तारों, ब्लैक होल और आकाशगंगाओं के प्रकार
यहाँ लगभग हर चीज़ एक ही सवाल का जवाब है: बनते समय तारे का द्रव्यमान कितना था? द्रव्यमान तय करता है कि वह कितना गर्म जलेगा, कितना जिएगा और पीछे क्या छोड़ेगा — धीरे-धीरे ठंडी होती चिंगारी, शहर के आकार का न्यूट्रॉन गोला, या दिक्काल में एक छेद। चौंतीस पिंड, उस ठंडे बादल से जिससे तारा बनता है लेकर ब्रह्मांड की सबसे बड़ी संरचना तक, सभी वास्तविक इंटरैक्टिव 3D में।
यहाँ के ब्लैक होल चित्रण नहीं हैं। प्रकाश के पथ वक्रित दिक्काल में एक-एक कदम करके संकलित किए जाते हैं, इसलिए छाया, फोटॉन रिंग, ऊपर की ओर मुड़ी हुई डिस्क और पृष्ठभूमि के तारों में बनने वाले आइंस्टीन वलय — सब भौतिकी से उभरते हैं, किसी टेक्सचर से नहीं। वही संकलक, मीट्रिक या क्षितिज बदलकर, घूमता ब्लैक होल, विलीन होती जोड़ी और वर्महोल बनाता है।
ठंडी गैस, काले बादल और नए तारों के चारों ओर बनने वाली डिस्क। इस पृष्ठ पर आगे जो कुछ भी है, सब यहीं से शुरू होता है — वे परमाणु भी जिनसे आप बने हैं।
Molecular Cloud
The coldest, darkest thing in the galaxy — and where every star comes from.
Emission Nebula
A molecular cloud with the lights switched on, being destroyed by its own children.
Protoplanetary Disk
A solar system caught in the act of assembling itself.
गुरुत्व से बँधे और संलयन से टिके प्लाज़्मा के गोले। इनकी पूरी कहानी जन्म के समय के एक ही अंक से तय होती है: द्रव्यमान।
Main-Sequence Star
A star in the long, stable middle of its life. The Sun is one.
Red Dwarf
The most common star in the galaxy, and the last one still burning.
Red Giant
A dying star, swollen to hundreds of times its old size.
Blue Supergiant
Burns a million times brighter than the Sun, and dies in a few million years.
Wolf-Rayet Star
A star so hot it is blowing its own atmosphere into space.
Brown Dwarf
Too heavy to be a planet, too light to ever be a star.
ईंधन खत्म होने पर जो बचता है — पदार्थ इतना दबा हुआ कि उसे सिर्फ क्वांटम यांत्रिकी थामे रखती है।
Planetary Nebula
A dying star's outer layers, lit from inside by the core it left behind.
White Dwarf
The Sun compressed to the size of Earth, cooling for eternity.
Black Dwarf
The end of a white dwarf. The universe is far too young for one to exist.
Neutron Star
A city-sized object with more mass than the Sun.
Pulsar
A lighthouse spinning up to 700 times a second.
Magnetar
The strongest magnets in the universe, by a factor of a trillion.
Quark Star
A star where even neutrons have been crushed into their parts.
Supernova Remnant
The wreckage of a dead star, still expanding at thousands of km/s.
एक सीमा से अधिक द्रव्यमान पर कोई ज्ञात बल संकुचन को नहीं रोक पाता। बचती है शुद्ध ज्यामिति: दिक्-काल में एकतरफा सतह।
Stellar-Mass Black Hole
A star heavy enough that nothing could stop the fall.
Intermediate-Mass Black Hole
The class that was missing from the census for fifty years.
Supermassive Black Hole
One sits at the heart of nearly every galaxy, including ours.
Spinning Black Hole
Every real black hole is this one. Spin drags spacetime around with it.
Binary Black Hole
Two shadows, each lensing the other, spiralling toward a merger.
Quasar
A feeding black hole outshining every star in its galaxy combined.
Blazar
A quasar that happens to be pointing its jet straight at us.
Primordial Black Hole
Born in the first second of the universe, and possibly still here.
सामान्य आपेक्षिकता के ऐसे हल जिनके लिए किसी तारे का मरना ज़रूरी नहीं। इनमें से दो कभी देखे नहीं गए और एक शायद अस्तित्व में आ ही नहीं सकता — इसीलिए इन्हें देख पाना सार्थक है।
Wormhole
Not a hole. A window — with a different universe on the other side.
White Hole
The same equations run backwards: nothing can get in, and it never stops pouring out.
Boson Star
Mass without matter, gravity without a surface, and no shadow at all.
काफ़ी दूर से देखें तो अलग-अलग तारे मायने नहीं रखते। बचता है सिर्फ़ उनका विन्यास — डिस्क में, गोलों में, गुच्छों में, और अंततः सबसे बड़े पैटर्न में जो मौजूद है।
Spiral Galaxy
Arms that survive because they are a traffic jam, not a structure.
Barred Spiral Galaxy
The Milky Way. A straight bar of stars feeding the centre.
Elliptical Galaxy
The largest galaxies there are, and nothing has been born in them for billions of years.
Irregular Galaxy
No disc, no bulge, no plan — and making stars faster than anything its size.
Globular Cluster
A million stars in a sphere, and older than the galaxy they orbit.
Cosmic Web
Every galaxy in the universe strung along filaments around enormous empty voids.
एक ही संख्या सब कुछ तय करती है
तारे का जीवन चक्रतारा अपना अंत नहीं चुनता। गैस के बादल से सिकुड़कर बनते समय उसका जो द्रव्यमान होता है, वही तय करता है कि वह कितना गर्म जलेगा, कितने समय रहेगा और इन पाँच रास्तों में से किस पर चलेगा। बाकी सब — रंग, आकार, चमक और वह क्या पीछे छोड़ेगा — उसी एक संख्या से निकलता है।
| पिंड | द्रव्यमान | त्रिज्या | तापमान | आयु |
|---|---|---|---|---|
| Molecular Cloud | 10^3 - 10^7 M(sun) | 15 - 600 light years | 10 - 20 K | ~10 - 30 Myr |
| Emission Nebula | 10^2 - 10^5 M(sun) | 1 - 100 light years | ~10,000 K | ~1 - 5 Myr |
| Protoplanetary Disk | 0.001 - 0.1 M(sun) | 10 - 1,000 AU | 20 - 1,500 K | ~1 - 10 Myr |
| Main-Sequence Star | 0.08 - 150 M(sun) | 0.1 - 15 R(sun) | 2,400 - 50,000 K | 10 Myr - 10 Tyr |
| Red Dwarf | 0.08 - 0.45 M(sun) | 0.1 - 0.6 R(sun) | 2,300 - 3,900 K | up to 10 trillion yr |
| Red Giant | 0.3 - 8 M(sun) | 10 - 1,000 R(sun) | 3,000 - 5,000 K | ~1 billion yr in phase |
| Blue Supergiant | 10 - 100 M(sun) | 20 - 200 R(sun) | 10,000 - 50,000 K | 3 - 30 million yr |
| Wolf-Rayet Star | 10 - 25 M(sun) now | 1 - 25 R(sun) | 30,000 - 210,000 K | a few 100,000 yr |
| Brown Dwarf | 13 - 80 M(Jupiter) | ~1 R(Jupiter) | 250 - 2,500 K | cools forever |
| Planetary Nebula | 0.1 - 1 M(sun) shell | 0.1 - 3 light-years | Core 30,000 - 200,000 K | ~20,000 yr |
| White Dwarf | 0.17 - 1.4 M(sun) | ~1 R(Earth) | 4,000 - 150,000 K | cools for 10^15 yr |
| Black Dwarf | 0.17 - 1.4 M(sun) | ~1 R(Earth) | Background cold | Effectively forever |
| Neutron Star | 1.1 - 2.3 M(sun) | ~11 km | ~600,000 K surface | cools for billions of yr |
| Pulsar | ~1.4 M(sun) | ~11 km | Beamed radio to gamma | spins down over Myr |
| Magnetar | ~1.4 M(sun) | ~11 km | Field 10^14 - 10^15 gauss | active ~10,000 yr |
| Quark Star | 1.5 - 2.5 M(sun) | ~8 - 11 km | 10^6 - 10^11 K | Indefinite |
| Supernova Remnant | 1 - 20 M(sun) ejected | grows to 100+ ly | 10^6 - 10^7 K shock | ~100,000 yr |
| Stellar-Mass Black Hole | 3 - 150 M(sun) | 9 - 450 km horizon | Disk 10^7 K | 10^67 yr to evaporate |
| Spinning Black Hole | Any | Horizon shrinks with spin | Disc to 10^7 K | Spin decays over Gyr |
| Binary Black Hole | 2 x (5 - 100) M(sun) | Separation shrinks to zero | Disc to 10^6 K | Myr to Gyr, then seconds |
| Intermediate-Mass Black Hole | 100 - 100,000 M(sun) | 300 km - 300,000 km | Disk 10^6 K | gigayears |
| Supermassive Black Hole | 10^5 - 10^10 M(sun) | up to 1,300 AU horizon | Disk 10^5 - 10^6 K | 10^100 yr to evaporate |
| Quasar | 10^8 - 10^10 M(sun) | disk ~ light-days | Disk up to 10^5 K | ~10 - 100 Myr active |
| Blazar | 10^8 - 10^10 M(sun) | Jet up to Mpc | Gamma-ray dominated | Flares in hours |
| Primordial Black Hole | 10^-8 - 10^5 M(sun) | atom to kilometres | Hawking glow | set by mass |
| Wormhole | Negative (exotic) | Throat radius, free parameter | None | Unstable without exotic matter |
| White Hole | Any | Same as a black hole | Surface emission, unbounded | Violently unstable |
| Boson Star | Set by particle mass | Compact, no surface | None | Stable if below critical mass |
| Globular Cluster | 10^4 - 10^6 M(sun) | 30 - 300 light years | Stars 3,000 - 8,000 K | > 12 Gyr |
| Irregular Galaxy | 10^8 - 10^10 M(sun) | 3,000 - 30,000 ly | Stars 3,000 - 40,000 K | > 10 Gyr |
| Spiral Galaxy | 10^10 - 10^12 M(sun) | 15,000 - 150,000 ly | Stars 3,000 - 40,000 K | > 10 Gyr |
| Barred Spiral Galaxy | 10^10 - 10^12 M(sun) | 15,000 - 150,000 ly | Stars 3,000 - 40,000 K | > 10 Gyr |
| Elliptical Galaxy | 10^8 - 10^13 M(sun) | 3,000 - 700,000 ly | Stars 3,000 - 6,000 K | > 10 Gyr |
| Cosmic Web | ~10^53 kg observable | Filaments 10^8 ly | Voids near 0 K | Age of the universe |
तारों के कितने प्रकार होते हैं?
तापमान के अनुसार तारों को O, B, A, F, G, K और M वर्णक्रमीय श्रेणियों में, और आकार के अनुसार बौने, दानव और महादानव में बाँटा जाता है। व्यवहार में उपयोगी श्रेणियाँ हैं: लाल बौने, सूर्य जैसे मुख्य अनुक्रम तारे, लाल दानव, नीले महादानव और उप-तारकीय भूरे बौने जो कभी प्रज्वलित नहीं हो पाते।
ब्लैक होल के कितने प्रकार होते हैं?
द्रव्यमान के आधार पर चार श्रेणियाँ मानी जाती हैं: तारकीय ब्लैक होल (3 से 150 सौर द्रव्यमान), जो तारे के संकुचन से बनते हैं; मध्यम द्रव्यमान वाले (100 से 1,00,000); आकाशगंगाओं के केंद्र में अतिविशाल; और बिग बैंग के पहले सेकंड में बने कल्पित आदिकालीन ब्लैक होल।
न्यूट्रॉन तारे और ब्लैक होल में क्या अंतर है?
दोनों संकुचित तारकीय कोर हैं, पर न्यूट्रॉन तारे की अब भी एक सतह होती है: न्यूट्रॉन अपभ्रष्टता दाब और प्रबल बल उसे लगभग 22 किमी व्यास पर थामे रखते हैं। लगभग 2.3 सौर द्रव्यमान से ऊपर कुछ भी गुरुत्व का सामना नहीं कर पाता और ब्लैक होल बन जाता है।
तारा मरने पर क्या होता है?
यह द्रव्यमान पर निर्भर है। लगभग 8 सौर द्रव्यमान तक के तारे लाल दानव बनकर फूलते हैं, बाहरी परतें छोड़ देते हैं और श्वेत बौना पीछे छोड़ते हैं। इससे भारी तारे सुपरनोवा के रूप में फटते हैं और न्यूट्रॉन तारा छोड़ते हैं, या यदि संकुचित कोर लगभग 2.3 सौर द्रव्यमान से अधिक हो तो ब्लैक होल।
क्या ये 3D मॉडल भौतिक रूप से सटीक हैं?
ये चित्रकारी से नहीं, भौतिकी से बने हैं। ब्लैक होल के दृश्य श्वार्ज़्सचाइल्ड दिक्-काल में प्रकाश पथों का समाकलन करते हैं, इसलिए छाया, फोटॉन वलय, लेंसित अभिवृद्धि चक्रिका, आपेक्षिकीय डॉप्लर चमक और आइंस्टीन वलय सब गणना से आते हैं। तारे तापमान आधारित रंग, लिम्ब डार्कनिंग और संवहनी कणिकाओं का उपयोग करते हैं। आकार पठनीयता के लिए चुने गए हैं, वास्तविक पैमाने पर नहीं।