वैज्ञानिकों ने इस बात की पड़ताल की है कि क्या ब्रह्मांड की कुछ सबसे छोटी आकाशगंगाएँ - विशेष रूप से मिल्की वे की परिक्रमा करने वाली बौनी गोलाकार आकाशगंगाएँ - ब्लैक होल को आश्रय दे सकती हैं, एक ऐसी खोज जो ब्रह्मांडीय समय के दौरान ब्लैक होल के निर्माण और आकाशगंगा के विकास की समझ को गहरा कर सकती है।

विशालकाय आकाशगंगाओं के केंद्र में सुपरमैसिव ब्लैक होल आमतौर पर देखे जाते हैं, लेकिन बौनी गोलाकार आकाशगंगाओं में इनका पता लगाना चुनौतीपूर्ण रहा है। ये आकाशगंगाएँ अत्यंत धुंधली, गैस रहित और डार्क मैटर से भरपूर होती हैं, जिससे केंद्रीय ब्लैक होल का प्रत्यक्ष अवलोकन कठिन हो जाता है।

भारतीय खगोल भौतिकी संस्थान के शोधकर्ताओं द्वारा किए गए इस अध्ययन में इस बारे में महत्वपूर्ण सवालों के जवाब दिए गए हैं कि पहले ब्लैक होल कैसे बने, कम द्रव्यमान वाले वातावरण में उनका विकास कैसे हुआ, और क्या ब्लैक होल के द्रव्यमान और तारकीय वेग फैलाव के बीच स्थापित संबंध छोटी आकाशगंगाओं तक विस्तारित होते हैं।

शोधकर्ताओं के. आदित्य और अरुण मंगलम ने बौनी गोलाकार आकाशगंगाओं के लिए सुसंगत गतिशील मॉडल विकसित किए हैं जिनमें तीन गुरुत्वाकर्षण घटक शामिल हैं - तारे, एक डार्क मैटर हेलो और एक संभावित केंद्रीय ब्लैक होल। उच्च गुणवत्ता वाले तारकीय गतिकी डेटा का उपयोग करते हुए, उन्होंने संभावित ब्लैक होल के द्रव्यमान को निर्धारित करने के लिए तारों की गति का विश्लेषण किया।

उनके दृष्टिकोण में तारों की विषमता (विभिन्न दिशाओं में तारों के वेग में भिन्नता) को ध्यान में रखा गया, जिससे आकाशगंगा की गतिशीलता का अधिक यथार्थवादी मॉडल तैयार करना संभव हुआ। एस्ट्रोफिजिकल जर्नल में प्रकाशित इन निष्कर्षों को बौनी आकाशगंगाओं के एक प्रतिनिधि नमूने पर लागू किया गया।

इस अध्ययन ने इन प्रणालियों में ब्लैक होल के द्रव्यमान पर ठोस ऊपरी सीमाएँ स्थापित कीं, जो आमतौर पर दस लाख सौर द्रव्यमान से कम होती हैं, जबकि कुछ आकाशगंगाएँ इससे भी काफी कम मानों की अनुमति देती हैं। शोधकर्ताओं के अनुसार, ये आंकड़े विशाल ब्लैक होल की उपस्थिति को अनिवार्य नहीं बनाते हैं, बल्कि मध्यम द्रव्यमान वाले ब्लैक होल के अनुरूप हैं।

नए परिणामों को मौजूदा मापों के साथ मिलाकर, टीम ने ब्लैक होल द्रव्यमान और तारकीय वेग फैलाव के बीच एक एकीकृत संबंध स्थापित किया, जो लगभग 10 से 300 किमी प्रति सेकंड की विस्तृत श्रृंखला में फैला हुआ है और ब्लैक होल द्रव्यमान में लगभग सात परिमाण के क्रम को कवर करता है। यह संबंध बौनी आकाशगंगाओं को विशाल आकाशगंगाओं से सुचारू रूप से जोड़ता है, जो आकाशगंगा स्पेक्ट्रम में एक समान स्केलिंग नियम का सुझाव देता है, हालांकि कम द्रव्यमान पर अधिक अनिश्चितता है।

शोधकर्ताओं ने अपने निष्कर्षों की तुलना ब्लैक होल के विकास के सैद्धांतिक मॉडलों से भी की। संवेग-चालित गैस संचय बौनी आकाशगंगाओं में लगभग 1,000 सौर द्रव्यमान के ब्लैक होल द्रव्यमान का अनुमान लगाता है, जबकि तारकीय अभिग्रहण प्रक्रियाएं 10,000 सौर द्रव्यमान या उससे अधिक तक विकास को संभव बना सकती हैं। दोनों परिदृश्य अध्ययन में प्राप्त अवलोकन सीमाओं के भीतर आते हैं।

इसके अतिरिक्त, अध्ययन में ज्वारीय पृथक्करण परिदृश्यों की जांच की गई, जहां बौनी आकाशगंगाएं कभी बड़ी प्रणालियां रही होंगी जिन्होंने मिल्की वे के साथ अंतःक्रियाओं के माध्यम से अपने तारकीय द्रव्यमान का अधिकांश हिस्सा खो दिया होगा, जो वर्तमान अवलोकनों के लिए एक वैकल्पिक व्याख्या प्रदान करता है।

इन निष्कर्षों का सिद्धांत और भविष्य के प्रेक्षणों दोनों के लिए महत्वपूर्ण प्रभाव है। सबसे छोटी आकाशगंगाओं तक स्केलिंग संबंधों का विस्तार करके, यह अध्ययन आकाशगंगा और ब्लैक होल के विकास के सिमुलेशन के लिए एक महत्वपूर्ण मानदंड प्रदान करता है।

यह शोध ऐसे समय में सामने आया है जब प्रस्तावित नेशनल लार्ज ऑप्टिकल टेलीस्कोप और एक्सट्रीमली लार्ज टेलीस्कोप जैसी अगली पीढ़ी की वेधशालाओं से मंद आकाशगंगाओं में तारों की गति को मापने में अभूतपूर्व सटीकता प्राप्त होने की उम्मीद है। ये सुविधाएं बौनी आकाशगंगाओं में आदिम ब्लैक होल के बीजों की उपस्थिति के बारे में भविष्यवाणियों का परीक्षण करने में सहायक हो सकती हैं।