এক্স-রে সংকেত প্রাথমিক মহাবিশ্বের ‘লিটল রেড ডটস’ ব্যাখ্যা করতে সাহায্য করতে পারে

একটি অদ্ভুত প্রারম্ভিক-মহাবিশ্বীয় বস্তু একটি বড় বিতর্ককে আরও স্পষ্ট করছে

James Webb Space Telescope দূর মহাবিশ্বের গভীর ইনফ্রারেড দৃশ্য ফিরিয়ে দিতে শুরু করার পর থেকে, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা এর সবচেয়ে ধাঁধার মতো আবিষ্কারগুলোর একটি ব্যাখ্যা করার চেষ্টা করছেন: এখন “লিটল রেড ডটস” নামে পরিচিত ক্ষুদ্র বস্তুগুলি। এই উৎসগুলো খুব উচ্চ রেডশিফটে বিপুল সংখ্যায় দেখা যাচ্ছে, যার মানে এগুলো এমন এক সময় থেকে দেখা হচ্ছে যখন মহাবিশ্ব এখনও খুবই তরুণ ছিল। রিপোর্ট করা পর্যবেক্ষণ অনুযায়ী, এদের অনেকগুলো প্রায় ১২ বিলিয়ন আলোকবর্ষ দূরে এবং সম্ভবত বিগ ব্যাং-এর প্রায় ৬০০ মিলিয়ন বছর পর গঠিত হতে শুরু করেছিল।

সেই সময়-নির্ধারণ গুরুত্বপূর্ণ। এত তাড়াতাড়ি দেখা দেওয়া বস্তুগুলো ব্ল্যাক হোল, গ্যালাক্সি এবং তারার প্রথম প্রজন্ম কত দ্রুত একত্রিত হতে পারত, তার ওপর তাৎক্ষণিক প্রভাব ফেলে। সমস্যা হলো, লিটল রেড ডটস কোনো একটি প্রতিষ্ঠিত শ্রেণিতে সহজে মেলে না। এগুলো অপটিক্যাল আলোতে লাল এবং অতিবেগুনি আলোতে নীল দেখায়, যা একটি অস্বাভাবিক সমন্বয় এবং একাধিক প্রতিদ্বন্দ্বী ব্যাখ্যা তৈরি করেছে।

Chandra X-ray Observatory ডেটা এবং JWST-এর একটি গভীর সার্ভের তুলনা থেকে বর্ণিত একটি নতুন পর্যবেক্ষণ এই ধাঁধায় একটি সম্ভাব্য গুরুত্বপূর্ণ অংশ যোগ করেছে। গবেষকরা একটি এক্স-রে-নির্গত লিটল রেড ডট খুঁজে পেয়েছেন, যা বিস্ময়কর ফল, কারণ এই শ্রেণির অন্য সদস্যরা সাধারণত এক্স-রে নির্গমন দেখায়নি। 3DHST-AEGIS-12014 নামে পরিচিত এই বস্তুটি প্রায় ১১.৮ বিলিয়ন আলোকবর্ষ দূরে অবস্থিত এবং বৃহত্তর জনগোষ্ঠীকে সংজ্ঞায়িত করা ক্ষুদ্র, লাল বৈশিষ্ট্যগুলো ভাগ করে বলে মনে হয়।

যেটা এটিকে আলাদা করে তা হলো এর এক্স-রে উজ্জ্বলতা। এক্স-রে একটি শক্তিশালী সূত্র, কারণ accreting black holes এবং তাদের চারপাশের কাঠামো এগুলো উৎপন্ন করতে পরিচিত। এটি সঙ্গে সঙ্গেই প্রতিটি লিটল রেড ডটের রহস্য সমাধান করে না, কিন্তু এটি এই যুক্তি শক্তিশালী করে যে অন্তত এদের কিছু প্রাথমিক মহাজগতে ব্ল্যাক হোল বৃদ্ধির সঙ্গে যুক্ত।

লিটল রেড ডটসকে শ্রেণিবদ্ধ করা এত কঠিন কেন

লিটল রেড ডটস নিয়ে অনিশ্চয়তা আসে এই কারণে যে বেশ কয়েকটি দৃশ্যপট এখনও সম্ভাব্য। একটি ধারণা হলো, এগুলো ঘন গ্যাস মেঘের আড়ালে থাকা supermassive black holes-এর চারপাশের অঞ্চল দ্বারা চালিত। আরেকটি হলো, এগুলো এমন এক ধরনের প্রাথমিক গ্যালাক্সি, যা জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা এখনও পুরোপুরি বোঝেননি। এগুলোকে এক ধরনের active galactic nucleus হিসেবেও আলোচনা করা হয়েছে, যা আবার ব্ল্যাক হোল কার্যকলাপেরই ইঙ্গিত দেবে। আরও একটি ব্যতিক্রমী প্রস্তাব হলো, কিছু বস্তু স্বল্পস্থায়ী, স্যুপারম্যাসিভ, ধাতু-দরিদ্র নক্ষত্র হতে পারে, যেগুলোকে কখনও কখনও “black hole stars” বলা হয়।

প্রতিটি ব্যাখ্যাই উপলব্ধ প্রমাণের একটি অংশ ধরতে পারে, কিন্তু কোনোটিই বিষয়টি চূড়ান্তভাবে মেটায় না। যদি লুকানো ব্ল্যাক হোল এর জন্য দায়ী হয়, তবে গবেষকদের ব্যাখ্যা করতে হবে কেন সেই যুগের দ্রুত বর্ধনশীল supermassive black holes থেকে প্রত্যাশিত একই সংকেত অনেক লিটল রেড ডটসে দেখা যায় না। যদি এগুলো গ্যালাক্সি হয়, তবে জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের তাদের অস্বাভাবিক নির্গমন বৈশিষ্ট্যের হিসাব দিতে হবে। যদি এগুলো ব্ল্যাক হোল গঠনের মধ্যবর্তী পর্যায়ের সঙ্গে সম্পর্কিত হয়, তবে এক অবস্থা থেকে অন্য অবস্থায় সেতুবন্ধনকারী পর্যবেক্ষণ বিশেষভাবে মূল্যবান হয়ে ওঠে।

সেখানেই 3DHST-AEGIS-12014 আকর্ষণীয় হয়ে ওঠে। উৎসটি নিয়ে রিপোর্টিং ইঙ্গিত দেয় যে এটি একটি transition case হতে পারে। যদি বস্তুটিতে সত্যিই একটি ব্ল্যাক হোল থাকে, তবে চারপাশের গ্যাস একটি accretion disk-এর মাধ্যমে খাওয়া হতে পারে, ধীরে ধীরে আরও স্পষ্ট চ্যানেল খুলে দিচ্ছে যার মাধ্যমে এক্স-রে বেরিয়ে আসতে পারে। সেই ছবিতে, বস্তুটি শুধু আরেকটি লিটল-রেড-ডট সদস্য হবে না। এটি পরিবর্তনের একটি স্ন্যাপশট হবে, দেখাবে কীভাবে একটি অত্যন্ত আবৃত সিস্টেম আরও চেনা যায় এমন একটি active black hole-এ পরিণত হতে পারে।

প্রতিদ্বন্দ্বী ধারণার মধ্যে সম্ভাব্য সেতু

নতুন এই সনাক্তকরণের সবচেয়ে আকর্ষণীয় দিক শুধু এই নয় যে একটি এক্স-রে উৎস আছে, বরং এটি দুটি ধারণাকে সংযুক্ত করতে পারে যেগুলোকে প্রায়ই আলাদা করে আলোচনা করা হয়েছে: অস্বাভাবিক প্রাথমিক ক্ষুদ্র উৎস এবং supermassive black holes-এর দ্রুত উত্থান। তরুণ মহাবিশ্বে কীভাবে এত বিশাল ব্ল্যাক হোল এত দ্রুত গঠিত হলো, তা ব্যাখ্যা করতে জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা দীর্ঘদিন ধরে সমস্যায় পড়েছেন। তাই যে কোনো বস্তু যা সম্ভাব্যভাবে একটি মধ্যবর্তী পর্যায় চিহ্নিত করে, তা মূল্যবান।

এই ক্ষেত্রে, বস্তুটির ক্ষুদ্র আকার, লাল চেহারা এবং প্রারম্ভিক-মহাবিশ্বীয় অবস্থান এটিকে অন্য লিটল রেড ডটসের মতোই বিস্তৃত পরিসরে রাখে। তবে এর এক্স-রে নির্গমন, accretion-এর সঙ্গে সম্পর্কিত শক্তিশালী প্রক্রিয়ার দিকে ইঙ্গিত করে। এটি প্রমাণ করে না যে প্রতিটি লিটল রেড ডটই ব্ল্যাক-হোল-চালিত বস্তু, কিন্তু এটি ইঙ্গিত দেয় যে এই শ্রেণি একরকম নয়। কিছু হতে পারে আবৃত ব্ল্যাক হোল সিস্টেম, কিছু হতে পারে transition form, আর কিছু এখনও ভিন্ন ব্যাখ্যা দাবি করতে পারে।

সেই সম্ভাবনা বৈজ্ঞানিকভাবে উপকারী। জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা প্রায়ই এমন একটি শ্রেণি দিয়ে শুরু করেন যা ছবি ও spectrum-এ সঙ্গতিপূর্ণ মনে হয়, তারপর পরে আবিষ্কার করেন যে এতে একাধিক ভৌত ঘটনা রয়েছে। JWST এমন এক বিস্তারিত দৃষ্টিভঙ্গি খুলে দিয়েছে যা ঠিক সেই ধরনের taxonomic problem তৈরি করে। কাজের পরবর্তী ধাপ হলো appearance এবং underlying physics আলাদা করা।

রিপোর্ট করা সনাক্তকরণটি একক যন্ত্রের ওপর নির্ভর না করে পর্যবেক্ষণাগুলোর সমন্বয়ের গুরুত্বও পুনর্ব্যক্ত করে। JWST ইনফ্রারেড আলোতে এই ক্ষীণ, দূরবর্তী উৎসগুলো শনাক্ত করতে পারে, কিন্তু Chandra ভিন্ন এক পরীক্ষা দেয়, জিজ্ঞেস করে একই বস্তুগুলো এক্স-রেতে শক্তিশালী কি না। এক বস্তু থেকে আরেকটিতে উত্তর ভিন্ন হলে, সেই অমিলটিই প্রমাণ হয়ে ওঠে।

এরপর কী

তাৎক্ষণিক প্রশ্ন হলো 3DHST-AEGIS-12014 কি একটি বিরল outlier, নাকি বৃহত্তর উপগোষ্ঠীর প্রথম স্পষ্টভাবে শনাক্ত সদস্য। যদি আরও এক্স-রে-উজ্জ্বল লিটল রেড ডটস পাওয়া যায়, তাহলে জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের কাছে এই ধারণার পক্ষে আরও শক্তিশালী ভিত্তি থাকবে যে ব্ল্যাক হোল বৃদ্ধি এই জনগোষ্ঠীর কেন্দ্রে রয়েছে। যদি না পাওয়া যায়, তবু এই উৎসটি একটি অস্বাভাবিক কিন্তু তথ্যবহুল ব্যতিক্রম হিসেবে গুরুত্বপূর্ণ থাকবে।

যে কোনো ফলই সহায়ক হবে। একটি বিরল বস্তুও এমন একটি ভৌত পথ প্রকাশ করতে পারে যা তাত্ত্বিকদের অন্তর্ভুক্ত করতে হবে। একটি সাধারণ বস্তু প্রাথমিক ব্ল্যাক হোল এবং গ্যালাক্সি গঠনের বর্তমান মডেলে আরও বড় সংশোধন বাধ্য করবে। দুই ক্ষেত্রেই, আবিষ্কারটি সরল ব্যাখ্যার ওপর চাপ বজায় রাখে।

বড় তাৎপর্য হলো, প্রাথমিক মহাবিশ্ব অনেকের pre-JWST প্রত্যাশার চেয়ে বেশি ঘনবসতিপূর্ণ এবং জটিল হয়ে উঠছে। লিটল রেড ডটস ইতিমধ্যেই একটি চ্যালেঞ্জ ছিল, কারণ এগুলো সংখ্যায় অনেক, ক্ষুদ্র, এবং ব্যাখ্যা করা কঠিন ছিল। একটি এক্স-রে-উজ্জ্বল উদাহরণ সামনে আসা, stakes আরও বাড়িয়ে দেয়। এটি ইঙ্গিত করে যে এই দূরবর্তী লাল উৎসগুলোর অন্তত কিছু প্রথম বৃহৎ ব্ল্যাক হোল তৈরির যন্ত্রের সঙ্গে যুক্ত থাকতে পারে।

এখনও পর্যন্ত রহস্য সমাধান হয়নি। কিন্তু এটি আরও স্পষ্ট হয়েছে। লিটল রেড ডটস সাধারণভাবে কী, তা শুধু জিজ্ঞেস করার বদলে, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা এখন প্রশ্ন করতে পারেন কোন কোন ধরন আছে, তারা কোন পর্যায়কে প্রতিনিধিত্ব করে, এবং ব্ল্যাক হোল বৃদ্ধির একেবারে শুরুর ইতিহাসের সঙ্গে তারা কীভাবে যুক্ত। এটি আরও নির্দিষ্ট এবং আরও ফলপ্রসূ সমস্যা, এবং এ ধরনের অগ্রগতিই জ্যোতির্বিজ্ঞানে প্রকৃত প্রগতির লক্ষণ।

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