এ পর্যন্ত দেখা সবচেয়ে প্রাচীন ঝিলমিল করা কোয়াসার প্রাথমিক ব্ল্যাক হোল তত্ত্বকে চ্যালেঞ্জ করছে

ব্রহ্মাণ্ডের ভোরের একটি কোয়াসার অনেক পরের বস্তুর মতো আচরণ করছে

বিগ ব্যাং-এর প্রায় ৮৫০ মিলিয়ন বছর পরের অবস্থায় দেখা একটি দূরবর্তী কোয়াসার থেকে জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা ঝিলমিল শনাক্ত করেছেন, যা এটিকে এ পর্যন্ত চিহ্নিত সবচেয়ে প্রাচীন ঝিলমিল করা কোয়াসারে পরিণত করেছে। J0439+1634 নামে পরিচিত এই বস্তুটি গবেষকদের কাছে তরুণ মহাবিশ্বে সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোল কীভাবে বেড়ে উঠছিল তার এক বিরল দৃষ্টিভঙ্গি দিচ্ছে, এবং প্রাথমিক ফলাফল কিছু দীর্ঘদিনের প্রত্যাশাকে অস্বস্তিকর করে তুলছে।

প্রদত্ত উৎস পাঠ্য অনুযায়ী, কোয়াসারের পরিবর্তনশীল আলো প্রকাশ করেছে যে এর কেন্দ্রে থাকা ব্ল্যাক হোলটি একটি সমতল, প্যানকেকের মতো অ্যাক্রিশন ডিস্ক দ্বারা বেষ্টিত। জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা সাধারণত এই ধরনের গঠনকে মহাবিশ্বের পরবর্তী সময়ের আরও পরিণত কোয়াসারের সঙ্গে যুক্ত করেন। মহাজাগতিক ইতিহাসের একেবারে প্রাথমিক যুগে গবেষকরা আশা করেছিলেন ব্ল্যাক হোলগুলো আরও বিশৃঙ্খল দেখাবে, যেখানে অতিরিক্ত বৃদ্ধি ও অস্থিরতার কারণে ডিস্কগুলো হবে বেশি ফোলা এবং কম স্থিতিশীল।

তার বদলে, J0439+1634 আশ্চর্যজনকভাবে দ্রুত একটি সংগঠিত অবস্থায় পৌঁছে গেছে বলে মনে হচ্ছে। এটি শুধু কোয়াসার তালিকায় আরও একটি দূরবর্তী আলোকস্তম্ভ যোগ করা নয়। এটি এই ধাঁধাকে আরও তীক্ষ্ণ করে তোলে যে, মহাবিশ্ব শুরু হওয়ার এত অল্প সময়ের মধ্যে এত বিপুল ভরের ব্ল্যাক হোল কীভাবে জড়ো হলো।

জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা আসলে কী দেখেছেন

প্রদত্ত পাঠ্য অনুযায়ী, বস্তুটি MIT এবং অন্যান্য প্রতিষ্ঠানের জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা শনাক্ত করেন। J0439+1634 প্রথমে হাবল স্পেস টেলিস্কোপের ছবিতে একটি দূরবর্তী গ্যালাক্সির মধ্যে দেখা যায়, যা সামনের একটি গ্যালাক্সির কারণে গ্র্যাভিটেশনাল লেন্সিংয়ের শিকার হয়েছিল। ওই লেন্সিং প্রভাব কোয়াসারটিকে এক বিশাল সময়-অন্তর অতিক্রম করে দৃশ্যমান হতে সাহায্য করে, যা এটিকে প্রায় ১২.৮ বিলিয়ন বছর আগের মতো দেখায়।

গবেষকরা দেখেছেন কোয়াসারটি ঝিলমিল করছে। এই পরিবর্তনশীলতা গুরুত্বপূর্ণ, কারণ এটি ব্ল্যাক হোলের দিকে ঘুরতে ঘুরতে পড়া পদার্থের ভৌত গঠন সম্পর্কে সূত্র দেয়। এই ক্ষেত্রে, পরিবর্তিত আলো একটি তুলনামূলকভাবে পাতলা, সমতল অ্যাক্রিশন ডিস্কের ইঙ্গিত দেয়, ফুলে ওঠা ও প্রবলভাবে অস্থির এক ডিস্কের নয়। MIT-এর Kavli Institute for Astrophysics and Space Research-এর জিন লেউং, যাঁকে উৎস পাঠ্যে উদ্ধৃত করা হয়েছে, বলেন যে মহাজাগতিক ভোরের অনেক কোয়াসার পাওয়া গেলেও, এবারই প্রথম জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা সত্যিই একটি কোয়াসারকে ঝিলমিল করতে দেখলেন।

এই প্রথমবারটি গুরুত্বপূর্ণ, কারণ ঝিলমিল কেবল একটি আকর্ষণীয় সংকেত নয়। এটি একটি নির্ণায়ক। এটি গবেষকদের ব্ল্যাক হোলের চারপাশের খাদ্য-অঞ্চলের আকার ও জ্যামিতি অনুমান করতে সাহায্য করে, এবং সেই অনুযায়ী এমন সিস্টেম কত দ্রুত স্থিতিশীল বিন্যাসে পৌঁছায় সে সম্পর্কে ধারণা পরীক্ষা করতে দেয়।

ডিস্কের আকৃতিটাই আসল বিস্ময়

কোয়াসারগুলি সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোল দ্বারা চালিত, যা চারপাশের পদার্থ গ্রাস করে। গ্যাস ও ধুলো অ্যাক্রিশন ডিস্কের মাধ্যমে ভেতরে পড়ে, উত্তপ্ত হয় এবং বিপুল শক্তি বিকিরণ করে। অনেক ক্ষেত্রে, এই প্রক্রিয়া শক্তিশালী পদার্থধারাও মহাকাশে নিক্ষেপ করে। উৎস পাঠ্যে J0439+1634-কে এমন একটি ব্ল্যাক হোলের আবাস বলা হয়েছে, যার ভর সূর্যের ভরের বিলিয়ন গুণ, ঠিক সেই ধরনের দানবীয় বস্তু যাকে মহাজাগতিক ইতিহাসের এত প্রাথমিক পর্যায়ে ব্যাখ্যা করা কঠিন।

জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের প্রত্যাশা ছিল, প্রাথমিক মহাবিশ্বের ব্ল্যাক হোলগুলো তখনও গঠনের অপেক্ষাকৃত খসখসে পর্যায়ে থাকবে। যদি পদার্থ দ্রুত পড়ে যাচ্ছে এবং সিস্টেমটি চরম পরিস্থিতিতে এখনও নির্মাণাধীন থাকে, তবে ডিস্কটি মোটা, বেশি বিশৃঙ্খল এবং কম স্থিতিশীল হতে পারে। একটি সমতল ডিস্ক ভিন্ন কিছু বলে: আমরা যখন এটিকে একটি উজ্জ্বল কোয়াসার হিসেবে পর্যবেক্ষণ করতে সক্ষম হই, তখন পর্যন্ত ব্ল্যাক হোলটি হয়তো তার সবচেয়ে বিশৃঙ্খল বৃদ্ধির পর্যায় পেরিয়ে গেছে।

উৎস পাঠ্যে MIT পদার্থবিজ্ঞানী আনা-ক্রিস্টিনা আইলার্সের মন্তব্য এই ব্যাখ্যাকে আরও জোরালো করে। তিনি বলেন, সম্ভবত যে ছবি উঠে আসছে তা হলো ব্ল্যাক হোলের জন্য প্রত্যাশিত সহিংস, দ্রুত-বৃদ্ধির পর্যায়গুলো খুব আগেই ঘটে যায়, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা তাদের উজ্জ্বল কোয়াসার পর্যায়ে ধরার আগেই। অন্য কথায়, মহাজাগতিক ভোরের কোনো কোয়াসার যখন বিশদভাবে অধ্যয়নের জন্য যথেষ্ট দৃশ্যমান হয়, তখন তা হয়তো তত্ত্বে একসময় ধারণা করা হয়েছিল তার চেয়েও বেশি কাঠামোগতভাবে পরিণত দেখাতে পারে।

প্রারম্ভিক মহাবিশ্ব জ্যোতির্বিজ্ঞানের একটি গভীর সমস্যা

এই আবিষ্কার আধুনিক জ্যোতির্বিজ্ঞানের সবচেয়ে স্থায়ী প্রশ্নগুলোর একটিকে সরাসরি স্পর্শ করে: সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোল এত দ্রুত কীভাবে তৈরি হলো? মহাবিশ্বের বয়স ১৩.৮ বিলিয়ন বছর, এবং J0439+1634-কে তার ইতিহাসের মাত্র ৮৫০ মিলিয়ন বছরের এক পর্যায়ে দেখা হচ্ছে। অথচ এতে ইতিমধ্যেই বিলিয়ন ভরের সূর্যসম একটি ব্ল্যাক হোল এবং পরবর্তী যুগের কোয়াসারের মতো ডিস্ক জ্যামিতি রয়েছে।

এই সংমিশ্রণটি কঠিন, কারণ এটি দুটি সাফল্যকে একটি সংক্ষিপ্ত সময়ের মধ্যে গুঁজে দেয়। প্রথমত, ব্ল্যাক হোলকে বিপুল ভর অর্জন করতে হয়েছে। দ্বিতীয়ত, চারপাশের পদার্থপ্রবাহকে তুলনামূলকভাবে পাতলা একটি ডিস্কে সংগঠিত হতে হয়েছে। যদি সেই যুগেই এই দুটি বিষয় সত্য হয়ে থাকে, তবে হয় ব্ল্যাক হোলের বীজ কিছু মডেলের চেয়ে বড় ছিল, নয়তো অ্যাক্রিশন ছিল অসাধারণ দক্ষ, অথবা প্রাথমিক ব্ল্যাক হোল বিবর্তনের সময়রেখা পুনর্বিবেচনা করতে হবে।

প্রদত্ত উৎস পাঠ্য এই সম্ভাবনাগুলোর কোনো সমাধান দেয় না, এবং কোনো দায়িত্বশীল অনুবাদকেও তা করা উচিত নয়। কিন্তু এটি একটি স্পষ্ট সিদ্ধান্তকে সমর্থন করে: J0439+1634 দেখায় যে সব প্রাথমিক কোয়াসারই এখনও দৃশ্যমানভাবে অগোছালো বৃদ্ধির অবস্থায় ছিল, এমনটা ভাবা আরও কঠিন হয়ে পড়েছে। অন্তত কিছু কোয়াসার আশ্চর্যজনক দ্রুততায় সংগঠিত, উচ্চ-উজ্জ্বল সিস্টেমে পরিণত হয়ে থাকতে পারে।

ব্ল্যাক হোলের বাইরেও ঝিলমিল কেন গুরুত্বপূর্ণ

কোয়াসাররা একা বিচ্ছিন্ন কৌতূহল নয়। তাদের কেন্দ্রীয় ইঞ্জিন আশেপাশের গ্যালাক্সিগুলিকে প্রভাবিত করতে পারে। পদার্থ ব্ল্যাক হোলের দিকে পড়ার সময় যে শক্তি নির্গত হয়, তা আশেপাশের গ্যাসকে প্রভাবিত করতে পারে, নক্ষত্র গঠন বদলে দিতে পারে, এবং বৃহত্তর পরিবেশকে আকার দিতে পারে। তাই প্রাথমিক কোয়াসার কার্যকলাপের সময় ও চরিত্র বোঝা তরুণ গ্যালাক্সিগুলো কীভাবে বিবর্তিত হয়েছে তা বোঝারও অংশ।

যদি J0439+1634-এর মতো বস্তুগুলো শুরুতেই সংগঠিত ও উজ্জ্বল হয়ে থাকে, তবে আশেপাশের পদার্থের ওপর তাদের প্রভাবও সম্ভবত আগেই শুরু হয়েছে বা প্রত্যাশার চেয়ে ভিন্নভাবে ঘটেছে। উৎস পাঠ্যে বলা হয়েছে, ব্ল্যাক হোলের কার্যকলাপ পাশের অঞ্চলে নক্ষত্র গঠনে প্রভাব ফেলতে পারে। ফলে কোয়াসারের ঝিলমিল কেবল একটি জ্যোতির্পদার্থবিজ্ঞানের খুঁটিনাটি নয়। এটি ব্রহ্মাণ্ডের প্রাথমিক যুগের পর কাঠামো কোন গতিতে আবির্ভূত হয়েছিল তার একটি সূত্র।

এই আবিষ্কার time-domain astronomy-এর মূল্যও তুলে ধরে, যা একক স্ন্যাপশটে বস্তু কেমন দেখায় তা নয়, বরং সময়ের সঙ্গে তারা কীভাবে বদলায় তা অনুসরণ করে। একটি কোয়াসারের উজ্জ্বলতার তারতম্য এমন অন্তর্গঠন উন্মোচন করতে পারে যা অন্যথায় লুকিয়ে থাকত। এই ক্ষেত্রে, পরিবর্তনশীলতা একটি দূরবর্তী আলোর বিন্দুকে cosmology-র একটি কেন্দ্রীয় গঠনগত সমস্যার প্রমাণে রূপান্তর করেছে।

বড় প্রভাবের ছোট সংকেত

J0439+1634 একাই ব্ল্যাক হোল গঠনের ইতিহাস নতুন করে লেখে না। কিন্তু এটি একটি স্পষ্ট সীমা যোগ করে। এখন যে কোনো সফল মডেলকে এমন একটি প্রাথমিক মহাবিশ্বের কোয়াসারের জন্য জায়গা করতে হবে, যা শুধু বিগ ব্যাং-এর পরে অবিশ্বাস্যভাবে দ্রুত অস্তিত্বে এসেছিল তা-ই নয়, বরং এমনভাবে ঝিলমিল করেছে যা আশ্চর্যজনকভাবে পরিণত অ্যাক্রিশন ডিস্কের ইঙ্গিত দেয়।

এই কারণেই আবিষ্কারটি আলাদা করে চোখে পড়ে। জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা কেবল বস্তুটির দূরত্ব নিয়ে উচ্ছ্বাস প্রকাশ করছেন না। তারা এই সম্ভাবনার মুখোমুখি হচ্ছেন যে তরুণ মহাবিশ্ব তার সবচেয়ে চরম কিছু ইঞ্জিনকে প্রত্যাশার চেয়ে দ্রুত তৈরি ও স্থিতিশীল করতে পেরেছিল। ১২.৮ বিলিয়ন বছর বিলম্বিত কোয়াসারের আলো একটি চ্যালেঞ্জ হয়ে আসছে: যে প্রক্রিয়ায় এই দানবগুলো তৈরি হয়েছে, তা অনেক মডেলের অনুমানের চেয়ে আগে এবং আরও দক্ষ হতে পারে।

এখনও পর্যন্ত, J0439+1634 একক কিন্তু শক্তিশালী একটি উদাহরণ। এর ঝিলমিল মহাজাগতিক ভোরে পর্যবেক্ষণের নতুন জানালা খুলেছে এবং সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোল কীভাবে গড়ে ওঠে তার তত্ত্বগুলোর মানদণ্ড বাড়িয়েছে। জ্যোতির্বিজ্ঞানে বড় পরিবর্তন প্রায়ই এভাবেই শুরু হয়: সম্পূর্ণ উত্তরের সঙ্গে নয়, বরং এমন একটি জেদি বস্তুর সঙ্গে, যা নির্ধারিত সময়মতো আচরণ করতে চায় না।

এই নিবন্ধটি Universe Today-এর প্রতিবেদনের ভিত্তিতে লেখা। মূল নিবন্ধ পড়ুন.