JWST এখন পর্যন্ত দেখা সবচেয়ে রাসায়নিকভাবে আদিম প্রাথমিক গ্যালাক্সি শনাক্ত করল

তরুণ মহাবিশ্বের এক বিরল জানালা

James Webb Space Telescope ব্যবহারকারী জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা এমন একটি গ্যালাক্সি শনাক্ত করেছেন, যাকে তারা প্রাথমিক মহাবিশ্বে এখন পর্যন্ত দেখা সবচেয়ে রাসায়নিকভাবে আদিম গ্যালাক্সি বলে বর্ণনা করছেন। LAP1-B নামে পরিচিত এই বস্তুটি Big Bang-এর প্রায় 800 million years পরে ছিল এবং এতে hydrogen ও helium-এর চেয়ে ভারী মৌলগুলোর মাত্রা অত্যন্ত কম বলে মনে হচ্ছে।

এই আবিষ্কার গুরুত্বপূর্ণ, কারণ জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের ভাষায় metals নামে পরিচিত এই ভারী মৌলগুলো মহাবিশ্বের একেবারে শুরুর মুহূর্তগুলোতে ছিল না। এগুলো পরে নক্ষত্রের ভিতরে তৈরি হয় এবং stellar explosions-এর মাধ্যমে ছড়িয়ে পড়ে। তাই অত্যন্ত কম metal content-যুক্ত একটি গ্যালাক্সি নক্ষত্রগঠনের বহু প্রজন্ম মহাবিশ্বকে সমৃদ্ধ করার আগের cosmic পরিস্থিতির এক অস্বাভাবিক সরাসরি দৃশ্য দেয়।

ব্যবহারিক অর্থে, Cosmic Dark Ages থেকে বেরিয়ে আসার সময় প্রাথমিক গ্যালাক্সিগুলো কেমন ছিল, সে বিষয়ে উপলব্ধ সবচেয়ে স্পষ্ট ঝলকগুলোর একটি LAP1-B দিতে পারে।

ধাতু-দরিদ্র গ্যালাক্সি কেন এত গুরুত্বপূর্ণ

প্রাথমিক মহাবিশ্ব গঠনে সরল ছিল এবং পর্যবেক্ষণে কঠিন। Big Bang-এর পর matter প্রধানত hydrogen ও helium-এর মতো হালকা মৌল দ্বারা আধিপত্যশীল ছিল। প্রথম তারাগুলো, যেগুলোকে প্রায়ই Population III stars বলা হয়, তাদের core-এ ভারী মৌল তৈরি করে এবং পরে সেগুলো মহাকাশে ছড়িয়ে এই রাসায়নিক সরলতাকে বদলে দিয়েছিল বলে মনে করা হয়।

জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা বহুদিন ধরে সেই রূপান্তর-বিন্দুর যতটা সম্ভব কাছাকাছি থাকা ব্যবস্থাগুলো ধরতে চেয়েছেন। তা করলে প্রথম তারাগুলো কীভাবে গঠিত হয়েছিল, গ্যালাক্সিগুলো কত দ্রুত বিবর্তিত হতে শুরু করেছিল, এবং মহাবিশ্ব কীভাবে রাসায়নিকভাবে এত জটিল হয়ে পরে নক্ষত্র, গ্রহ এবং শেষ পর্যন্ত জীবনের উপযোগী হয়ে ওঠে, তা বোঝা সহজ হয়।

LAP1-B মূল্যবান কারণ এটি অত্যন্ত ম্লান এবং রাসায়নিকভাবে খুব কম বিবর্তিত। Big Bang-এর 800 million years পরেও যদি কোনো গ্যালাক্সিতে metal content খুব কম থাকে, তবে সেটি এমন পরিস্থিতি ধরে রাখতে পারে যা এক সময় ব্যাপক ছিল কিন্তু এখন খুঁজে পাওয়া কঠিন।

Webb এবং gravity পর্যবেক্ষণকে সম্ভব করেছে

Kanazawa University-এর Kimihiko Nakajima-র নেতৃত্বাধীন আন্তর্জাতিক দল high-redshift astronomy বদলে দেওয়া দুটি আধুনিক সরঞ্জাম ব্যবহার করেছে। প্রথমটি Webb itself, যার infrared instruments মহাবিশ্বের প্রসারণের কারণে visible spectrum থেকে সরে যাওয়া প্রাচীন আলো ধরতে পারে। দ্বিতীয়টি gravitational lensing, যা একটি বিশাল foreground object-এর gravity ব্যবহার করে পেছনের অনেক দূরের উৎসকে magnify করে।

এই সমন্বয় গবেষকদের এমন একটি অতি-ম্লান গ্যালাক্সি বিশ্লেষণ করতে সাহায্য করেছে, যা অন্যথায় অধ্যয়ন করা অত্যন্ত কঠিন হতো। Webb-এর spectrometers চূড়ান্ত প্রমাণ দিয়েছে, ফলে দলটি গ্যালাক্সির chemical makeup শুধু উপস্থিতি নয়, বরং বিশ্লেষণ করতে পেরেছে।

এখানেই ফলাফলটি সাধারণ দূরবর্তী গ্যালাক্সির ঘোষণার চেয়ে শক্তিশালী হয়ে ওঠে। অনেক প্রাথমিক মহাজাগতিক বস্তু শুধু ম্লান আলোর বিন্দু হিসেবে দেখা যায়, কিন্তু খুব কম ক্ষেত্রেই সেগুলো এত নিশ্চিতভাবে রাসায়নিকভাবে বর্ণনা করা যায় যে তাদের evolutionary state সম্পর্কে দাবি করা সম্ভব হয়। এখানে দলটি বলছে, তারা ঠিক সেটাই করতে পেরেছে।

LAP1-B প্রথম নক্ষত্রদের সম্পর্কে কী বলতে পারে

বিস্তৃত বৈজ্ঞানিক আগ্রহ একটি গ্যালাক্সির বাইরেও যায়। জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা দশক ধরে সেই প্রথম stellar populations-এর প্রমাণ খুঁজছেন, যারা মহাবিশ্বকে enrich করতে শুরু করেছিল। ধারণা করা হয়, সেই তারাগুলো ছিল বিশাল, স্বল্পস্থায়ী এবং সরাসরি দেখা কঠিন। কিন্তু তাদের চিহ্ন এমন গ্যালাক্সিতেও থেকে যেতে পারে, যেগুলো enrichment এখনও খুব কম থাকা অবস্থায় তৈরি হয়েছিল।

যদি LAP1-B সত্যিই এখন পর্যন্ত জানা সবচেয়ে ধাতু-দরিদ্র প্রাথমিক গ্যালাক্সি হয়, তবে এটি প্রথম দফার star formation দ্বারা গঠিত পরিবেশের proxy হিসেবে কাজ করতে পারে। primordial gas clouds কত দ্রুত ভেঙে পড়েছিল, প্রথম supernovae আশপাশের পদার্থকে কীভাবে বদলেছিল, এবং পরবর্তী গ্যালাক্সিগুলো ভারী মৌল কত দ্রুত উত্তরাধিকারসূত্রে পেয়েছিল, তা গবেষকরা এর মাধ্যমে পরীক্ষা করতে পারেন।

গবেষণাটি May 13-এ Nature-এ প্রকাশিত হওয়ায় এটি দ্রুত পরিবর্তনশীল একটি ক্ষেত্রের অংশ। Webb ইতিমধ্যেই প্রাথমিক গ্যালাক্সিগুলো কত উজ্জ্বল, কত বড় এবং কত গঠিত হতে পারে সে সম্পর্কে প্রত্যাশা বদলে দিয়েছে। LAP1-B-এর মতো একটি রাসায়নিকভাবে আদিম ব্যবস্থা ভিন্ন ধরনের প্রমাণ যোগ করে, ইঙ্গিত দেয় যে প্রাথমিক মহাবিশ্বের আশ্চর্যজনক বৈচিত্র্যের নিচে এখনো এমন বস্তু আছে, যারা আরও primordial অবস্থা ধরে রেখেছে।

বড় চিত্র

Epoch of Reionization মহাজাগতিক ইতিহাসের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ, কিন্তু কঠিন সময়গুলোর একটি। এই সময়ে প্রথম luminous sources সমগ্র মহাবিশ্বে ছড়িয়ে থাকা neutral hydrogen fog-কে বদলাতে শুরু করে। সেই সময়ে থাকা গ্যালাক্সিগুলো বোঝা, আধুনিক মহাবিশ্ব কীভাবে দৃশ্যমান ও গঠিত হলো তা বোঝার জন্য অপরিহার্য।

LAP1-B একাই এই গল্প সমাধান করে না। কিন্তু এটি এক বিরল anchor point দেয়। এটি এমন এক অতি-ম্লান ব্যবস্থা, যা মহাবিশ্ব তখনও খুব তরুণ থাকা অবস্থায় দেখা গেছে, আর এর প্রবল metal poverty ইঙ্গিত দেয় যে এটি পরবর্তী গ্যালাক্সিগুলোর তুলনায় খুব কম chemical processing-এর মধ্য দিয়ে গেছে।

এর ফলে এই আবিষ্কার শুধু একটি record claim নয়। এটি দেখায় Webb কীভাবে শাস্ত্রটিকে detection থেকে diagnosis-এর দিকে বদলে দিচ্ছে। জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা এখন আর শুধু প্রাচীন গ্যালাক্সি খুঁজছেন না। তারা তাদের histories বিস্তারিতভাবে পড়তে শুরু করেছেন, আর LAP1-B-র ক্ষেত্রে সেই ইতিহাস chemical complexity-র একেবারে শুরু পর্যন্ত পৌঁছায় বলে মনে হচ্ছে।

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