्स’ (Hidden in Pixels) श्रृंखला का पहला भाग है, जो संपूर्ण LRD आबादी में क्लस्टरिंग पैटर्न का मानचित्रण करने के लिए JWST डेटा का उपयोग करेगी। उम्मीदवार जोड़ों की स्पेक्ट्रोस्कोपिक दूरियों की पुष्टि करने और जोड़े गए ब्लैक होल के बीच चल रही अंतःक्रिया के संकेतों की खोज के लिए अनुवर्ती प्रेक्षणों की योजना बनाई गई है। जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप चार वर्षों से परिचालन में है, और प्रत्येक नए डेटासेट के साथ, प्रारंभिक ब्रह्मांड ऐसी संरचनाओं और प्रक्रियाओं को प्रकट करता है जिनकी JWST के प्रक्षेपण से पहले किसी भी मॉडल ने इस विस्तार से भविष्यवाणी नहीं की थी।

सन्दर्भ: Tanaka, T.S. et al., “Hidden in Pixels. I. Discovery of dual ‘little red dots’ indicates excess clustering on kilo-parsec scales,” Publications of the Astronomical Society of Japan, 2026. DOI: 10.1093/pasj/psag092

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