খাবার গ্রহণের পর পদার্থ উৎক্ষেপণ করতে দেখা গেল ব্ল্যাক হোলকে

একটি দ্বৈত ব্ল্যাক হোল ব্যবস্থা খাদ্যগ্রহণ ও উৎক্ষেপণের বিরল আগে-পরের দৃশ্য জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের সামনে তুলে ধরেছে

Swift J1727.8−1613 নামের দ্বৈত ব্ল্যাক হোল ব্যবস্থার নতুন পর্যবেক্ষণের কথা জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা জানিয়েছেন, যেখানে দেখা যাচ্ছে একটি ব্ল্যাক হোল কেবল তার সঙ্গী নক্ষত্র থেকে পদার্থ গ্রাসই করছে না, পরে সেই পদার্থের কিছু অংশ আবার মহাশূন্যে ছুড়ে দিচ্ছে। Monthly Notices of the Royal Astronomical Society-এ সম্প্রতি প্রকাশিত এই ফলাফলগুলি জ্যোতির্পদার্থবিদ্যার দীর্ঘদিনের এক প্রশ্নে নতুন প্রমাণ যোগ করেছে: একটি ব্ল্যাক হোল খাবার গ্রহণের পর পদার্থের ঠিক কী হয়?

এই কাজের নেতৃত্বে ছিলেন University of Warwick-এর গবেষকেরা, এবং তারা European Southern Observatory-এর Very Large Telescope থেকে পাওয়া পর্যবেক্ষণের ওপর নির্ভর করেন। দলটি 2023 সালে Swift J1727.8−1613 থেকে দেখা একটি বিস্ফোরণকে কেন্দ্র করে কাজ করেছে; এই ব্যবস্থায় একটি ব্ল্যাক হোল এবং একটি সাধারণ নক্ষত্র একে অপরকে প্রদক্ষিণ করে। এই জুটিতে ব্ল্যাক হোল নক্ষত্রের কাছ থেকে পদার্থ টেনে নেয়। সেই প্রক্রিয়ায় উজ্জ্বল, হিংস্র ঘটনা তৈরি হতে পারে, যা সাধারণত অদৃশ্য ব্ল্যাক হোলকে অধ্যয়ন করা সহজ করে।

নতুন ফলটির গুরুত্বের বড় কারণ হলো সময়। কেবল একটি মুহূর্ত ধরে রাখার বদলে জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা সময় ধরে বারবার পর্যবেক্ষণ ব্যবহার করেছেন, যাতে গ্রহণ থেকে উৎক্ষেপণ পর্যন্ত একটি ধারাবাহিকতা পুনর্গঠন করা যায়। সেই সময়গত দৃষ্টি-ভঙ্গিই একটি নাটকীয় ঘটনাকে আরও তথ্যবহুল ভৌত কাহিনিতে পরিণত করে।

সবকিছু ঢোকে, কিন্তু সবকিছু থেকে যায় না

প্রদত্ত প্রতিবেদনে বলা হয়েছে, Swift J1727.8−1613-এ থাকা ব্ল্যাক হোলের ভর সূর্যের ভরের প্রায় 10 গুণ বলে অনুমান করা হয়। পর্যবেক্ষিত পর্বে বস্তুটি তার সঙ্গী নক্ষত্র থেকে ছিঁড়ে নেওয়া পদার্থ খেয়েছিল। কিন্তু যা কিছু পাওয়া যায় তার সবকিছু একমুখী গহ্বরের মতো গিলে ফেলার বদলে, এই ব্যবস্থাটি বাতাস ও জেট আকারে বহিঃপ্রবাহও তৈরি করেছে।

এই বিষয়টি গুরুত্বপূর্ণ, কারণ ব্ল্যাক হোলকে প্রায়ই এমন জায়গা হিসেবে সরলভাবে বর্ণনা করা হয় যেখান থেকে কিছুই পালাতে পারে না। কঠোর অর্থে, ইভেন্ট হরাইজন অতিক্রম করার পর সেটি সত্যি। কিন্তু বাস্তব জ্যোতির্পদার্থিক ব্যবস্থায়, সেই সীমানার বাইরে, আশেপাশের ডিস্কে এবং পতনশীল গ্যাস থেকে সৃষ্ট শক্তিশালী পরিবেশে অনেক কিছুই ঘটে। নতুন পর্যবেক্ষণ সেই পার্থক্যকে আরও জোরালো করেছে। ব্ল্যাক হোল পদার্থ ধরে ফেলতে পারে, কিন্তু খাওয়ার প্রক্রিয়াই পুরোপুরি গিলে ফেলার আগেই তার কিছু অংশকে বাইরে ঠেলে দিতে পারে।

প্রবন্ধের বর্ণনা খুবই স্পষ্ট: ব্ল্যাক হোলটি কার্যত অতিভর্তি হয়ে পড়েছিল এবং তারপর অবশিষ্টাংশ বের করে দিয়েছে বলে মনে হয়। এটি সরলীকরণ হলেও বৃহত্তর বৈজ্ঞানিক কথাটিই ধরে। অ্যাক্রিশন কেবল একমুখী নিষ্কাশন নয়। এটি অশান্ত, অদক্ষ, এবং একাধিক পথে পদার্থকে আবার মহাশূন্যে পাঠাতে সক্ষম হতে পারে।

Swift J1727.8−1613 কেন উপকারী

এই ব্যবস্থা কিছু অন্যান্য অধ্যয়নাধীন ব্ল্যাক হোলের তুলনায় ছোট এবং কম সক্রিয় বলে মনে হয়। সেই তুলনামূলক সংযমই বাস্তবে একটি সুবিধা হতে পারে। খুব চরম ব্যবস্থায় পরিবেশ এতটাই শক্তিশালী ও জটিল হয় যে পদার্থবিদ্যা আলাদা করে বোঝা কঠিন হয়ে পড়ে। কম সক্রিয় বস্তু খাদ্যগ্রহণ ও উৎক্ষেপণ কীভাবে পরস্পরের সঙ্গে ক্রিয়া করে, তার আরও পরিষ্কার দৃশ্য দিতে পারে।

এই ক্ষেত্রে গবেষকদের যুক্তি হলো, Swift J1727.8−1613 দেখায় ব্ল্যাক হোলগুলি হয়তো অসীম খাদ খাদের চেয়ে বেশি হজমকারী ইঞ্জিনের মতো কাজ করে। পদার্থ জমতে পারে, পরিস্থিতি বদলাতে পারে, এবং ভেতরে আসা পদার্থের কিছু অংশকে বাইরের দিকে ঘুরিয়ে দেওয়া যেতে পারে। তাই দেখা যাওয়া বাতাস ও জেটগুলো নির্ণয়মূলক হাতিয়ারে পরিণত হয়: সেগুলো শক্তি ও পদার্থ কীভাবে ব্যবস্থার মধ্যে চলাচল করে তা প্রকাশ করে, এবং কখন একটি ব্ল্যাক হোল পদার্থ ধরে রাখে আর কখন তা প্রত্যাখ্যান করে, তা গবেষকদের বুঝতে সাহায্য করতে পারে।

এই পার্থক্যই বৃহত্তর ব্ল্যাক হোল বিজ্ঞানের কেন্দ্রবিন্দু। জেট ও বাতাস কম্প্যাক্ট বস্তুর আশপাশের পরিবেশকে প্রভাবিত করে, কাছের গ্যাসের আকৃতি বদলায়, এবং শক্তি পুনর্বণ্টন করে। Swift J1727.8−1613-এর মতো ছোট তারামাসের ব্ল্যাক হোলের ক্ষেত্রেই নয়, সমগ্র গ্যালাক্সিকে প্রভাবিত করা সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোলের ক্ষেত্রেও, অ্যাক্রিশন ও আউটফ্লোর ভারসাম্য বোঝা গুরুত্বপূর্ণ।

ধারাবাহিকতা unfolding হতে দেখার মূল্য

এই ফলাফলের সবচেয়ে শক্তিশালী দিকগুলির একটি হলো পদ্ধতিগত। সাধারণ দৃশ্যমান আলোতে ব্ল্যাক হোলকে সরাসরি ছবি তোলা যায় না, কারণ তারা ইভেন্ট হরাইজনের ভেতর থেকে আলো নির্গত করে না। তাই গবেষকেরা তাদের আশপাশের পদার্থের ভিত্তিতে আচরণ অনুমান করেন। অর্থাৎ সময়ের সঙ্গে পরিবর্তন অনেক সময় স্ন্যাপশটের মতোই গুরুত্বপূর্ণ।

একাধিক পর্যবেক্ষণের জন্য Very Large Telescope ব্যবহার করে দলটি 2023 সালের বিস্ফোরণের পরবর্তী অবস্থা একটি মাত্র ফ্রেমের ওপর নির্ভর না করে অনুসরণ করতে পেরেছিল। প্রতিবেদনে বলা হয়েছে, এই পদ্ধতি জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের খাদ্যগ্রহণ থেকে বিস্ফোরণ পর্যন্ত ধারাবাহিকতা দেখতে সাহায্য করেছে। কারণ-প্রভাবের ধারণা পরীক্ষা করার জন্য এটি খুবই গুরুত্বপূর্ণ। যদি খাদ্যগ্রহণের ঘটনার পরও বাতাস ও জেট বজায় থাকে, তবে সেগুলো ব্ল্যাক হোলকে ঘিরে থাকা পদার্থের চাপ, তাপ, চৌম্বকীয় প্রভাব বা ডিস্ক অস্থিতিশীলতা সম্পর্কে সূত্র দিতে পারে।

উৎসপাঠ্যে আরও বলা হয়েছে, বিস্ফোরণগুলি দীর্ঘ সময় ধরে স্থায়ী ছিল। সেই স্থায়িত্ব ইঙ্গিত দেয় যে উৎক্ষেপণটি তুচ্ছ কোনো ঝলকানি বা সংক্ষিপ্ত পর্যবেক্ষণগত বিভ্রম ছিল না। বরং এটি ব্যবস্থার ভেতরে একটি সক্রিয় ভৌত প্রতিক্রিয়ার দিকে ইঙ্গিত করে, যা প্রাথমিক পদার্থ গ্রহণের পরেও চলতে থাকে।

ফলাফল কী দেখায় এবং কী দেখায় না

এই পর্যবেক্ষণগুলি এমন যুক্তিকে জোরালো করে যে কিছু ব্ল্যাক হোল খাদ্যগ্রহণ-সম্পর্কিত পদার্থের একটি অংশ উৎক্ষেপণ করে। এগুলো এ ধারণাকেও সমর্থন করে যে ছোট এবং কম সক্রিয় ব্যবস্থা বিশেষভাবে উপকারী উপায়ে অ্যাক্রিশন ও আউটফ্লোর যান্ত্রিকতা তুলে ধরতে পারে। কিন্তু দেওয়া উৎসে বলা হয়নি যে মূল প্রক্রিয়াটি সম্পূর্ণরূপে সমাধান হয়ে গেছে। ব্ল্যাক হোলের সৃষ্টি, বিবর্তন এবং শেষ পরিণতি নিয়ন্ত্রণকারী বৃহত্তর প্রক্রিয়াগুলি এখনো উন্মুক্ত বৈজ্ঞানিক প্রশ্ন।

এই সূক্ষ্মতা গুরুত্বপূর্ণ। একটি একক ব্যবস্থা সব ব্ল্যাক হোলের জন্য সার্বজনীন নিয়ম দেয় না। বাতাস ও জেট পর্যবেক্ষণ করলেও এই বস্তুগুলি কীভাবে আচরণ করে সে বিষয়ে সব প্রশ্নের উত্তর মেলে না। তবে এটি দেয় একটি আরও বিস্তারিত কেস স্টাডি, যা বাস্তব বিস্ফোরণের সময়-নির্ভর পর্যবেক্ষণের ওপর দাঁড়ানো। যে ক্ষেত্রগুলিতে কেন্দ্রীয় বস্তুকে সরাসরি দেখা যায় না, সেখানে এমন কেস স্টাডির বাস্তব গুরুত্ব আছে।

আরও পূর্ণ চিত্রের দিকে এক ধাপ

ব্ল্যাক হোল জ্যোতির্বিজ্ঞানের সবচেয়ে আকর্ষণীয় বস্তুগুলির মধ্যে কিছু, কারণ তারা চরম মাধ্যাকর্ষণকে অসম্পূর্ণ বোঝাপড়ার সঙ্গে একত্রিত করে। গবেষকেরা জানেন, তারা কাছের নক্ষত্র থেকে পদার্থ ছিঁড়ে নিতে পারে, গ্যাসকে অসাধারণ তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করতে পারে, এবং শক্তিশালী বহিঃপ্রবাহ ছুড়ে দিতে পারে। কঠিন অংশ হলো সেই আচরণগুলিকে একটি পূর্ণাঙ্গ ভৌত ছবিতে বসানো।

Swift J1727.8−1613 একটি ব্ল্যাক হোলকে পদার্থ গ্রহণ করতে এবং তারপর তার কিছু অংশ আবার বাইরে ঠেলে দিতে দেখিয়ে সেই প্রচেষ্টাকে এগিয়ে নিচ্ছে বলে মনে হচ্ছে। এতে ব্ল্যাক হোল কম চরম হয়ে যায় না। বরং আরও গতিশীল হয়ে ওঠে। সরল মহাজাগতিক ফাঁদ না হয়ে, এগুলো এমন ব্যবস্থায় পরিণত হয় যেখানে গ্রহণ, সঞ্চয় এবং মুক্তি সবই চূড়ান্ত ফলাফলে ভূমিকা রাখতে পারে।

জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের জন্য, নতুন পর্যবেক্ষণের আসল মূল্য এটাই। এগুলো ব্ল্যাক হোল নিজে এবং তার চারপাশের হিংস্র যন্ত্রপাতির মধ্যে পার্থক্যটিকে আরও স্পষ্ট করে। আর তা করতে গিয়ে, তারা মহাবিশ্বের সবচেয়ে অধরা ঘটনাগুলির একটি যখন খায়, তখন আসলে কীভাবে আচরণ করে তার আরও পরিষ্কার ছবি দেয়।

• Swift J1727.8−1613 একটি দ্বৈত ব্যবস্থা, যেখানে একটি ব্ল্যাক হোল একটি সঙ্গী নক্ষত্রকে খায়।
• Very Large Telescope পর্যবেক্ষণ 2023 সালের বিস্ফোরণকে সময় ধরে অনুসরণ করেছে।
• খাদ্যগ্রহণের পর কিছু পদার্থ বাতাস ও জেটের মাধ্যমে উৎক্ষেপিত হতে দলটি দেখেছে।
• ফলাফলগুলো এই ধারণাকে সমর্থন করে যে ব্ল্যাক হোল অ্যাক্রিশনে গ্রহণ এবং উৎক্ষেপণ উভয়ই থাকতে পারে।

এই নিবন্ধটি Universe Today-এর প্রতিবেদন অবলম্বনে লেখা হয়েছে। মূল নিবন্ধটি পড়ুন.