ब्रह्मांड की सबसे तेज़ चमक के पीछे छिपे रहस्य

आसान शब्दों में

दूर अंतरिक्ष में कभी-कभी ऐसी चमक उठती है जो कुछ पलों से लेकर कई घंटों तक रह सकती है। वैज्ञानिकों को लगता था कि वे जानते हैं कि ये चमकें कैसे बनती हैं, लेकिन हाल की कुछ अनोखी घटनाओं ने उनकी समझ को चुनौती दी है। इनका अध्ययन करने से हमें सोने जैसे तत्वों की उत्पत्ति और पुरानी आकाशगंगाओं के विकास के बारे में सुराग मिल सकते हैं।

अंतरिक्ष की चमकदार फुहारें क्या हैं

ब्रह्मांड के किसी दूर-दराज़ हिस्से में कोई तारा ढह सकता है या दो बेहद घने तारों के अवशेष आपस में टकरा सकते हैं। ऐसी घटना से विकिरण और कणों की तेज़ धाराएँ निकलती हैं, जो लगभग प्रकाश की गति से दौड़ती हैं। यदि इनमें से कोई धारा पृथ्वी की दिशा में हो, तो अंतरिक्ष वेधशालाएँ गामा-किरणों की चमक दर्ज कर सकती हैं। ये बहुत ऊर्जावान किरणें हैं, जिन्हें हमारी आँखें नहीं देख सकतीं, लेकिन वे किसी अत्यंत शक्तिशाली ब्रह्मांडीय विस्फोट का पहला संकेत हो सकती हैं। चमक के बाद विस्फोट के आसपास का क्षेत्र एक्स-किरणों, दिखाई देने वाली रोशनी और रेडियो तरंगों समेत कई तरह की किरणें और तरंगें छोड़ता रहता है।

वे चमकें जिन्हें कभी परमाणु परीक्षण समझा गया

इन विस्फोटों का पता किसी ऐसी वेधशाला ने नहीं लगाया था जिसे दूर अंतरिक्ष की खोज के लिए बनाया गया हो। उनकी खोज शीत युद्ध के दौर के एक सैन्य कार्यक्रम के दौरान हुई। 1960 के दशक में अमेरिका ने वेला उपग्रह छोड़े थे। उनका काम पृथ्वी पर ऐसे संकेत ढूँढ़ना था जो परमाणु हथियारों के विस्फोट का पता दे सकें। 2 जुलाई 1967 को दो उपग्रहों ने एक अजीब संकेत दर्ज किया। पहली नज़र में वह परमाणु विस्फोट जैसा लगा, लेकिन विकिरण का ढंग पृथ्वी पर होने वाले परीक्षण से मेल नहीं खाता था और उसका स्रोत अंतरिक्ष में दिखाई दे रहा था।

उपग्रहों के आँकड़ों की जाँच करने पर वैज्ञानिकों को जुलाई 1969 से जुलाई 1972 के बीच दर्ज ऐसी 16 और घटनाएँ मिलीं। शुरुआत में यह जानकारी गोपनीय रखी गई। बाद में, यह पुष्टि हो जाने पर कि संकेत किसी छिपे हुए सोवियत परीक्षण के नहीं थे, 1973 में नतीजे सार्वजनिक किए गए। उस समय वैज्ञानिकों के पास इन घटनाओं का साफ़ जवाब नहीं था। उन्होंने इस घटना को गामा-किरण विस्फोट नाम दिया और इसके लिए जीआरबी संक्षिप्त नाम इस्तेमाल किया।

दशकों के दौरान नासा की कॉम्पटन गामा-किरण वेधशाला, यूरोपीय वेधशाला इंटीग्रल और बाद में नासा की फर्मी तथा स्विफ्ट वेधशालाओं ने हज़ारों विस्फोट दर्ज किए। इन अवलोकनों से पता चला कि ये न तो धरती पर हुए विस्फोटों के संकेत हैं, न ही कल्पना की उपज; ये दूर-दराज़ के खगोलीय पिंडों में होने वाली प्राकृतिक घटनाएँ हैं। आज वेधशालाएँ औसतन हर दिन ऐसा करीब एक विस्फोट पकड़ती हैं। फिर भी कई घटनाएँ हमारी नज़र से छूट जाती हैं, क्योंकि उनसे निकली धाराएँ हमारी ओर नहीं होतीं।

ये चमकें इतनी शक्तिशाली क्यों होती हैं

विस्फोट की ऊर्जा हर दिशा में बराबर नहीं फैलती। आम तौर पर माने जाने वाले चित्र के अनुसार, नए बने ब्लैक होल के पास से दो पतली धाराएँ निकलती हैं, जो एक-दूसरे की विपरीत दिशाओं में जाती हैं। उनमें बेहद गर्म पदार्थ और तेज़ गति से चलने वाले कण होते हैं, जो लगभग प्रकाश की गति से आगे बढ़ते हैं। माना जाता है कि इन कणों में इलेक्ट्रॉन और पॉज़िट्रॉन होते हैं, और संभव है कि प्रोटॉन भी हों। चुंबकीय क्षेत्र इन कणों को दिशा देने में मदद कर सकते हैं। आम तौर पर हम केवल वही धारा देख पाते हैं जिसका रास्ता संयोग से पृथ्वी के पास से गुज़रता है।

इन विस्फोटों की अवधि अलग-अलग होती है। लंबे समय तक वैज्ञानिकों ने उन्हें एक आसान वर्गीकरण के तहत दो प्रकारों में बाँटा: 2 सेकंड से कम चलने वाले छोटे विस्फोट और कई दर्जन सेकंड तक रहने वाले लंबे विस्फोट। छोटे विस्फोटों का संबंध अक्सर दो न्यूट्रॉन तारों के विलय से जोड़ा गया। न्यूट्रॉन तारे छोटे, बहुत घने तारकीय अवशेष होते हैं। लंबे विस्फोटों को आम तौर पर किसी विशाल तारे के ढहने से जोड़ा गया। दोनों ही स्थितियों में, नए बने ब्लैक होल के आसपास पदार्थ इकट्ठा हो सकता है। ब्लैक होल उस पदार्थ को अपने भीतर खींचता है या उसका कुछ हिस्सा तेज़ धाराओं में बाहर फेंकता है। उपलब्ध पदार्थ की मात्रा और उसके ब्लैक होल में गिरने की गति से तय होता है कि ये धाराएँ कितनी देर तक सक्रिय रहेंगी।

गामा-किरण विस्फोट कुछ ही सेकंड में उतनी ऊर्जा छोड़ सकता है, जितनी सूर्य अपनी पूरी उम्र में पैदा करता है। एक दूसरे अनुमान में इसकी ऊर्जा की तुलना हिरोशिमा पर गिराए गए बम की ऊर्जा से करीब दस लाख खरब खरब गुना अधिक बताई गई है। इस लिहाज़ से ये घटनाएँ सुपरनोवा विस्फोटों से भी अधिक शक्तिशाली होती हैं, जबकि सुपरनोवा स्वयं ब्रह्मांड की सबसे ऊर्जावान घटनाओं में गिने जाते हैं। लेकिन पृथ्वी तक पहुँचने वाली ऊर्जा विशाल दूरी के कारण कम हो जाती है। देखे गए अधिकतर विस्फोट ऐसी आकाशगंगाओं से आते हैं जो हमसे अरबों प्रकाश-वर्ष दूर हैं।

अगर ऐसी कोई धारा कुछ हज़ार प्रकाश-वर्ष की दूरी से सीधे किसी ग्रह पर पड़े, तो उसके वायुमंडल को गंभीर नुकसान हो सकता है। वॉशबर्न विश्वविद्यालय के भौतिक विज्ञानी और खगोलशास्त्री ब्रायन थॉमस ने इस तरह की घटना का पृथ्वी पर संभावित असर देखा है। उनके अनुसार, विकिरण ऑक्सीजन और नाइट्रोजन के अणुओं को तोड़ सकता है और नाइट्रोजन ऑक्साइड बनाने में मदद कर सकता है। ये गैसें ओज़ोन की परत को घटाती हैं। अगर करीब एक दशक तक ओज़ोन की परत कमज़ोर रहे, तो जीवों पर पराबैंगनी किरणों का असर बढ़ सकता है। हालांकि, यह केवल एक संभावित स्थिति है और इसके सच होने की आशंका बेहद कम है। इसलिए यह हमारे रोज़मर्रा के जीवन के लिए कोई खतरा नहीं है।

धरती के तत्वों की ब्रह्मांडीय भट्टियाँ

इन विस्फोटों का महत्व सिर्फ़ उनकी ताकत जानने तक सीमित नहीं है। उनसे यह समझने में भी मदद मिल सकती है कि हमारे आसपास की दुनिया बनाने वाले कुछ पदार्थ कहाँ से आए। शुरुआती तारों के भीतर होने वाली प्रक्रियाओं ने हाइड्रोजन और हीलियम के साथ-साथ लोहे तक के भारी तत्व बनाए। लेकिन लोहे से भी भारी कई तत्वों को बनाने के लिए ऐसी जगह चाहिए जहाँ मुक्त न्यूट्रॉन बहुतायत में हों। परमाणु नाभिक जब इन न्यूट्रॉनों को तेज़ी से पकड़ते हैं, तो इस प्रक्रिया को तीव्र न्यूट्रॉन-पकड़ या आर-प्रक्रिया कहा जाता है।

माना जाता है कि लोहे से भारी तत्वों में से करीब आधे इसी तरीके से बनते हैं। इनमें सोना, प्लैटिनम, यूरेनियम, थोरियम और आयोडीन शामिल हैं। दो न्यूट्रॉन तारों की टक्कर या कुछ बेहद हिंसक तारकीय ढहावों में इस प्रक्रिया के लिए सही हालात बन सकते हैं। इसलिए किसी चमक को दर्ज करने से हमें सिर्फ़ उसके स्रोत का पता नहीं चलता, बल्कि उन तत्वों की उत्पत्ति का सुराग भी मिलता है जिनकी भूमिकाएँ अलग-अलग हैं। आयोडीन थायरॉइड ग्रंथि के हार्मोन बनाने में काम आता है, यूरेनियम पृथ्वी के भीतरी हिस्से की गर्मी में योगदान देता है, और सोना तथा प्लैटिनम सांस्कृतिक और औद्योगिक उपयोग की अहम धातुएँ हैं।

इस विचार के पक्ष में एक बड़ा प्रमाण 2017 में मिला। 17 अगस्त को अमेरिकी वेधशाला लिगो और इटली की विरगो वेधशाला ने अंतरिक्ष-समय में उठी तरंगें दर्ज कीं। उनका स्रोत एनजीसी 4993 नाम की आकाशगंगा थी, जो जलसर्प तारामंडल में करीब 13 करोड़ प्रकाश-वर्ष दूर है। संकेत की विशेषताओं से पता चला कि इस घटना में शामिल दोनों पिंड न्यूट्रॉन तारे थे, जो आपस में टकराए थे। कुछ ही समय बाद फर्मी दूरबीन ने उसी दिशा से गामा-किरणों की चमक दर्ज की, जिसे जीआरबी 170817ए नाम दिया गया।

इस घटना के साथ किलोनोवा नाम की चमकीली बाद की चमक भी थी। यह न्यूट्रॉन से भरपूर पदार्थ के बाहर फेंके जाने से जुड़ी होती है और भारी तत्व बनाने के लिए अनुकूल होती है। एक गणना के अनुसार, इस घटना में बने सोने और प्लैटिनम की मात्रा शायद पृथ्वी के द्रव्यमान से 10 गुना के बराबर थी। यह अवलोकन इसलिए अहम नहीं था कि इसने हर सवाल का जवाब दे दिया, बल्कि इसलिए कि एक ही घटना में गुरुत्वाकर्षण तरंगें, गामा-किरणें और बाद की चमक दर्ज हुईं। इससे इस विचार को मज़बूत समर्थन मिला कि न्यूट्रॉन तारों के विलय से कुछ सबसे भारी तत्व बनते हैं।

लंबे विस्फोटों ने उलझाया पुराना वर्गीकरण

वैज्ञानिकों को नियम साफ़ लगने लगे थे, लेकिन दिसंबर 2021 में एक ऐसी घटना हुई जिसने उनकी समझ को उलझा दिया। जीआरबी 211211ए नाम का विस्फोट 1.1 अरब प्रकाश-वर्ष दूर एक आकाशगंगा में देखा गया और करीब 50 सेकंड तक चला। इतनी अवधि आम तौर पर उन लंबे विस्फोटों की होती है जिन्हें किसी विशाल तारे के ढहने से जोड़ा जाता है। लेकिन मैरीलैंड विश्वविद्यालय, कॉलेज पार्क की खगोलशास्त्री जिलियन रास्तिनजाद के नेतृत्व वाली टीम ने हवाई और एरिज़ोना की वेधशालाओं से इसका अध्ययन किया और सुपरनोवा के अपेक्षित संकेत नहीं पाए। इसके बजाय उन्हें लाल रंग की चमक दिखाई दी, जो किलोनोवा में भारी तत्व बनने की परिकल्पना से मेल खाती थी।

2022 में प्रकाशित अध्ययन से पता चला कि यह घटना किसी विशाल तारे के ढहने के पारंपरिक अनुमान के मुताबिक नहीं थी, लेकिन इसकी व्याख्या पर बहस जारी रही। हो सकता है कि दो न्यूट्रॉन तारों का विलय हुआ हो, मगर 50 सेकंड तक चलने वाली धाराओं को उनके अवशेषों ने ईंधन कैसे दिया? एक संभावना यह है कि ब्लैक होल ने अपने साथ के न्यूट्रॉन तारे को चीर दिया हो। इससे बहुत-सा पदार्थ निकला होगा, जो धीरे-धीरे ब्लैक होल में गिरता रहा। एक और व्याख्या के अनुसार, विलय के बाद बचे पिंड के चारों ओर पदार्थ का बड़ा घूमता हुआ घेरा बना होगा, जिसने धाराओं को लंबे समय तक ईंधन दिया। दूसरी ओर, लुइज़ियाना स्टेट यूनिवर्सिटी के खगोल-भौतिक विज्ञानी एरिक बर्न्स ने सुझाव दिया कि दूसरा पिंड सफ़ेद बौना हो सकता है। सफ़ेद बौना सूर्य जैसे छोटे तारे का अवशेष होता है और उसे निगलने में अधिक समय लग सकता है।

2023 में जीआरबी 230307ए नाम का एक और विस्फोट देखा गया, जो 200 सेकंड तक चला और जिसमें सुपरनोवा के साफ़ संकेत नहीं मिले। खगोलविदों ने जेम्स वेब अंतरिक्ष दूरबीन को उसके स्रोत की ओर मोड़ा। दूरबीन ने अवरक्त प्रकाश में टेल्यूरियम से निकलने वाली रोशनी देखी। टेल्यूरियम उन तत्वों में है जिनका संबंध आर-प्रक्रिया से है। इस खोज से घटना में न्यूट्रॉन तारों की भागीदारी की संभावना बढ़ी, लेकिन यह पहेली नहीं सुलझी कि इतना लंबा विस्फोट कैसे हुआ। गुरुत्वाकर्षण तरंगें उन पिंडों की पहचान में मदद कर सकती थीं, लेकिन उस समय लिगो और विरगो मरम्मत के लिए बंद थीं।

सबसे चमकीली घटना ने भी सारे राज़ नहीं खोले

9 अक्टूबर 2022 को वैज्ञानिकों ने एक और घटना दर्ज की, जिसे अब तक का सबसे चमकीला विस्फोट यानी बोट कहा जाता है। यह 2.4 अरब प्रकाश-वर्ष दूर से आया था। इसकी धारा इतनी तेज़ थी कि कक्षा में मौजूद गामा-किरण वेधशालाओं के उपकरण कुछ समय के लिए संकेतों से भर गए। गामा-किरणों का प्रवाह 10 मिनट से अधिक समय तक चलता रहा। इस घटना का असर वायुमंडल की ऊपरी परतों पर भी पड़ा। भारत में रेडियो संचार में गड़बड़ी और बिजली गिरने का पता लगाने वाले उपकरणों की गतिविधि में बदलाव देखा गया।

माना जाता है कि इस विस्फोट की शुरुआत सूर्य से करीब 30 गुना अधिक द्रव्यमान वाले तारे के ढहने से हुई, जिससे ब्लैक होल बना। खगोलविदों का अनुमान है कि इतनी शक्तिशाली घटना पृथ्वी के पास हर 10,000 साल में एक बार हो सकती है। विस्फोट के कई महीने बाद जेम्स वेब दूरबीन ने उससे जुड़े सुपरनोवा की पहचान की। वैज्ञानिक उम्मीद कर रहे थे कि ढहते तारों से बने भारी तत्वों के संकेत मिलेंगे, लेकिन अवलोकन में ऐसे तत्वों का कोई साफ़ प्रमाण नहीं मिला। इस तरह विस्फोट ने भारी तत्वों के स्रोत की पहेली नहीं सुलझाई, बल्कि एक नया सवाल खड़ा कर दिया: क्या तारकीय ढहाव से हमारी उम्मीद से कम मात्रा में भारी तत्व बनते हैं?

रुक-रुककर सात घंटे तक चला विकिरण

2 जुलाई 2025 को फर्मी दूरबीन ने जीआरबी 250702बी नाम की घटना दर्ज की। इसका स्रोत धूल से भरी एक आकाशगंगा थी, जो करीब 8 अरब प्रकाश-वर्ष दूर है। इसकी ऊर्जा का अनुमान 10 अरब वर्षों तक 1,000 सूर्यों से निकलने वाले विकिरण के बराबर लगाया गया। यह बोट से अधिक चमकीली नहीं थी, लेकिन इसने विस्फोट की अवधि का रिकॉर्ड तोड़ दिया: यह कम-से-कम सात घंटे तक चली। ऐसा भी लगा कि इसकी चमक तीन बार घटी और फिर दोबारा तेज़ हुई।

किसी तारे के एक ही बार में होने वाले विस्फोट से इस घटना की व्याख्या करना कठिन है। एक विचार यह है कि विस्फोट की धारा डगमगा रही थी और बीच-बीच में हमारी नज़र के दायरे में आती-जाती रही। इससे उत्सर्जन ऐसा लग सकता है, मानो वह रुककर फिर शुरू हुआ हो। मगर इससे लंबी अवधि का सवाल हल नहीं होता। ढहते तारे का तेज़ घूमना पदार्थ को निगलने की प्रक्रिया धीमी कर सकता है, लेकिन बहुत तेज़ घुमाव तारे को अपेक्षित तरीके से पूरी तरह ढहने से रोक भी सकता है। इसी वजह से स्नातकोत्तर छात्रा एलाइज़ा नाइट्स और ब्रायन थॉमस की टीम समेत कई समूहों ने कुछ और असामान्य संभावनाओं की तलाश की।

एक मॉडल में सूर्य के द्रव्यमान से करीब तीन गुना द्रव्यमान वाला छोटा ब्लैक होल है, जिसका व्यास करीब 10 मील है और जो एक हल्के तारे की परिक्रमा कर रहा है। संभव है कि ब्लैक होल ने पहले तारे से हाइड्रोजन खींचना शुरू किया हो और उसके भीतर हीलियम का केंद्र बचा रह गया हो। फिर वह तारे के भीतर उतर गया हो और उसके पदार्थ को निगलने तथा चीरने लगा हो। इस कल्पना में तारे का केंद्र ब्लैक होल की ओर ढहता है, जबकि उसके ध्रुवों से निकली धाराएँ तारे के बाहरी आवरण को भेदती हैं। अंततः तारा भी सुपरनोवा के रूप में फट सकता है। यह एक संभव व्याख्या है, पक्का नतीजा नहीं। अभी तक ऐसी घटना केवल एक ही देखी गई है, इसलिए सिर्फ़ एक विस्फोट के आधार पर किसी मॉडल को पक्के तौर पर सही नहीं माना जा सकता।

निष्कर्ष

गामा-किरण विस्फोट ब्रह्मांड की चरम घटनाओं की झलक देते हैं, लेकिन वे केवल दूर की चमक नहीं हैं। उनसे हमें ब्लैक होल के पास पदार्थ के व्यवहार को समझने, भारी तत्वों की उत्पत्ति से जुड़े विचारों को परखने और पुरानी आकाशगंगाओं की खोज करने में मदद मिलती है। 2017 में न्यूट्रॉन तारों के विलय जैसी घटनाओं ने वैज्ञानिकों की कुछ धारणाओं को सही साबित किया। वहीं 2021, 2023 और 2025 के विस्फोटों ने दिखाया कि छोटे और लंबे विस्फोटों का पुराना वर्गीकरण हर घटना को नहीं समझा सकता।

वैज्ञानिकों के सामने अब भी तीन आपस में जुड़ी चुनौतियाँ हैं: इन विस्फोटों को चलाने वाली हिंसक भौतिक प्रक्रियाओं को समझना, अधिक बारीकी से संकेत पकड़ने वाली वेधशालाएँ बनाना और पास से अध्ययन के लिए पर्याप्त दुर्लभ घटनाएँ जुटाना। कुछ पहेलियाँ शायद वर्षों तक अनसुलझी रहें, लेकिन कोई नई घटना हमारी समझ को तेज़ी से बदल सकती है। कभी कुछ सेकंड और कभी सात घंटे तक चलने वाले ये विस्फोट हमें अपनी वेधशालाओं के सामने बदलते ब्रह्मांड को देखने का दुर्लभ मौका देते हैं।