S301 आकाशगंगा का सबसे तेज़ तारा है और धनु A* का घूर्णन पहली बार माप सकता है

कुछ ऐसा है जो हमारी आकाशगंगा के केंद्रीय ब्लैक होल की इतनी तेज़ और इतनी नज़दीकी परिक्रमा कर रहा है कि घूर्णनशील वस्तुओं का भौतिकी — केवल विशाल वस्तुओं का नहीं — आखिरकार परीक्षण योग्य हो जाता है। S301, जिसे Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics की एक टीम ने European Southern Observatory के VLTI का उपयोग करके पहचाना है, धनु A* (Sagittarius A*) के 1.78 अरब किलोमीटर के भीतर से गुज़रता है — यह दूरी सूर्य और शनि के बीच की दूरी के बराबर है। यह लगभग 25,000 किमी/सेकंड यानी प्रकाश की गति के 8% की रफ़्तार से ऐसा करता है। आकाशगंगा के इस क्षेत्र में ट्रैक किए गए किसी भी अन्य तारे ने इतनी तेज़ रफ़्तार या इतनी नज़दीकी नहीं दिखाई है।

जो चीज़ S301 को आकाशगंगा के केंद्र के पास अन्य तेज़ गति वाले तारों से अलग करती है, वह केवल गति नहीं है — बल्कि परिणाम है। उस नज़दीकी पर, आइंस्टीन का सामान्य सापेक्षता सिद्धांत भविष्यवाणी करता है कि घूर्णनशील ब्लैक होल अपने चारों ओर के स्पेसटाइम को अपने साथ खींचता है, जिसे फ्रेम-ड्रैगिंग या लेंस-थिरिंग प्रभाव कहते हैं। चूंकि S301 इस क्षेत्र में इतना गहराई से प्रवेश करता है, इसलिए इसकी कक्षा में धनु A* के घूर्णन की गति के मापनीय निशान होने चाहिए। यह किसी भी ज्ञात तारे के साथ पहले कभी संभव नहीं हुआ।

“इस तारे की मदद से हम अगले 10 वर्षों के भीतर ब्लैक होल के घूर्णन को मापने की उम्मीद करते हैं,” फेलिक्स मैंग (Felix Mang) ने कहा, जो अध्ययन के प्रमुख लेखक और Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics में शोधकर्ता हैं। वर्तमान में धनु A* के घूर्णन का कोई प्रत्यक्ष माप मौजूद नहीं है। S301 ऐसा माप प्रदान कर सकता है।

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एक अलग श्रेणी का S तारा

धनु A* के चारों ओर तेज़ गति वाले तारों का एक समूह है जिसे S तारे कहा जाता है, जो तीन दशकों में सूचीबद्ध किए गए हैं और ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण प्रभाव को मैप करने में उपयोग किए जाते हैं। सबसे प्रसिद्ध S2 ने पहला प्रत्यक्ष सबूत दिया कि धनु A* का द्रव्यमान चार मिलियन सौर द्रव्यमान है — यह कार्य जिसके लिए रेनहार्ड गेंज़ेल (Reinhard Genzel) और एंड्रिया गेज़ (Andrea Ghez) को 2020 का नोबेल पुरस्कार मिला। S2 अपने निकटतम बिंदु पर लगभग 7,650 किमी/सेकंड की गति तक पहुँचता है, जो प्रकाश की गति का लगभग 2.5% है, और 16 वर्षीय कक्षा में घूमता है।

S301 8.7 वर्षों में एक पूर्ण कक्षा पूरी करता है — यह आधे से भी कम समय — और निकटतम बिंदु पर S2 की अपनी पेरीसेंटर गति से तीन गुना तेज़ चलता है। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि यह धनु A* से लगभग 12 खगोलीय इकाइयों की दूरी से गुज़रता है, जो पहले से ज्ञात किसी भी S तारे की तुलना में लगभग आठ गुना करीब है। उस दूरी पर, सामान्य सापेक्षतावादी प्रभाव केवल मौजूद नहीं होते; वे कक्षा में उस दर से जमा होते हैं जिसे Paranal के उपकरण साल-दर-साल ट्रैक कर सकते हैं।

यह खोज GRAVITY+ का उपयोग करके की गई, जो चिली में ESO के Paranal वेधशाला में मूल GRAVITY इंटरफेरोमीटर का अगली पीढ़ी का उन्नयन है। GRAVITY+ चार 8.2-मीटर दूरबीनों से प्रकाश को मिलाकर इतना कोणीय रिज़ॉल्यूशन प्राप्त करता है जो आकाशगंगा के केंद्र के चारों ओर घने, धूल-धूसरित तारा समूह के भीतर अलग-अलग तारों को पहचानने के लिए आवश्यक है। कई प्रेक्षण अवधियों में S301 की स्थिति को ट्रैक करके, टीम ने इसकी पूरी कक्षा को इतनी सटीकता से पुनर्निर्मित किया कि पेरीसेंटर दूरी और अधिकतम वेग स्थापित हो सके।

घूर्णन क्यों मायने रखता है

धनु A* का द्रव्यमान वर्षों से ज्ञात है। लेकिन द्रव्यमान केवल दो मूलभूत गुणों में से एक है जो एक ब्लैक होल में हो सकता है, साथ ही विद्युत आवेश — जिससे खगोलभौतिकीय ब्लैक होल वास्तविक वातावरण में जल्दी छुटकारा पा लेते हैं। शेष गुण है घूर्णन। आइंस्टीन के क्षेत्र समीकरणों के केर समाधान के अनुसार, एक घूर्णनशील ब्लैक होल कोणीय संवेग रखता है, और वह घूर्णन अपने चारों ओर स्पेसटाइम की ज्यामिति को इस तरह आकार देता है जो केवल द्रव्यमान से उत्पन्न होने वाले प्रभावों से परे होता है।

धनु A* कितनी तेज़ी से घूमता है, और किस दिशा में, यह इसके घटना क्षितिज की संरचना और आस-पास की किसी भी चीज़ की कक्षाओं को नियंत्रित करता है। अप्रत्यक्ष तरीकों — 2022 के Event Horizon Telescope छवि में देखे गए अभिवृद्धि डिस्क उत्सर्जन के मॉडलिंग — से वर्तमान अनुमान बताते हैं कि यह संभवतः मध्यम दर पर घूमता है, लेकिन अनिश्चितताएं इतनी बड़ी हैं कि वे अधिकांश अनुमत सीमा को कवर कर लेती हैं। S301 की कक्षीय पुरस्सरण (precession) से माप पहला प्रत्यक्ष निर्धारण होगा।

लेंस-थिरिंग प्रभाव एक घूर्णनशील पिंड के चारों ओर एक तारे की कक्षा के तल को पुरस्सरित (precess) करने का कारण बनता है — अर्थात धीरे-धीरे घूमने — उस दर पर जो ब्लैक होल के घूर्णन पैरामीटर के अनुसार बदलती है। S301 के लिए, टीम गणना करती है कि यह पुरस्सरण आने वाले वर्षों में GRAVITY+ से प्रेक्षणों के दौरान एक पहचान योग्य स्तर तक जमा हो जाएगा।

डेटा अभी तक क्या तय नहीं करता

कई महत्वपूर्ण सीमाएँ लागू होती हैं। S301 की कक्षा — इसकी गति, अवधि और पेरीसेंटर दूरी — अब अच्छी तरह से स्थापित है। फ्रेम-ड्रैगिंग पुरस्सरण का अभी तक पता नहीं चला है; यह एक भविष्य का माप है जिसके लिए तारे को धनु A* के चारों ओर कई और चक्करों में देखने की आवश्यकता है।

आकाशगंगा का केंद्र खगोलभौतिकीय मानकों के अनुसार पर्यावरणीय रूप से भी शोरगुल वाला है। इस क्षेत्र में तारों, गैस और डार्क मैटर का वितरण न्यूटोनियन गुरुत्वाकर्षणीय गड़बड़ी उत्पन्न करता है जो कक्षा को इस तरह से स्थानांतरित कर सकती है जो सापेक्षतावादी पुरस्सरण की नकल करता है। लेंस-थिरिंग सिग्नल को निकालने के लिए इन योगदानों को मॉडल और घटाने की आवश्यकता है, जो अंतिम माप में जटिलता और अनिश्चितता जोड़ता है।

अंत में, S301 की खोज स्वयं और अधिक सावधानी से खोज करने का संकेत है। धनु A* के चारों ओर का आंतरिक तारा समूह धूल से भारी रूप से धुंधला है, और GRAVITY+ केवल इतनी दूर तक जांच कर सकता है। यह संभावना बनी हुई है कि अतिरिक्त तारे और भी करीब परिक्रमा कर रहे हों, जिनकी कक्षीय हस्ताक्षरों में मजबूत या भिन्न सापेक्षतावादी छापें हों।

S301 और धनु A* के बारे में सामान्य प्रश्न

वैज्ञानिकों ने आकाशगंगा के केंद्र के इतने करीब एक तारा कैसे खोजा? Very Large Telescope Interferometer का GRAVITY+ उपकरण चार 8-मीटर दूरबीनों से प्रकाश को मिलाकर वह रिज़ॉल्यूशन प्राप्त करता है जो धनु A* के चारों ओर घने समूह में अलग-अलग तारों को पहचानने के लिए आवश्यक है। कई वर्षों में छोटे स्थितिगत बदलावों को ट्रैक करके, टीम ने S301 की पूरी कक्षा का पुनर्निर्माण किया।

फ्रेम-ड्रैगिंग क्या है, और यह क्यों मायने रखता है? एक घूर्णनशील द्रव्यमान अपने चारों ओर स्पेसटाइम के ताने-बाने को खींचता है — घूर्णन जितनी तेज़, खिंचाव उतना ही मजबूत। एक घूर्णनशील ब्लैक होल के करीब, यह आस-पास की वस्तुओं के कक्षीय पथों को इस तरह बदलता है जो घूर्णन की परिमाण और दिशा दोनों पर निर्भर करता है। इसे एक तारे की कक्षा से मापने से ब्लैक होल के कोणीय संवेग का प्रत्यक्ष पाठ्यांक मिलता है — ऐसा कुछ जो वर्तमान में कोई अन्य तरीका धनु A* के लिए हासिल नहीं कर पाया है।

S301 धनु A* के पास अन्य S तारों की तुलना में कैसा है? सबसे अधिक अध्ययनित S तारा S2, 16-वर्षीय चक्र पर लगभग 100 खगोलीय इकाइयों के निकटतम दृष्टिकोण तक पहुँचता है। S301 8.7 वर्षों में, पेरीसेंटर गति के तीन गुना पर, आठ गुना करीब पहुँचता है। निकटता और छोटी अवधि का यह संयोजन इसे फ्रेम-ड्रैगिंग के प्रति अद्वितीय रूप से संवेदनशील बनाता है।

क्या यह हमारी आकाशगंगा के ब्लैक होल के बारे में हमारी जानकारी को बदल देगा? धनु A* का घूर्णन वर्तमान में प्रत्यक्ष माप से अप्रतिबंधित है। इसे निर्धारित करने से हमारी आकाशगंगा के केंद्रीय ब्लैक होल का मूल भौतिक विवरण पूरा हो जाएगा और एक मजबूत-क्षेत्र, घूर्णनशील वातावरण में सामान्य सापेक्षता के परीक्षण खुलेंगे, जहां तारकीय कक्षाएँ पहले कभी नहीं पहुँची हैं।

GRAVITY+ के साथ प्रेक्षण कई S301 कक्षीय अवधियों तक जारी रहेंगे। टीम को उम्मीद है कि फ्रेम-ड्रैगिंग पुरस्सरण लगभग एक दशक के भीतर पहचान योग्य स्तर तक पहुँच जाएगा — यह एक समयरेखा इतनी छोटी है कि संभावना है कि वही उपकरण और टीम जिसने S301 को खोजा, स्वयं घूर्णन का माप कर लेगी।

संदर्भ: Mang et al., “S301: a new S star orbiting close to Sagittarius A*,” Nature, 2026. DOI: 10.1038/s41586-026-10894-w

टैग: black holes, Sagittarius A*, ESO, frame-dragging, S301

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