যে গ্যালাক্সিগুলি বিদ্যমান থাকা উচিত নয়

James Webb Space Telescope তার প্রথম গভীর-ক্ষেত্র পর্যবেক্ষণ প্রদান করা শুরু করার পর থেকে, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা একটি ক্রমাগত এবং উদ্বেগজনক ধাঁধার সম্মুখীন হয়েছেন: প্রাথমিক মহাবিশ্ব এমন গ্যালাক্সিগুলি ধারণ করে যা স্ট্যান্ডার্ড মহাজাগতিক মডেলগুলিতে মানানসই করার জন্য অনেক বেশি বিশাল। নতুন গবেষণা এখন সম্ভাব্য ব্যাখ্যা প্রদান করছে যে কীভাবে বিশাল গ্যালাক্সিগুলি Big Bang এর মাত্র ১.৪ বিলিয়ন বছর পরে গঠিত হতে পারে — এমন একটি সময়কাল যা আগে এই ধরনের বৃহৎ-মাপের কাঠামোগুলির উদ্ভূত হওয়ার জন্য অসম্ভবভাবে সংক্ষিপ্ত বলে বিবেচিত হয়েছিল।

মহাজাগতিকতার স্ট্যান্ডার্ড মডেল অনুসারে, গ্যালাক্সিগুলি শ্রেণিবদ্ধ সমাবেশের ধীরে ধীরে প্রক্রিয়ার মাধ্যমে গঠিত হয়। পদার্থের ছোট অংশগুলি কোটি কোটি বছর জুড়ে মিশে যায় ক্রমান্বয়ে বৃহত্তর কাঠামো গঠন করতে, আমাদের নিজস্ব Milky Way এর মতো বিশাল গ্যালাক্সিগুলির জন্য তাদের বর্তমান আকারে পৌঁছাতে অসংখ্য কোটি বছরের সংমিশ্রণ এবং সংযোজন প্রয়োজন। Milky Way এর ভরের সাথে প্রতিদ্বন্দ্বিতা করা একটি গ্যালাক্সি Big Bang এর ১.৫ বিলিয়ন বছরের কম সময়ে বিদ্যমান থাকা গতকাল রোপণ করা একটি বনে একটি সম্পূর্ণভাবে বৃদ্ধ ওক গাছ খুঁজে পাওয়ার মতো হবে।

James Webb টেলিস্কোপ কী প্রকাশ করেছে

James Webb Space Telescope (JWST), যা ডিসেম্বর ২০২১ সালে চালু হয়েছিল, বিশেষভাবে মহাবিশ্বের সবচেয়ে দূরবর্তী — এবং সেইজন্য সবচেয়ে পুরানো — বস্তুগুলি পর্যবেক্ষণ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছিল। এর অবলোহিত ক্যামেরাগুলি মহাজাগতিক ইতিহাসের প্রথম কয়েক শত মিলিয়ন বছরে গঠিত গ্যালাক্সিগুলি থেকে আলো সনাক্ত করতে পারে, এমন আলো যা ১৩ বিলিয়নেরও বেশি বছর জুড়ে মহাবিশ্বের সম্প্রসারণ দ্বারা অবলোহিত তরঙ্গদৈর্ঘ্যে প্রসারিত হয়েছে।

তার পর্যবেক্ষণের প্রথম বছরের মধ্যে, JWST চরম দূরত্বে কয়েকটি প্রার্থী গ্যালাক্সি চিহ্নিত করেছে যা প্রত্যাশিত তুলনায় অনেক বেশি তারকা ভর ধারণ করে বলে মনে হয়েছিল। গভীর এক্সপোজার এবং বর্ণালী বিশ্লেষণ নিশ্চিতকরণ সহ পরবর্তী পর্যবেক্ষণগুলি এটি শক্তিশালী করেছে যে এই বস্তুগুলি সত্যিকারের বিশাল এবং সত্যিকারের প্রাচীন, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা প্রাথমিকভাবে প্রস্তাব করেছিল এমন অনেক বিকল্প ব্যাখ্যাগুলি বাতিল করে।

সবচেয়ে সাম্প্রতিক বিশ্লেষণগুলি পরামর্শ দেয় যে এই প্রাথমিক গ্যালাক্সিগুলির মধ্যে কিছু তারকাগুলির দশ বিলিয়ন সৌর ভর রয়েছে — একটি বৃহৎ আধুনিক গ্যালাক্সির সাথে তুলনীয় — এমন একটি সময়ে যখন মহাবিশ্ব এর বর্তমান বয়সের মাত্র এক-দশমাংশ ছিল। এটি গ্যালাক্সি গঠনের বিদ্যমান মডেলগুলির জন্য একটি গুরুতর চ্যালেঞ্জ উপস্থাপন করে।

প্রস্তাবিত ব্যাখ্যা

এই ধরনের দ্রুত গ্যালাক্সি গঠন কীভাবে ঘটতে পারে তা ব্যাখ্যা করার জন্য বেশ কয়েকটি প্রক্রিয়া প্রস্তাব করা হয়েছে। একটি প্রধান অনুমান প্রাথমিক মহাবিশ্বে অস্বাভাবিক দক্ষতার সাথে তারকা গঠনকে জড়িত করে। স্ট্যান্ডার্ড মডেলগুলি অনুমান করে যে উপলব্ধ গ্যাসের একটি ছোট অংশ যেকোনো সময়ে তারকায় রূপান্তরিত হয়, বাকি অংশ সুপারনোভা এবং বিকিরণ চাপের মতো তারকা প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়া দ্বারা উত্তপ্ত এবং ছড়িয়ে দেওয়া হয়। যদি প্রাথমিক মহাবিশ্বের পরিস্থিতিগুলি অনেক বেশি তারকা গঠনের দক্ষতার অনুমতি দেয় — সম্ভবত উচ্চতর গ্যাস ঘনত্ব বা বিভিন্ন প্রতিক্রিয়া গতিশীলতার কারণে — তাহলে বিশাল গ্যালাক্সিগুলি প্রত্যাশিত চেয়ে দ্রুত একত্রিত হতে পারে।

আরেকটি সম্ভাবনা অতিবিশাল কালো গর্তের ভূমিকা জড়িত করে। ক্রমবর্ধমান প্রমাণ রয়েছে যে বিশাল কালো গর্তগুলি মহাজাগতিক ইতিহাসের অত্যন্ত প্রাথমিকে বিদ্যমান ছিল, এবং এই বস্তুগুলি বিশাল পরিমাণে গ্যাস আকর্ষণ করে এবং তাদের হোস্ট গ্যালাক্সিতে তীব্র তারকা গঠনকে ট্রিগার করে গ্যালাক্সি বৃদ্ধিকে ত্বরান্বিত করতে পারে। প্রাথমিক অতিবিশাল কালো গর্ত এবং তাদের হোস্ট গ্যালাক্সির মধ্যে সম্পর্ক বহিঃগ্যালাক্টিক জ্যোতির্বিজ্ঞানে গবেষণার সবচেয়ে সক্রিয় ক্ষেত্রগুলির একটি।

একটি তৃতীয় ব্যাখ্যা স্ট্যান্ডার্ড মহাজাগতিক মডেলের নিজেই পরিবর্তনগুলি আহ্বান করে। কিছু পদার্থবিজ্ঞানী পরামর্শ দিয়েছেন যে বিশাল প্রাথমিক গ্যালাক্সিগুলির প্রাচুর্য বিভিন্ন গাঢ় পদার্থ বৈশিষ্ট্য বা মহাজাগতিক সম্প্রসারণের বিকল্প মডেলগুলির প্রমাণ হতে পারে। যদিও এই প্রস্তাবগুলি অনুমানমূলক থাকে, পর্যবেক্ষণ এবং তত্ত্বের মধ্যে উত্তেজনা প্রকৃত গুরুতর তদন্তের যোগ্য।

  • JWST Big Bang এর মাত্র ১.৪ বিলিয়ন বছর পরে বিদ্যমান দশ বিলিয়ন সৌর ভরসম্পন্ন গ্যালাক্সিগুলি সনাক্ত করেছে
  • স্ট্যান্ডার্ড শ্রেণিবদ্ধ সমাবেশ মডেলগুলি পূর্বাভাস দেয় যে এই ধরনের বিশাল গ্যালাক্সিগুলি গঠন করতে অসংখ্য কোটি বছর সময় নেওয়া উচিত
  • সম্ভাব্য ব্যাখ্যাগুলির মধ্যে রয়েছে উচ্চতর তারকা গঠনের দক্ষতা, প্রাথমিক অতিবিশাল কালো গর্ত, বা মহাজাগতিক মডেলগুলিতে পরিবর্তন
  • বর্ণালী বিশ্লেষণ নিশ্চিতকরণ পর্যবেক্ষণগুলির জন্য অনেক বিকল্প ব্যাখ্যাগুলি বাতিল করেছে

মহাজাগতিকতার জন্য প্রভাব

অপ্রত্যাশিত বিশাল প্রাথমিক গ্যালাক্সিগুলির আবিষ্কারের গ্যালাক্সি গঠনের অধ্যয়নের বাইরে প্রসারিত প্রভাব রয়েছে। যদি মহাজাগতিকতার স্ট্যান্ডার্ড মডেল এই পর্যবেক্ষণগুলি মানানসই করতে পারে না, তবে এটি মৌলিক পদার্থবিজ্ঞানের আমাদের বোঝাপড়ার ফাঁকগুলিতে নির্দেশ করতে পারে — সম্ভাব্যভাবে গাঢ় পদার্থের প্রকৃতি, গাঢ় শক্তির আচরণ, বা অত্যন্ত প্রাথমিক মহাবিশ্বের পদার্থবিজ্ঞানকে জড়িত করে।

মহাজাগতিকতাবিদরা সাধারণত অপেক্ষাকৃত অল্প সংখ্যক পর্যবেক্ষণের উপর ভিত্তি করে স্ট্যান্ডার্ড মডেলে সংকট ঘোষণা করার বিষয়ে সতর্ক। JWST ডেটা এবং মহাজাগতিক পূর্বাভাসের মধ্যে পূর্বের স্পষ্ট উত্তেজনাগুলি কখনও কখনও সিস্টেমেটিক অনিশ্চয়তাগুলির আরও সতর্ক বিশ্লেষণ দ্বারা সমাধান করা হয়েছে, যেমন তারকা ভর অনুমানের ক্যালিব্রেশন বা ধুলা বাধাগ্রহণের প্রভাব।

তবে, বিভিন্ন বিশ্লেষণ কৌশল ব্যবহার করে একাধিক স্বাধীন অধ্যয়ন থেকে প্রমাণের সংগ্রহ পর্যবেক্ষণগুলিকে নিদর্শন হিসাবে বরখাস্ত করা ক্রমবর্ধমান কঠিন করছে। বৈজ্ঞানিক সম্প্রদায় এই দৃষ্টিভঙ্গিতে একত্রিত হচ্ছে যে এমনকি যদি স্ট্যান্ডার্ড মহাজাগতিক মডেল মৌলিকভাবে ভুল না হয়, এটি প্রথম বিলিয়ন বছরে কাঠামো কীভাবে গঠিত হয়েছে তার বর্ণনায় ন্যূনতম অপূর্ণ।

পরবর্তী-প্রজন্মের পর্যবেক্ষণের ভূমিকা

বিশাল প্রাথমিক গ্যালাক্সিগুলির ধাঁধা সমাধান করার জন্য উন্নত পর্যবেক্ষণ এবং উন্নত তাত্ত্বিক মডেল উভয়ই প্রয়োজন হবে। পর্যবেক্ষণ দিক থেকে, চলমান JWST প্রোগ্রামগুলি প্রাথমিক গ্যালাক্সিগুলির বৃহত্তর পরিসংখ্যানগত নমুনা তৈরি করছে, যা প্রকৃত বিসঙ্গতি এবং পরিসংখ্যানগত দুর্ঘটনার মধ্যে পার্থক্য করতে সাহায্য করবে। স্থল-ভিত্তিক টেলিস্কোপগুলি, চিলিতে আসন্ন Extremely Large Telescope সহ, পরিপূরক বর্ণালী বিশ্লেষণ ডেটা সরবরাহ করবে।

তাত্ত্বিক দিক থেকে, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা গ্যালাক্সি গঠনের ক্রমবর্ধমান পরিশীলিত কম্পিউটার সিমুলেশন চালাচ্ছেন যা আরও বাস্তবসম্মত পদার্থবিজ্ঞান অন্তর্ভুক্ত করে। এই সিমুলেশনগুলি অনুসন্ধান করতে শুরু করছে যে তারকা গঠনের দক্ষতা, প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়া, বা মহাবিশ্বের প্রাথমিক পরিস্থিতি সম্পর্কে অনুমান সামঞ্জস্য করা স্বাভাবিকভাবে বিশাল প্রাথমিক গ্যালাক্সিগুলি উৎপাদন করতে পারে যা JWST পর্যবেক্ষণ করেছে।

যা একটি বিভ্রান্তিকর মুঠোয় পর্যবেক্ষণ হিসাবে শুরু হয়েছিল তা আধুনিক জ্যোতির্বিজ্ঞানে সবচেয়ে আকর্ষণীয় খোলা প্রশ্নগুলির একটিতে বেড়ে উঠেছে। উত্তর, যখন এটি আসে, মহাবিশ্ব কীভাবে প্রাচীন অন্ধকার থেকে আমরা আজ পর্যবেক্ষণ করি এমন গ্যালাক্সিগুলির সমৃদ্ধ ট্যাপেস্ট্রিতে নিজেকে একত্রিত করেছে তার আমাদের বোঝাপড়াকে পুনর্নির্ধারণ করতে পারে।

এই নিবন্ধটি Universe Today দ্বারা রিপোর্টিং এর উপর ভিত্তি করে। মূল নিবন্ধটি পড়ুন।