‘একটি প্যারাডাইম শিফট’: একটি গ্যালাক্সি-লেস সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোল পরিবর্তন করে যা আমরা প্রথমে ভেবেছিলাম

মহাবিশ্বের ভোরে প্রাচীন গ্যালাক্সিগুলির উত্স অনুসন্ধান করার সময়, জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপ তাদের কোরে লুকিয়ে থাকা অপ্রত্যাশিত কিছু আবিষ্কার করেছিল, এটি এমন একটি আবিষ্কার যা প্রারম্ভিক মহাজাগতিক সম্পর্কে আমাদের দৃষ্টিভঙ্গিকে নতুন আকার দিতে পারে।

বিজ্ঞানীরা দীর্ঘকাল ধরে ভেবেছিলেন যে গ্যালাক্সিগুলি প্রথমে বিবর্তিত হয়েছিল, যখন তাদের কেন্দ্রে ব্ল্যাক হোলগুলি বিশাল নক্ষত্রের পতনের পরে গঠিত হয়েছিল। ওয়েবের সাম্প্রতিক পর্যবেক্ষণ, তবে, একটি ভিন্ন গল্প বলে। টেলিস্কোপটি সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোলের প্রমাণ ধারণ করেছে যেগুলি তাদের খাওয়ানোর জন্য কোনও হোস্ট গ্যালাক্সি ছাড়াই প্রথমে বিবর্তিত হয়েছিল।

ওয়েবের পর্যবেক্ষণগুলি অবশেষে একটি স্বর্গীয় মুরগি-বা-ডিম প্রশ্নের উত্তর দিতে পারে, পরামর্শ দেয় যে প্রাচীন ব্ল্যাক হোলগুলি তাদের বিশাল আকারে পৌঁছানোর জন্য প্রচুর পরিমাণে আশেপাশের গ্যাস এবং ধূলিকণা গ্রহণের প্রয়োজন ছিল না।

“এটি একটি অসাধারণ আবিষ্কার,” কেমব্রিজ বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন গবেষক এবং প্রকৃতি এবং রয়্যাল অ্যাস্ট্রোনমিক্যাল সোসাইটির মাসিক নোটিসে প্রকাশিত দুটি গবেষণার সহ-লেখক রবার্তো মাইওলিনো নাসার এক বিবৃতিতে বলেছেন। “এটি একটি প্যারাডাইম শিফট, ব্ল্যাক হোল কীভাবে তৈরি হয় এবং বৃদ্ধি পায় তার শাস্ত্রীয় পরিস্থিতির সম্পূর্ণ ওভারহল।”

সময় ফিরে তাকান

ইনফ্রারেড আলোর প্রথম ছোট দাগের একটি ওয়েব পাওয়া গেছে, যার নাম Abell2744-QSO1 (QSO1), বিগ ব্যাং এর মাত্র 700 মিলিয়ন বছর পরে (এর বর্তমান বয়সের 5%)। প্রোটোটাইপিকাল রেড স্পটটি গ্যালাক্সি ক্লাস্টার অ্যাবেল 2744 দ্বারা মহাকর্ষীয়ভাবে লেন্স করা হয়েছে। এটি এটিকে একটি আদর্শ লক্ষ্যে পরিণত করে, কারণ এটি বড় এবং তিনগুণ দেখায়।

QSO1 এর প্রাথমিক পর্যবেক্ষণে দেখা গেছে যে এটি হতে পারে একটি সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোল সূর্যের ভরের প্রায় 40 মিলিয়ন গুণ, উজ্জ্বল হাইড্রোজেন এবং হিলিয়াম গ্যাসের মেঘ দ্বারা বেষ্টিত। তবে, ব্ল্যাকহোলটি সত্যিই এত বিশাল ছিল কিনা তা বিজ্ঞানীরা নিশ্চিত করতে পারেননি।

“এখন আগে, প্রারম্ভিক মহাবিশ্বের ব্ল্যাক হোলের ভরের সমস্ত পরিমাপ পরোক্ষ ছিল, স্থানীয় মহাবিশ্বে তাদের সম্পর্কে আমরা যা জানি সে সম্পর্কে অনুমানের উপর ভিত্তি করে। আমরা জানতাম না যে এই অনুমানগুলি সত্যিই দূরবর্তী মহাবিশ্বের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য কিনা,” বলেছেন ফ্রান্সেস্কো ডি’ইউজেনিও, কেমব্রিজ বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন গবেষক এবং গবেষণার সহ-লেখক, একটি বিবৃতিতে।

পশুর ওজন করা

ব্ল্যাক হোলের ভর নিশ্চিত করার জন্য, গবেষণার পিছনে থাকা দলটি এর চারপাশে ঘূর্ণায়মান গ্যাসের উপর এর মাধ্যাকর্ষণ প্রভাবগুলি ট্র্যাক করেছে এবং গ্যাসের বিভিন্ন উপাদানের বন্টন ম্যাপ করেছে। ওয়েব নিয়ার-ইনফ্রারেড স্পেকট্রোগ্রাফ (NIRSpec) ব্যবহার করে, বিজ্ঞানীরা আবিষ্কার করেছেন যে গ্যাসটি আমাদের সৌরজগতের গ্রহগুলি সূর্যকে প্রদক্ষিণ করে ঠিক একইভাবে একটি কেন্দ্রীয় বিন্দুকে প্রদক্ষিণ করে। এই ঘটনাটি কেপলারিয়ান গতি নামে পরিচিত।

“এটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ এটি আমাদের বলে যে QSO1 এর বেশিরভাগ ভর কেন্দ্রে অবস্থিত ব্ল্যাক হোলে কেন্দ্রীভূত,” ইগনাস জুওডজাবালিস, কেমব্রিজ বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন স্নাতক ছাত্র এবং একটি গবেষণার প্রধান লেখক, একটি বিবৃতিতে বলেছেন। “যদি ভর আরও বেশি বিতরণ করা হয়, যেমনটি অনেক তারা থাকলে, গ্যাসের এই নিখুঁত কেপলারিয়ান ঘূর্ণন থাকবে না।”

যেহেতু কেপলারিয়ান গতি মাধ্যাকর্ষণ আইন দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়, তাই দলটি ব্ল্যাক হোলের ভর সরাসরি গণনা করতে পার্শ্ববর্তী গ্যাসের বেগ পরিমাপ ব্যবহার করেছিল। “এটি একটি অসাধারণ ফলাফল,” মাইওলিনো বলেছেন। “এটি বিগ ব্যাং-এর পর প্রথম বিলিয়ন বছরের মধ্যে একটি ব্ল্যাক হোলের ভরের প্রথম সরাসরি পরিমাপ, এবং পূর্ববর্তী পরিমাপের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।”

ফলাফলগুলি প্রকাশ করেছে যে শুধুমাত্র ব্ল্যাক হোল সুপারম্যাসিভ নয়, যার ভর সূর্যের ভরের 50 মিলিয়ন গুণ, তবে এটি QSO1 এর মোট ভরের প্রায় দুই-তৃতীয়াংশের জন্য দায়ী। সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোলগুলি সাধারণত তাদের হোস্ট গ্যালাক্সিগুলির মোট ভরের একটি ছোট ভগ্নাংশ তৈরি করে। আবিষ্কারটি সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোল এবং এর গ্যালাক্সির মধ্যে একটি অনুপাত প্রকাশ করেছে যা নিকটবর্তী ছায়াপথগুলির তুলনায় হাজার গুণ বেশি।

অনুসন্ধানগুলি পরামর্শ দেয় যে এই ব্ল্যাক হোলটি একটি ধ্বসিত নক্ষত্র থেকে গঠন এবং তার বিশাল আকারে পৌঁছানোর জন্য পার্শ্ববর্তী গ্যাসকে খাওয়ানোর পরিবর্তে একটি বড় ছেলে হিসাবে জন্মগ্রহণ করেছিল। QSO1-এর রাসায়নিক গঠন আরও দেখিয়েছে যে এটি প্রায় সম্পূর্ণ হাইড্রোজেন এবং হিলিয়াম দিয়ে তৈরি, অক্সিজেনের মতো ভারী উপাদানের খুব কমই সাধারণত তারা এবং নাক্ষত্রিক ধ্বংসাবশেষ সমৃদ্ধ ছায়াপথে পাওয়া যায়।

“প্রতীয়মান হয় যে আমরা একটি ব্ল্যাক হোল খুঁজে পেয়েছি যার যথেষ্ট হোস্ট গ্যালাক্সি নেই এবং এটি নাক্ষত্রিক প্রক্রিয়াগুলির পূর্বাভাস দেয়,” জুডজবালিস বলেছেন। “এটি খুবই উত্তেজনাপূর্ণ কারণ এটি আদিম ব্ল্যাক হোল বা সরাসরি পতনের প্রমাণ, যা তাত্ত্বিক করা হয়েছে কিন্তু নিশ্চিত নয়।”