প্রারম্ভিক ব্ল্যাক হোল বৃদ্ধির ওপর আলোকপাত করতে পারে এমন বিরল দূরবর্তী কোয়াসার ইউক্লিডের চোখে ধরা পড়ল

ইউক্লিডের নতুন শনাক্তকরণ মহাবিশ্বের প্রথম এক বিলিয়ন বছরেরও গভীরে পৌঁছে গেছে

আধুনিক জ্যোতির্পদার্থবিজ্ঞানের সবচেয়ে কঠিন সমস্যাগুলোর একটি হলো, প্রারম্ভিক মহাবিশ্বে মহাবিশাল ব্ল্যাক হোল এত দ্রুত কীভাবে বেড়ে উঠল তা ব্যাখ্যা করা। ইউরোপীয় মহাকাশ সংস্থার ইউক্লিড মহাকাশ দূরবীক্ষণ থেকে পাওয়া নতুন কোয়াসার শনাক্তকরণ এই ধাঁধা সরাসরি সমাধান করে না, তবে যেখানে জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের সবচেয়ে বেশি প্রয়োজন ঠিক সেখানেই গুরুত্বপূর্ণ তথ্য যোগ করে: সেই যুগ, যখন মহাবিশ্বের শুরু হওয়ার এক বিলিয়ন বছরেরও কম সময়ের মধ্যে প্রথম বিশাল ব্ল্যাক হোলগুলো ইতিমধ্যেই জ্বলছিল।

প্রদত্ত উৎস লেখার মতে, Astronomy & Astrophysics-এ সদ্য প্রকাশিত একটি গবেষণাপত্র জানায় যে গবেষকেরা ইউক্লিডের বিস্তৃত-কোণীয় জরিপের প্রথম দেড় বছরে ৩১টি নতুন কোয়াসার খুঁজে পেয়েছেন। এর মধ্যে রয়েছে এখন পর্যন্ত পর্যবেক্ষিত সবচেয়ে দূরবর্তী কোয়াসারগুলোর দুটিও। এই শনাক্তকরণগুলো প্রায় ৩,০০০ বর্গ ডিগ্রি আকাশ-আচ্ছাদন থেকে এসেছে, এবং পরবর্তী স্পেকট্রোস্কোপি করা হয়েছে কেক, মাগেলান ও লার্জ বাইনোকুলার টেলিস্কোপ অবজারভেটরি ব্যবহার করে।

এই সমন্বয়টি গুরুত্বপূর্ণ। ইউক্লিডের জরিপ ক্ষমতা আকাশের বড় অংশ জুড়ে সম্ভাব্য বস্তু শনাক্ত করতে পারে, কিন্তু বস্তুগুলো কী এবং মহাজাগতিক ইতিহাসে তারা কোথায় অবস্থান করছে তা নিশ্চিত করতে স্পেকট্রোস্কোপি সাহায্য করে। এই ক্ষেত্রে, ফলাফল হলো অত্যন্ত দূরবর্তী কোয়াসারের একটি নতুন সংগ্রহ, যাকে ব্যবহার করে মহাবিশ্বের প্রারম্ভিক পর্যায়ে ব্ল্যাক হোল ও গ্যালাক্সি কীভাবে বিবর্তিত হয়েছে তা অনুসন্ধান করা যায়।

কোয়াসার কেন এত উপকারী

কোয়াসার মহাবিশ্বের সবচেয়ে উজ্জ্বল পরিচিত বস্তুর মধ্যে অন্যতম, কারণ এদের কেন্দ্রে থাকা ব্ল্যাক হোল সরাসরি আলো নির্গত করে বলে নয়, বরং ভেতরে পড়তে থাকা পদার্থ ভিতরের দিকে ঘুরতে ঘুরতে উত্তপ্ত হয়ে ওঠে বলে। প্রদত্ত নিবন্ধে ইম্পেরিয়াল কলেজ লন্ডনের জ্যোতির্পদার্থবিদ ড্যানিয়েল মোর্টলকের উদ্ধৃতিতে মূল চিত্রটি ব্যাখ্যা করা হয়েছে: বড় গ্যালাক্সির কেন্দ্রে থাকে মহাবিশাল ব্ল্যাক হোল, আর যখন পদার্থ সেগুলোর মধ্যে পড়ে গিয়ে উত্তপ্ত হয়, তখন তা আশপাশের পুরো গ্যালাক্সির সব তারার চেয়েও উজ্জ্বল হয়ে উঠতে পারে। সেই তীব্র বিকিরণই জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা কোয়াসার হিসেবে দেখেন।

সবচেয়ে দূরবর্তী কোয়াসারগুলো বিশেষভাবে মূল্যবান, কারণ তারা খুবই তরুণ মহাবিশ্বের একধরনের নির্দেশচিহ্নের মতো কাজ করে। যদি জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা এত প্রাথমিক এক যুগেই ইতিমধ্যেই একটি বিশাল ও উজ্জ্বল কোয়াসার দেখতে পান, তবে সেটিকে চালানো ব্ল্যাক হোলকে অবশ্যই দ্রুত গঠিত হয়ে বেড়ে উঠতে হয়েছে। এখানেই আরও গভীর রহস্যের উৎস। মানক বৃদ্ধিপ্রক্রিয়া দিয়ে ব্যাখ্যা করা কঠিন হতে পারে, কীভাবে কিছু ব্ল্যাক হোল বিগ ব্যাং-এর এত অল্প সময় পরেই এত বিশাল হয়ে উঠল।

অন্য কথায়, প্রতিটি নতুন উচ্চ-রেডশিফট কোয়াসার কেবল একটি আলোর বিন্দু নয়। এটি সময়, বৃদ্ধির হার, এবং মহাবিশ্বের প্রথম কয়েকশো মিলিয়ন বছরের পরিবেশগত অবস্থার প্রমাণ। এ ধরনের আরও বস্তু খুঁজে পাওয়া গবেষকদেরকে প্রারম্ভিক ব্ল্যাক হোল বিবর্তন সম্পর্কে আরও কম কাহিনিনির্ভর, আরও বেশি পরিসংখ্যানভিত্তিক ছবি গড়তে সাহায্য করে।

প্রথম কোয়াসার ও পরবর্তী গ্যালাক্সির মধ্যে সেতু

নতুন ইউক্লিড শনাক্তকরণের তাৎপর্যের একটি অংশ নমুনা নির্মাণে নিহিত। উদাহরণ খুব কম হলে বিরল বস্তু বোঝা কঠিন। জরিপের প্রথম ১৮ মাসে ৩১টি নতুন কোয়াসার শনাক্ত হওয়ায় জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা উজ্জ্বলতা, দূরত্ব এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্য বিস্তৃত একটি জনসংখ্যার মধ্যে তুলনা করার আরও সুযোগ পাচ্ছেন। বিশেষ করে অত্যন্ত দূরবর্তী দুটি শনাক্তকরণ উল্লেখযোগ্য, কারণ সেগুলো গ্যালাক্সি গঠনের ভোরের দিকে পর্যবেক্ষণকে প্রসারিত করে।

প্রদত্ত পাঠ্য এই বস্তুগুলোকে সবচেয়ে প্রাচীন মহাবিশাল ব্ল্যাক হোল বোঝার ক্ষেত্রে একটি গুরুত্বপূর্ণ সংযোগ হিসেবে তুলে ধরে, এবং উপস্থাপিত প্রমাণের এটি ন্যায্য ব্যাখ্যা। বিশাল সর্পিল গ্যালাক্সি মহাজাগতিক সময়জুড়ে সাধারণ, এবং আজ জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা মনে করেন, মিল্কি ওয়ে-সহ প্রায় সব বড় গ্যালাক্সির কেন্দ্রে মহাবিশাল ব্ল্যাক হোল থাকে। প্রারম্ভিক মহাবিশ্বের সক্রিয় কোয়াসার পর্যায় অনুসরণ করলে অতীতের উজ্জ্বল, জ্বালানিসমৃদ্ধ ব্ল্যাক হোলগুলোকে আজ দেখা শান্ত গ্যালাক্টিক কেন্দ্ৰের সঙ্গে যুক্ত করা যায়।

এই কারণেই কোয়াসার, যদিও আগের মতো সাংস্কৃতিকভাবে ততটা prominent নয়, তবু বৈজ্ঞানিকভাবে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। তারা কেবল অদ্ভুত ব্যতিক্রম নয়। তারা ব্ল্যাক হোল ও গ্যালাক্সির সহ-বিবর্তন, এমনকি তীব্র প্রাথমিক অ্যাক্রিশন কীভাবে নক্ষত্র-গঠন, গ্যালাক্টিক গঠন এবং আশপাশের আন্তঃগ্যালাক্টিক পরিবেশকে প্রভাবিত করতে পারে, তা অধ্যয়নের একটি উপায়।

অনুসন্ধানে ইউক্লিডের ভূমিকা

ইউক্লিডকে বিস্তৃত-ক্ষেত্রের মহাজাগতিক জরিপের জন্য তৈরি করা হয়েছে, এবং এই ফলাফল সেই কৌশলের মূল্য দেখায়। বিরল উচ্চ-রেডশিফট কোয়াসার আকাশজুড়ে ছড়িয়ে-ছিটিয়ে থাকে, তাই সেগুলো দক্ষতার সঙ্গে খুঁজে পেতে পৌঁছনো ও পরিসর দুটোই দরকার। উৎসে উদ্ধৃত প্রায় ৩,০০০ বর্গ ডিগ্রির জরিপ এলাকা সেই বিষয়টিকে স্পষ্ট করে। এগুলো এমন লক্ষ্য নয় যা ছোট, সংকীর্ণ প্রচারণায় সহজে ধরা পড়ে।

পরবর্তী পর্যবেক্ষণ এটাও দেখায় যে আধুনিক জ্যোতির্বিজ্ঞান ক্রমশ সমন্বিত একটি ব্যবস্থার মতো কাজ করে। একটি মহাকাশ দূরবীক্ষণ আশাব্যঞ্জক প্রার্থী শনাক্ত করতে পারে, কিন্তু নিশ্চিতকরণ প্রায়ই সঠিক স্পেকট্রোস্কোপিক যন্ত্রসহ বড় ভূ-ভিত্তিক পর্যবেক্ষণাগারের ওপর নির্ভর করে। কেক, মাগেলান এবং লার্জ বাইনোকুলার টেলিস্কোপ এই শনাক্তকরণগুলো যাচাই করতে ভূমিকা রেখেছে। জরিপ থেকে আবিষ্কার এবং বিস্তারিত নিশ্চিতকরণের এই হস্তান্তর এখন প্রান্তিক জ্যোতির্পদার্থবিজ্ঞানের কেন্দ্রীয় অংশ।

বিস্তৃত অর্থে, ইউক্লিড তার জরিপ আরও বিস্তৃত করলে ভবিষ্যতে আরও অনেক এমন আবিষ্কার দিতে পারে। প্রথম দেড় বছরেই এটি ডজনখানেক নতুন কোয়াসার এবং সর্বাধিক দূরবর্তী জানা বস্তুগুলোর মধ্যে দুটিকে শনাক্ত করেছে। এই গতি বজায় থাকলে, প্রারম্ভিক ব্ল্যাক হোল গঠন ও বৃদ্ধির মডেল পরীক্ষা করার জন্য উপলব্ধ ডেটাসেটকে এই দূরবীক্ষণ উল্লেখযোগ্যভাবে শক্তিশালী করতে পারে।

পুরোনো প্রশ্ন, আরও তীক্ষ্ণ নতুন প্রমাণ

উৎস লেখাটি কোয়াসার গবেষণার দীর্ঘ ইতিহাসে এই আবিষ্কারকে স্থাপন করেছে, ১৯৫০-এর দশকে রেডিও স্পেকট্রামে তাদের প্রথম শনাক্তকরণ থেকে শুরু করে পরে বোঝা যায় যে তারা মহাবিশাল ব্ল্যাক হোল দ্বারা চালিত। এই ঐতিহাসিক ধারা গুরুত্বপূর্ণ, কারণ এটি দেখায় যে ক্ষেত্রটি প্রাথমিক শনাক্তকরণ থেকে উদ্ভব-সংক্রান্ত প্রশ্নে কীভাবে রূপান্তরিত হয়েছে। জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা এখন আর কোয়াসার কী, সেই প্রশ্ন করেন না। তারা জিজ্ঞেস করেন, সবচেয়ে প্রাথমিক ও সবচেয়ে চরম উদাহরণগুলো এত দ্রুত কীভাবে দেখা দিল, এবং তা তরুণ মহাবিশ্ব সম্পর্কে কী বলে।

নতুন ইউক্লিড শনাক্তকরণগুলো এখনও চূড়ান্ত উত্তর দেয় না। তবে এগুলো প্রমাণভিত্তিকে উন্নত করে। আরও নিশ্চিত হওয়া দূরবর্তী কোয়াসার মানে এমন বস্তু কতটা সাধারণ ছিল, তারা কতটা উজ্জ্বল হয়েছিল, এবং অন্তর্নিহিত ব্ল্যাক হোলগুলো কত তাড়াতাড়ি গঠিত হতে হয়েছিল, সে বিষয়ে আরও ভালো সীমা নির্ধারণ করা। তাত্ত্বিক মডেলের জন্য, এটাই এমন পর্যবেক্ষণগত চাপ, যা অগ্রগতিকে এগিয়ে দেয়।

এখনের জন্য মূল বার্তা সরল। ইউক্লিডের প্রাথমিক জরিপ ডেটা ইতিমধ্যেই ৩১টি নতুন কোয়াসার উন্মোচন করেছে, যার মধ্যে এখন পর্যন্ত দেখা সবচেয়ে দূরবর্তী দুটিও রয়েছে। এটি জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের সামনে কসমোলজির সবচেয়ে স্থায়ী সমস্যাগুলোর একটির বিরুদ্ধে নতুন সুবিধা দেয়: মহাবিশ্ব কীভাবে এত দ্রুত, এত প্রাথমিকভাবে, এবং এত বিশাল পরিসরে মহাবিশাল ব্ল্যাক হোল তৈরি করল।

এই নিবন্ধটি Universe Today-এর প্রতিবেদন অবলম্বনে তৈরি। মূল নিবন্ধ পড়ুন.