Cosmos · · 3 min read
ওয়েবের তথ্য আদিম মহাবিশ্বে ডার্ক স্টারের সম্ভাবনা জাগাচ্ছে
ওয়েবের পর্যবেক্ষণে দেখা তিনটি দূরবর্তী বস্তু ডার্ক স্টার হতে পারে, যা বিপুল ভরের কৃষ্ণগহ্বরের দ্রুত আবির্ভাবের একটি সম্ভাব্য ব্যাখ্যা দিতে পারে।
জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপের পর্যবেক্ষণ বিশ্লেষণ করে জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা এমন তিনটি বস্তুর সন্ধান পেয়েছেন, যাদের আলো সাধারণ আদিম গ্যালাক্সির বদলে ডার্ক স্টার থেকে আসতে পারে—জানিয়েছে Sky at Night Magazine। তবে বর্তমানে পাওয়া স্পেকট্রা এখনও এতটা স্পষ্ট নয় যে দুটি সম্ভাবনার মধ্যে সিদ্ধান্ত নেওয়া যায়।
ওয়েবের ২০২২ সালের তথ্য বিশ্লেষণ করে শনাক্ত করা মহাবিশ্বের আদিযুগের ৭০০টি সম্ভাব্য উৎসের একটি গুচ্ছের অংশ এই বস্তুগুলো। এর মধ্যে মাত্র নয়টি উৎসের স্পেকট্রা বিশদ শনাক্তকরণের জন্য যথেষ্ট নির্ভুল। একটিকে আদিম গ্যালাক্সি হিসেবে নিশ্চিত করা হয়েছে, কারণ এর আলোতে বেশ কয়েকটি মৌলের চিহ্ন রয়েছে। আরও তিনটি ডার্ক স্টার অথবা গ্যালাক্সি হতে পারে, আর বাকি বস্তুগুলোর প্রকৃতি নির্ধারণের জন্য প্রমাণ যথেষ্ট নয়।
এই পার্থক্য গুরুত্বপূর্ণ, কারণ ডার্ক স্টার থাকলে প্রথম বৃহৎ কাঠামোগুলো কীভাবে গঠিত হয়েছিল, সে সম্পর্কে ভিন্ন একটি ধারণা পাওয়া যাবে। মহাবিশ্বের ইতিহাসের এত আদিম পর্যায়ে অত্যন্ত ভরবিশিষ্ট কৃষ্ণগহ্বর কেন দেখা যায়, তা ব্যাখ্যা করারও একটি পথ তারা দেখাতে পারে।
এক ভিন্ন ধরনের প্রথম নক্ষত্র
ডার্ক স্টার হলো প্রথম নক্ষত্রের তাত্ত্বিক প্রার্থী, যেগুলো বিগ ব্যাংয়ের প্রায় ২০০ মিলিয়ন বছর পর গঠিত হতে পারে। সাধারণ আদিম নক্ষত্রের মতোই এগুলোর সূচনা হবে বিগ ব্যাংয়ে উৎপন্ন হাইড্রোজেন ও হিলিয়াম দিয়ে। তবে শুরুতে এদের শক্তির উৎস পারমাণবিক সংযোজন হবে না।
এই নক্ষত্রগুলো তরুণ প্রোটো-গ্যালাক্সির কেন্দ্রে গঠিত হবে বলে ধারণা করা হয়—এমন অঞ্চল, যেখানে ডার্ক ম্যাটারের পরিমাণ বিশেষভাবে বেশি। হাইড্রোজেন গ্যাস সংকুচিত হতে শুরু করলে ডার্ক ম্যাটারের কণাগুলো পরস্পরকে বিলীন করে দিতে পারে। এর ফলে উৎপন্ন ফোটন ও অন্যান্য কণা গ্যাসের মধ্যে আটকে যাবে এবং বিকাশমান বস্তুতে ডার্ক ম্যাটারের শক্তি স্থানান্তর করবে।
এই শক্তি সংকোচন থামিয়ে নক্ষত্রের মতো একটি বস্তু তৈরি করতে পারে। ডার্ক স্টার নামটি এর শক্তির উৎসকে বোঝায়, চেহারাকে নয়: বস্তুগুলো অত্যন্ত উজ্জ্বল হতে পারে। এদের অভ্যন্তর তুলনামূলকভাবে শীতল হবে, তাপমাত্রা সূর্যের পৃষ্ঠের কাছাকাছি, কিন্তু বিপুল আকারের কারণে এগুলো তীব্র আলো ছড়াতে পারবে।
উত্তপ্ত পৃষ্ঠ থেকে উৎপন্ন উচ্চ-শক্তির বিকিরণ না থাকায় বস্তুটি আরও পদার্থ সংগ্রহ করে যেতে পারে। তাত্ত্বিক ডার্ক স্টারের ভর শেষ পর্যন্ত সূর্যের ভরের প্রায় এক মিলিয়ন গুণে পৌঁছাতে পারে এবং এদের ঔজ্জ্বল্য সূর্যের প্রায় এক বিলিয়ন গুণ হতে পারে। এই আকারে একটি ডার্ক স্টারকে প্রচলিত অসংখ্য নক্ষত্র নিয়ে গঠিত একটি তরুণ গ্যালাক্সির মতো উজ্জ্বল দেখাতে পারে।
এদের জীবনকাল ডার্ক ম্যাটারের প্রাপ্যতার ওপর নির্ভর করবে। জ্বালানি সরবরাহ অব্যাহত থাকলে একটি ডার্ক স্টার কয়েক মিলিয়ন, এমনকি কয়েক বিলিয়ন বছরও সক্রিয় থাকতে পারে। এটি যদি ঘন ডার্ক-ম্যাটার পরিবেশের বাইরে চলে যায়, তবে এর শক্তির উৎস দুর্বল হয়ে পড়বে এবং নক্ষত্রটি সংকুচিত ও উত্তপ্ত হতে শুরু করবে।
ওয়েবের চ্যালেঞ্জ: নক্ষত্র, না গ্যালাক্সি?
গবেষকেরা এই ধারণা যাচাই করতে নক্ষত্র ও গ্যালাক্সির আলোর পার্থক্য ব্যবহার করছেন। একটি তরুণ গ্যালাক্সিতে বহু নক্ষত্র থাকার কথা, তাই তার স্পেকট্রামে বিভিন্ন রাসায়নিক মৌলের উপস্থিতির প্রমাণ দেখা যাওয়া উচিত। বিপরীতে, একটি ডার্ক স্টার শুধু হাইড্রোজেন ও হিলিয়াম দিয়ে গঠিত হওয়ার কথা।
বর্তমানে পাওয়া রেজোলিউশনে দুই ধরনের উৎসই আলোর একটি একক বিন্দু হিসেবে দেখা যেতে পারে। তাত্ত্বিকভাবে, একটি গ্যালাক্সির আপাত আকার বা আকৃতি থেকে আরও তথ্য পাওয়া যেতে পারে, কিন্তু বিপুল দূরত্বের কারণে তা কঠিন। তাই স্পেকট্রোস্কোপিই বেশি গুরুত্বপূর্ণ পরীক্ষা, আর ওয়েবের তিনটি লক্ষ্যবস্তুর ক্ষেত্রে বিদ্যমান পরিমাপ এখনও যথেষ্ট শক্তিশালী নয়।
Sky at Night Magazine এই অনুসন্ধান নিয়ে কথা বলেছে ওয়েইনবার্গ ইনস্টিটিউট ফর থিওরেটিক্যাল ফিজিক্সের পরিচালক এবং ইউনিভার্সিটি অব টেক্সাস, অস্টিনের পদার্থবিজ্ঞানের চেয়ার ক্যাথরিন ফ্রিজের সঙ্গে। ফ্রিজ তাত্ত্বিক মহাকাশবিদ্যা ও অ্যাস্ট্রোপার্টিকল পদার্থবিজ্ঞানে বিশেষজ্ঞ এবং ডার্ক-স্টার ব্যাখ্যা নিয়ে কাজ করেছেন।
দৈত্যাকার কৃষ্ণগহ্বরের সম্ভাব্য বীজ
ডার্ক স্টার প্রথম নক্ষত্র-প্রজন্মের সঙ্গে তরুণ মহাবিশ্বে দেখা বিপুল ভরের কৃষ্ণগহ্বরের যোগসূত্রও তৈরি করতে পারে। ডার্ক ম্যাটারে সমৃদ্ধ কোনো পরিবেশ যখন আর একটি অতি বড় ডার্ক স্টারকে টিকিয়ে রাখতে পারে না, তখন তার পতন ভরের ওপর নির্ভর করে ভিন্নভাবে শেষ হতে পারে। ছোট কোনো বস্তুতে উত্তপ্ত, সংযোজন-চালিত কেন্দ্র গড়ে উঠতে পারে। প্রায় এক মিলিয়ন সৌরভরের কোনো ডার্ক স্টার বরং একটি কৃষ্ণগহ্বরে পরিণত হতে পারে।
জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা মহাবিশ্বের ইতিহাসের অপ্রত্যাশিতভাবে আদিম পর্যায়ে প্রায় এক বিলিয়ন সূর্যের ভরের কৃষ্ণগহ্বর খুঁজে পেয়েছেন। যদি অসংখ্য ডার্ক স্টার প্রায় এক মিলিয়ন সৌরভরের কৃষ্ণগহ্বর-বীজ তৈরি করে থাকে, তবে সেই বীজগুলো একে অপরের সঙ্গে মিশে পরবর্তী পর্যবেক্ষণে দেখা অতিভারী কৃষ্ণগহ্বর গড়ে তুলতে পারে।
ডার্ক-স্টার ব্যাখ্যা যাচাইয়ের পরবর্তী সুযোগ আসতে পারে মহাকর্ষীয় লেন্সিংয়ের মাধ্যমে বড় করে দেখা বস্তু থেকে। পৃথিবী ও কোনো দূরবর্তী উৎসের মাঝখানে যখন একটি বিপুল ভরবিশিষ্ট বস্তু থাকে, তখন তার মহাকর্ষ উৎসটির আলো বাঁকিয়ে দেয় এবং তা বিবর্ধিত করতে পারে। প্রাকৃতিকভাবে বিবর্ধিত মহাবিশ্বের আদিযুগের এমন বস্তুগুলোর আরও ভালো পর্যবেক্ষণ আরও স্পষ্ট স্পেকট্রা দিতে পারে এবং প্রার্থীরা অস্বাভাবিক নক্ষত্র, নাকি তরুণ গ্যালাক্সি—তা নির্ধারণ সহজ করতে পারে।