অদ্ভুত প্রারম্ভিক মহাবিশ্বের ছায়াপথগুলি গঠিত হয়েছিল অদ্ভুত, বিশাল নক্ষত্র দ্বারা

কেন প্রারম্ভিক মহাবিশ্ব এত অদ্ভুত দেখাচ্ছিল

যখন জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা বিলিয়ন আলোকবর্ষ জুড়ে তাকান, তখন তারা সময়ের দিকে পিছনে তাকাচ্ছেন, এবং তারা যা দেখেন তা আমাদের মহাজাগতিক প্রতিবেশে ছড়িয়ে থাকা সুশৃঙ্খল সর্পিল ও উপবৃত্তাকার ছায়াপথগুলির সাথে মেলে না। প্রারম্ভিক মহাবিশ্বের ছায়াপথগুলি, এবং তাদের ভিতরে জ্বলন্ত নক্ষত্রগুলি, লক্ষণীয়ভাবে আরও অদ্ভুত দেখায়, এবং গবেষকরা দীর্ঘদিন ধরে জানতে চেয়েছেন কেন। ইউনিভার্সিটি অফ ইউটার একটি দল একটি অস্বাভাবিক দৃষ্টিকোণ থেকে সেই প্রশ্নটি আক্রমণ করছে: শুধুমাত্র হাবল যে ক্ষীণতম, সবচেয়ে দূরবর্তী বস্তুগুলি সনাক্ত করতে পারে সেগুলিতে মনোনিবেশ করার পরিবর্তে, তারা নিকটবর্তী নক্ষত্রগুলি অধ্যয়ন করছে যেগুলি প্রাচীন নক্ষত্রগুলির প্রতিনিধি হিসেবে কাজ করে।

মহাবিশ্বের প্রাচীনতম নক্ষত্রগুলি বিগ ব্যাং-এর প্রায় ১০০ মিলিয়ন বছর পরে গঠিত হতে শুরু করে। তারা দ্রুত বেঁচে ছিল, অল্প বয়সে মারা গিয়েছিল, এবং তারা যে উপাদানগুলি তৈরি করেছিল তা মহাকাশে ছড়িয়ে দিয়েছিল, যেখানে সেই উপাদান পরবর্তী প্রজন্মের নক্ষত্রগুলিতে পুনর্ব্যবহৃত হয়েছিল। সেই পথে, তারা তাদের আয়োজক ছায়াপথগুলিকে পুনর্গঠিত করেছিল, একটি ফিডব্যাক প্রক্রিয়া যা জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা এখনও বিস্তারিতভাবে মডেল করার চেষ্টা করছেন।

দূর অতীতের একটি নিকটবর্তী শর্টকাট

ইউনিভার্সিটি অফ ইউটার পদার্থবিজ্ঞানের সহকারী অধ্যাপক এবং জ্যোতির্বিজ্ঞানী গ্রেস টেলফোর্ডের নেতৃত্বে, দলটি ট্রেজারি অফ এক্সট্রিমলি মেটাল-পুওর O স্টারস, বা TEMPOS নামে একটি সমীক্ষা পরিচালনা করেছে। ১৩ বিলিয়ন বছরেরও বেশি আগে জ্বলজ্বলে নক্ষত্রগুলির দুর্বল আলো ধরার চেষ্টা করার পরিবর্তে, সমীক্ষাটি তুলনামূলকভাবে কাছাকাছি ছায়াপথের নক্ষত্রগুলি পরীক্ষা করেছে যেগুলি তাদের প্রাচীন সমকক্ষগুলির সাথে গুরুত্বপূর্ণ ভৌত বৈশিষ্ট্য ভাগ করে নেয়।

পর্যবেক্ষণগুলি সেই নক্ষত্রগুলি থেকে নির্গত অতিবেগুনি আলোর উপর নির্ভর করেছিল, যা হাবল স্পেস টেলিস্কোপের কসমিক অরিজিনস স্পেকট্রোগ্রাফ দিয়ে সনাক্ত করা হয়েছিল। অতিবেগুনি বিকিরণ সবচেয়ে উষ্ণ এবং সবচেয়ে বিশাল নক্ষত্রগুলির মধ্যে একটি গুরুত্বপূর্ণ জানালা দেয়, এবং এর বেশিরভাগই পৃথিবীর বায়ুমণ্ডল দ্বারা অবরুদ্ধ, যার কারণেই এই ধরনের কাজের জন্য বায়ুমণ্ডলের উপরে হাবলের অবস্থান এত গুরুত্বপূর্ণ।

প্রাচীন নক্ষত্রের আঙুলের ছাপ পড়া

জ্যোতির্বিজ্ঞানে, একটি নক্ষত্রকে ধাতু-দরিদ্র বলা মানে এই নয় যে এতে দৈনন্দিন অর্থে লোহা বা নিকেলের অভাব রয়েছে। এর মানে হল নক্ষত্রটিতে হিলিয়ামের চেয়ে ভারী যেকোনো উপাদানের কেবলমাত্র চিহ্ন পরিমাণ রয়েছে। নবজাতক মহাবিশ্ব প্রায় সম্পূর্ণভাবে হাইড্রোজেন এবং হিলিয়াম দিয়ে গঠিত ছিল, তাই প্রথম নক্ষত্রগুলির কাজ করার জন্য কার্যত কোনও ভারী উপাদান ছিল না। একইভাবে কম ধাতু উপাদানযুক্ত স্থানীয় নক্ষত্রগুলি সনাক্ত করে, টেলফোর্ডের দল একটি ডেটাসেট একত্রিত করছে যা সেই অবস্থার পদার্থবিজ্ঞানকে ঘনিষ্ঠভাবে অধ্যয়ন করার অনুমতি দেয়, যা পর্যবেক্ষণযোগ্য মহাবিশ্বের প্রান্তে অবস্থিত বস্তুগুলির জন্য সরাসরি করা অসম্ভব।

বিশাল নক্ষত্রের অতিরিক্ত প্রভাব

TEMPOS দ্বারা লক্ষ্য করা নক্ষত্রগুলি বিশাল, এবং সেই বৈশিষ্ট্যটি ছায়াপথগুলি কীভাবে বিবর্তিত হয় তার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। টেলফোর্ড ব্যাখ্যা করেন যে এই ধরনের নক্ষত্রগুলি অত্যন্ত গরম এবং উজ্জ্বলভাবে জ্বলে, তাদের জ্বালানির মধ্য দিয়ে দ্রুত ছুটে যায় এবং সুপারনোভা বিস্ফোরণ হিসাবে তাদের সংক্ষিপ্ত জীবন শেষ করে যা তাদের চারপাশের গ্যাসে প্রচুর পরিমাণে শক্তি এবং উপাদান জমা করে। সেই প্রক্রিয়ার মাধ্যমে, তারা আশেপাশের গ্যাসকে উত্তপ্ত করে এবং নিয়ন্ত্রণ করে যে এর কতটা ঠান্ডা থাকতে পারে যাতে এটি ভেঙে পড়ে এবং নতুন নক্ষত্র তৈরি করতে পারে, কার্যকরভাবে তাদের আয়োজক ছায়াপথগুলির বিবর্তনীয় পথ পরিচালনা করে।

সেই নিয়ন্ত্রক ভূমিকা একটি কারণ যে প্রারম্ভিক মহাবিশ্ব আমরা যে মহাবিশ্বে বাস করি তার থেকে এত আলাদা দেখাচ্ছিল। যখন বিশাল নক্ষত্রগুলি সাধারণ, তখন তারা পরপর ঢেউয়ে নক্ষত্র গঠনকে দমন বা ট্রিগার করতে পারে, ছায়াপথগুলিকে অস্বাভাবিক আকার, রঙ এবং নাক্ষত্রিক জনসংখ্যা দিয়ে রেখে যায়। তাই প্রথম প্রজন্মের নক্ষত্রগুলি কীভাবে আচরণ করেছিল তা বোঝা সরাসরি প্রথম ছায়াপথগুলি কীভাবে একত্রিত হয়েছিল তা বোঝার দিকে পরিচালিত করে।

O-টাইপ দৈত্য থেকে উলফ-রায়েট বায়ু পর্যন্ত

O-টাইপ নক্ষত্রগুলি মহাবিশ্বের সবচেয়ে বড় এবং উজ্জ্বল নক্ষত্রগুলির মধ্যে স্থান পায়, এবং তারা নাক্ষত্রিক মানদণ্ড অনুসারে সংক্ষিপ্ত জীবনযাপন করে। তাদের মধ্যে কিছু,当他们 তাদের অস্তিত্বের শেষের দিকে এগিয়ে যায়, উলফ-রায়েট নক্ষত্রে পরিণত হয়, যা শক্তিশালী নাক্ষত্রিক বায়ুর মাধ্যমে মহাকাশে প্রচুর পরিমাণে ভর নিক্ষেপ করে। সেই বায়ুগুলি নক্ষত্রগুলির বাইরের স্তরগুলি ছিঁড়ে ফেলে এবং তাদের গরম অভ্যন্তরীণ অঞ্চলগুলি উন্মোচিত করে। উলফ-রায়েট সিস্টেমগুলির পর্যবেক্ষণ, বাইনারি জোড়া সহ, জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের সেই তীব্র ভর ক্ষতি বুঝতে সাহায্য করে যা বিশাল নক্ষত্রগুলির শেষ অধ্যায়গুলিকে আকার দেয় এবং তারা যে রাসায়নিক সমৃদ্ধি রেখে যায়।

সময়ের মধ্যে হাবলের দীর্ঘ পিছনে তাকানো

১৯৯৫ সালে তার প্রথম ডিপ ফিল্ড সমীক্ষার পর থেকে যতটা সম্ভব মহাজাগতিক সময়ের মধ্যে পিছনে তাকানো হাবল স্পেস টেলিস্কোপের একটি কেন্দ্রীয় মিশন হয়ে দাঁড়িয়েছে। এমনকি সেই প্রাথমিক চিত্রগুলিতেও, ক্ষুদ্র, দূরবর্তী ছায়াপথগুলি অদ্ভুত দেখাচ্ছিল, বাড়ির কাছাকাছি আমরা যে ছায়াপথগুলি দেখি তার সাথে পুরোপুরি মিলছিল না। সেই অমিল একটি মুরগি-এবং-ডিমের প্রশ্ন উত্থাপন করেছিল যা এখনও গবেষণাকে চালিত করে: নক্ষত্রগুলি কি প্রথমে গঠিত হয়েছিল, নাকি ছায়াপথগুলি?

প্রমাণ ইঙ্গিত করে যে নক্ষত্রগুলি প্রথমে এসেছিল। প্রথম নক্ষত্রগুলি সম্ভবত দৈত্যাকার ছিল, নবজাতক মহাবিশ্বে উপলব্ধ হাইড্রোজেনের বিশাল ভান্ডার থেকে গঠিত, এবং তারা সূর্যের চেয়ে দশ গুণেরও বেশি বিশাল ছিল। তাদের বিশাল আকার এবং উজ্জ্বলতার অর্থ ছিল তারা প্রচণ্ডভাবে বেঁচে ছিল এবং দ্রুত মারা গিয়েছিল, মহাবিশ্বকে ভারী উপাদান দিয়ে বপন করেছিল এবং পরবর্তী ছায়াপথগুলির জন্য মঞ্চ প্রস্তুত করেছিল। Population III নক্ষত্র, যেমন এই প্রথম প্রজন্মকে জানা যায়, বিগ ব্যাং-এর কয়েকশ মিলিয়ন বছর পরে গঠিত হয়েছিল এবং আজ কার্যত অদৃশ্য কারণ তারা অনেক আগে অদৃশ্য হয়ে গিয়েছিল।

ছায়াপথের বিবর্তনের জন্য এটি কেন গুরুত্বপূর্ণ

স্থানীয় ধাতু-দরিদ্র O নক্ষত্রগুলি সনাক্ত করে এবং তাদের অতিবেগুনি বর্ণালী অধ্যয়ন করে, TEMPOS দল একটি রেফারেন্স লাইব্রেরির মতো কিছু একত্রিত করছে, নিকটবর্তী বস্তুগুলির একটি সেট যাদের পরিমাপ করা আচরণ প্রাচীনতম নাক্ষত্রিক প্রজন্মের মডেলগুলিকে অবহিত করতে পারে। অ্যানালগ নক্ষত্র থেকে নির্মিত মডেলগুলি জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের এমন নক্ষত্র সম্পর্কে যুক্তি দেওয়ার একটি উপায় দেয় যা তারা কখনও সরাসরি পর্যবেক্ষণ করতে পারবে না।

• Population III নক্ষত্রের উন্নত মডেল: নিকটবর্তী ধাতু-দরিদ্র O নক্ষত্রগুলি ভর, তাপমাত্রা এবং ভর-ক্ষতির হারের জন্য পরিমাপযোগ্য বেঞ্চমার্ক সরবরাহ করে যা প্রথম নাক্ষত্রিক প্রজন্মে স্কেল করা যেতে পারে।
• ছায়াপথ সমাবেশের স্পষ্ট চিত্র: যেহেতু বিশাল নক্ষত্রগুলি নক্ষত্র গঠনের জন্য উপলব্ধ গ্যাস নিয়ন্ত্রণ করে, তাদের আচরণ ছায়াপথগুলি কখন এবং কোথায় নতুন নক্ষত্র তৈরি করে তা আকার দেয়।
• দূরবর্তী পর্যবেক্ষণের উন্নত ব্যাখ্যা: যখন হাবল এবং তার উত্তরসূরিরা দূরবর্তী ছায়াপথগুলির আলো ধারণ করে, তখন TEMPOS দ্বারা অবহিত মডেলগুলি কী দেখা হচ্ছে তা ব্যাখ্যা করতে সহায়তা করে।
• মহাজাগতিক সময় জুড়ে একটি সেতু: সমীক্ষাটি আজ সূক্ষ্মভাবে অধ্যয়ন করা যায় এমন নক্ষত্রগুলিকে মহাবিশ্বের প্রথম ছায়াপথগুলিকে আকার দেওয়া অপ্রাপ্য নক্ষত্রগুলির সাথে সংযুক্ত করে।

সামনের পথ

TEMPOS ডেটাসেট গভীর জ্যোতিঃপদার্থবৈজ্ঞানিক অধ্যয়নের যোগ্য নক্ষত্রগুলি চিহ্নিত করতে ব্যবহৃত হচ্ছে, এবং প্রতিটি নতুন লক্ষ্য বিশাল, ধাতু-দরিদ্র নক্ষত্রগুলি কীভাবে আচরণ করে তার একটি ক্রমবর্ধমান সূক্ষ্ম চিত্রে বিশদ যোগ করে। কাজটি কেবল দূর অতীত সম্পর্কে কৌতূহল মেটায় না; এটি জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা প্রতিটি নতুন ডিপ-ফিল্ড চিত্র ব্যাখ্যা করতে ব্যবহার করা তাত্ত্বিক সরঞ্জামগুলিকেও তীক্ষ্ণ করে, হাবলের আর্কাইভ থেকে ভবিষ্যতের মানমন্দির পর্যন্ত।

প্রারম্ভিক মহাবিশ্ব আমাদের কল্পনায় একটি অদ্ভুত জায়গা থেকে যায়, বিশাল, স্বল্পজীবী নক্ষত্রের একটি মহাবিশ্ব যাদের বিস্ফোরণ তরুণ ছায়াপথগুলিকে আলোকিত করেছিল এবং তাদের চারপাশের গ্যাসকে সমৃদ্ধ করেছিল। টেলফোর্ড এবং তার সহকর্মীরা সেই অদ্ভুততাকে পাঠযোগ্য করে তুলতে কাজ করছেন, নক্ষত্রে নক্ষত্রে, নিকটতম উপলব্ধ অ্যানালগগুলি ব্যবহার করে মহাজাগতিক ইতিহাসের একটি অধ্যায় পুনর্গঠন করতে যা মিল্কিওয়ে আকার নেওয়ার অনেক আগেই শেষ হয়েছিল।

এই নিবন্ধটি Universe Today-এর প্রতিবেদনের উপর ভিত্তি করে। মূল নিবন্ধ পড়ুন।