একটি কৃষ্ণগহ্বর যা নক্ষত্রের পতন থেকে গঠিত হয় না

আদি মহাবিশ্বে (বিগ ব্যাং-এর প্রায় ৭০০ মিলিয়ন বছর পরে) JWST দ্বারা পর্যবেক্ষণকৃত লিটল রেড ডট (LRD) অ্যাবেল ২৭৪৪-কিউএসও১-এর কৃষ্ণগহ্বরটি একটি অতিবৃহৎ কৃষ্ণগহ্বর, যা একে খাদ্য যোগানোর জন্য এর চেয়ে অনেক বড় কোনো ছায়াপথ ছাড়াই তার বর্তমান আকারে বৃদ্ধি পেয়েছে। নাক্ষত্রিক বিবর্তনের প্রমিত মডেল অনুসারে, বড় নক্ষত্রদের জীবনচক্রের শেষে নাক্ষত্রিক কেন্দ্র পতনের ফলে জ্বালানি শেষ হয়ে গেলে তাদের মৃত্যুর মাধ্যমে কৃষ্ণগহ্বর গঠিত হয়। এই কৃষ্ণগহ্বরগুলো একটি অনেক বড় ছায়াপথ থেকে পদার্থ গ্রহণ করে আকারে বৃদ্ধি পায়। লিটল রেড ডট কিউএসও১-এর কৃষ্ণগহ্বরটি এই কাঠামোর সাথে মেলে না এবং এটি অভিনব। এটি প্রমিত নাক্ষত্রিক বিবর্তন ছাড়াই সরাসরি গঠিত হয়েছে, অর্থাৎ, এটি কোনো বড় মৃতপ্রায় নক্ষত্রের কেন্দ্র পতনের অবশেষ নয়। পরিবর্তে, এটি হয় একটি প্রত্যক্ষ পতন কৃষ্ণগহ্বর (DCBH) অথবা একটি আদিম কৃষ্ণগহ্বর (PBH)। নাক্ষত্রিক পতন থেকে গঠিত নয় এমন কৃষ্ণগহ্বর সম্পর্কে পূর্বে তত্ত্ব দেওয়া হয়েছিল। এটি এমন একটি কৃষ্ণগহ্বরের প্রমাণ যা প্রমিত নাক্ষত্রিক বিবর্তনের বাইরের কোনো প্রক্রিয়ার মাধ্যমে গঠিত হয়েছে ।

ব্ল্যাক হোল কীভাবে গঠিত হয়? নাক্ষত্রিক বিবর্তনের আদর্শ মডেল অনুসারে, ব্ল্যাক হোল হলো বিশাল নক্ষত্রের বিবর্তনের শেষ পর্যায়ের ফল। সময়ের সাথে সাথে নক্ষত্রের মধ্যে পরিবর্তন ঘটে।

ছায়াপথের গ্যাস ও ধূলিকণার বিশাল আন্তঃনাক্ষত্রিক মেঘে একটি নক্ষত্রের জীবন শুরু হয়, যেখানে নিম্ন তাপমাত্রার কারণে গ্যাস জমাট বেঁধে উচ্চ ঘনত্বের পকেট তৈরি করে। এই জমাটগুলো ধীরে ধীরে আরও বেশি পদার্থ সংগ্রহ করে এবং আকারে বড় হতে থাকে। এক পর্যায়ে, বর্ধিত মহাকর্ষীয় অন্তঃমুখী বলের কারণে জমাটগুলো ভেঙে পড়ে। ভেঙে পড়ার সময় সৃষ্ট ঘর্ষণে পদার্থ উত্তপ্ত হয়ে ওঠে এবং একটি নবজাতক নক্ষত্রের জন্ম হয়। এটি নক্ষত্রের জীবনচক্রের প্রোটোস্টার পর্যায়। মহাকর্ষীয় ভাঙন আরও চলতে থাকে, যার ফলে প্রোটোস্টারের কেন্দ্রে তাপমাত্রা ও চাপ ধীরে ধীরে বাড়তে থাকে। যথাসময়ে, তাপমাত্রা ও চাপ হাইড্রোজেন নিউক্লিয়াসের ফিউশন ঘটার জন্য যথেষ্ট পরিমাণে বেড়ে যায়। নিউক্লীয় ফিউশন বিপুল পরিমাণ শক্তি নির্গত করে, যা পদার্থকে মহাকর্ষের প্রভাবে আরও ভাঙন রোধ করার জন্য যথেষ্ট পরিমাণে উত্তপ্ত করে। এটি নক্ষত্রের 'প্রধান অনুক্রম পর্যায়'। হাইড্রোজেন হলো এর প্রধান জ্বালানি।

জ্বালানি ফুরিয়ে গেলে নিউক্লীয় ফিউশন থেমে যায় এবং ভেতরের দিকে থাকা মহাকর্ষ বলের ভারসাম্য রক্ষার জন্য পদার্থকে উত্তপ্ত করার মতো শক্তি থাকে না, ফলে কেন্দ্রভাগটি ভেঙে পড়ে এবং একটি ঘনীভূত অবশেষ রেখে যায়। এটাই নক্ষত্রের শেষ পরিণতি। মূল নক্ষত্রের ভরের উপর নির্ভর করে এই মৃত নক্ষত্র বা ঘনীভূত অবশেষটি হয় শ্বেত বামন, নিউট্রন নক্ষত্র অথবা কৃষ্ণগহ্বর । নাক্ষত্রিক বিবর্তনের শেষ পর্যায়ে, জ্বালানি ফুরিয়ে গেলে ২০ সৌর ভরের চেয়ে বেশি ভরের (>২০ M⦿) নক্ষত্রগুলো কৃষ্ণগহ্বরে পরিণত হয়। এটাই সাধারণ নিয়ম – প্রথমে নক্ষত্র ও ছায়াপথ গঠিত হয় এবং নাক্ষত্রিক বিবর্তনের শেষ পর্যায়ে পরে কৃষ্ণগহ্বর তৈরি হয়। এই ধরনের কৃষ্ণগহ্বরের ভর ছায়াপথের মোট ভরের চেয়ে অনেক কম হয়।

কৃষ্ণগহ্বরের অ-নাক্ষত্রিক গঠন

নাক্ষত্রিক কেন্দ্রের পতন ছাড়া অন্য কোনো উপায়ে কি কৃষ্ণগহ্বর গঠিত হতে পারে? দুটি “অ-নাক্ষত্রিক” গঠন পদ্ধতির তত্ত্ব দেওয়া হয়েছে।

মহাবিশ্বের একেবারে শুরুতে, একটি বিশাল আদিম গ্যাসের মেঘ স্বাভাবিক নক্ষত্র গঠন ও বিবর্তনকে এড়িয়ে সরাসরি একটি কৃষ্ণগহ্বরে পরিণত হতে পারে, যার ফলে সৃষ্টি হয় প্রত্যক্ষ পতনশীল কৃষ্ণগহ্বর (DCBH)। অন্য যে কাল্পনিক কৃষ্ণগহ্বরগুলো সাধারণ নাক্ষত্রিক বিবর্তনের সম্পৃক্ততা ছাড়াই সরাসরি গঠিত হয়, সেগুলো হলো আদিম কৃষ্ণগহ্বর (PBH)। PBH হলো মহাবিস্ফোরণের অবশেষ, যা মহাবিস্ফোরণের ঠিক পরেই মহাবিশ্বের একেবারে প্রাথমিক পর্যায়ের চরম ঘনত্বের ওঠানামার মধ্যে গঠিত হয়েছিল।

“অ-নাক্ষত্রিক” উপায়ে গঠিত কৃষ্ণগহ্বরগুলো কেবল তাত্ত্বিকভাবেই বিবেচিত, এবং সেই হিসেবে এগুলো অনুমাননির্ভর। কিন্তু ২০২১ সালের ডিসেম্বরে JWST উৎক্ষেপণের পর থেকে পরিস্থিতি দ্রুত বদলাতে শুরু করে; এটি হলো আদি মহাবিশ্ব অধ্যয়নের জন্য নিবেদিত একটি ইনফ্রারেড মহাকাশ পর্যবেক্ষণাগার।

জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপ (JWST) আদি মহাবিশ্বের গবেষণায় বৈপ্লবিক পরিবর্তন এনেছে।

JWST বেশ কিছু পর্যবেক্ষণ করেছে যা আদি মহাবিশ্ব সম্পর্কে আমাদের ধারণাকে চ্যালেঞ্জ করছে। JADES-GS-z14-0 গ্যালাক্সির পর্যবেক্ষণে এর রেডশিফট ১৪.৩২ পাওয়া গেছে, যা এটিকে এখন পর্যন্ত জানা সবচেয়ে দূরবর্তী গ্যালাক্সিতে পরিণত করেছে। এই গ্যালাক্সিটি বিগ ব্যাং-এর প্রায় ২৯০ মিলিয়ন বছর পরে আদি মহাবিশ্বে গঠিত হয়েছিল, তবুও এটি একটি বিশাল, ভারী এবং অত্যন্ত উজ্জ্বল গ্যালাক্সি। এটিকে ধাতু-সমৃদ্ধ হিসেবেও পাওয়া গেছে, যার অর্থ হলো আদি মহাবিশ্বে প্রায় ২৯০ মিলিয়ন বছরের মধ্যেই প্রজন্মের পর প্রজন্ম ধরে বিশাল নক্ষত্ররা তাদের জন্ম থেকে সুপারনোভা বিস্ফোরণ পর্যন্ত জীবনচক্র সম্পন্ন করে ফেলত। একইভাবে, বিগ ব্যাং-এর প্রায় এক বিলিয়ন বছর পরের আদি মহাবিশ্বের গ্যালাক্সি GS-NDG-9422-কে রাসায়নিকভাবে জটিল এবং এতে কোনো পপুলেশন III নক্ষত্র নেই বলে পাওয়া গেছে। বর্তমান ধারণা অনুযায়ী, আদি মহাবিশ্বের প্রথম প্রজন্মের নক্ষত্রগুলো শূন্য ধাতবতা সম্পন্ন পপুলেশন III নক্ষত্র হওয়া উচিত। (জ্যোতির্বিজ্ঞানে, হিলিয়ামের চেয়ে ভারী যেকোনো মৌলকে ধাতু হিসেবে গণ্য করা হয়। অক্সিজেন, নাইট্রোজেন ইত্যাদির মতো রাসায়নিক অধাতুগুলো মহাজাগতিক প্রেক্ষাপটে ধাতু। সুপারনোভা ঘটনার পর প্রতিটি প্রজন্মে নক্ষত্রগুলো ধাতু-সমৃদ্ধ হয়)।

JWST মহাবিশ্বের প্রাথমিক পর্যায়ে অতিবৃহৎ কৃষ্ণগহ্বরও পর্যবেক্ষণ করেছে। এরকমই একটি কৃষ্ণগহ্বর বিগ ব্যাং-এর প্রায় ৭০০ মিলিয়ন বছর পরের এবং এর ভর সূর্যের ভরের চেয়ে প্রায় কয়েক মিলিয়ন গুণ বেশি ছিল। এর শুরুটা হয়েছিল JWST-এর লিটল রেড ডটস (LRDs) পর্যবেক্ষণের মাধ্যমে, যা ২০২২ সালে JWST-এর প্রথম ডেটা রিলিজে নজরে আসে। এই লাল রঙের কম্প্যাক্ট বস্তুগুলোর বর্ণালী ছিল V-আকৃতির এবং এগুলো থেকে উচ্চ-গতির হাইড্রোজেন গ্যাসের বিকিরণ নির্গত হচ্ছিল।

দ্য লিটল রেড ডট QSO1 (বা অ্যাবেল২৭৪৪-QSO1)

QSO1 (বা Abell2744-QSO1) হলো প্রায় ১,৩০০ আলোকবর্ষ জুড়ে বিস্তৃত একটি আদর্শ ক্ষুদ্র লাল বিন্দু, যা ১৩ বিলিয়ন আলোকবর্ষেরও বেশি দূরত্বে অবস্থিত। বিগ ব্যাং-এর মাত্র ৭০০ মিলিয়ন বছর পর, মহাবিশ্বের একেবারে শুরুতে এর অস্তিত্ব ছিল। এটি অ্যাবেল ২৭৪৪ (প্যান্ডোরার ক্লাস্টার) নামক ছায়াপথপুঞ্জ দ্বারা মহাকর্ষীয়ভাবে লেন্সড হয়, ফলে এটি বিবর্ধিত ও ত্রি-প্রতিবিম্বিত হয় এবং আকাশের তিনটি ভিন্ন স্থানে দেখা যায়। ফলস্বরূপ, অন্যান্য বেশিরভাগ ক্ষুদ্র লাল বিন্দুর তুলনায় QSO1-কে নিয়ে গবেষণা করা সহজতর।

থেকে নতুন ডেটা @ নাসাওয়েব এটি দেখায় যে, অতিবৃহৎ কৃষ্ণগহ্বরগুলো তাদের খাদ্য যোগানোর জন্য আরও অনেক বড় কোনো আশ্রয়দাতা ছায়াপথ ছাড়াই বর্তমান আকারে বৃদ্ধি পেতে পারে।

এটি ব্যাখ্যা করতে সাহায্য করে যে কেন মহাবিশ্বের শুরুর দিকের কিছু কৃষ্ণগহ্বর এত দ্রুত এত বড় হয়ে উঠেছিল। https://t.co/9l3SjnKHqZ pic.twitter.com/oeMaJX2RHH
- নাসা (@ নাসা) 29 পারে, 2026

এই ক্ষুদ্র লাল বিন্দু (এলআরডি)-র বিশদ অধ্যয়নের পর গবেষকরা এই সিদ্ধান্তে উপনীত হয়েছেন যে, কিছু অতিবৃহৎ কৃষ্ণগহ্বর শুরু থেকেই বিশাল ছিল। এগুলি কোনো নাক্ষত্রিক পতন পর্ব ছাড়াই এবং এদেরকে পুষ্টি জোগানোর জন্য উল্লেখযোগ্যভাবে অধিক ভরবিশিষ্ট কোনো আশ্রয়দাতা ছায়াপথ ছাড়াই গঠিত হয়েছিল।

QSO-এর পূর্ণরূপ হলো কোয়াসি-স্টেলার অবজেক্ট (যা সাধারণত কোয়াসার নামে পরিচিত)।

প্রাথমিক গবেষণায় দেখা গিয়েছিল যে, QSO1 কেবল সূর্যের ভরের প্রায় ৪০ মিলিয়ন গুণ একটি অতিবৃহৎ কৃষ্ণগহ্বরকে প্রদক্ষিণকারী উজ্জ্বল হাইড্রোজেন ও হিলিয়াম গ্যাসের মেঘের চেয়েও বেশি কিছু। তবে, এটি সত্যিই ততটা বিশাল কিনা, তা নিয়ে অনিশ্চয়তা ছিল। এর কারণ হলো, এর আগে পর্যন্ত আদি মহাবিশ্বের কৃষ্ণগহ্বরগুলোর ভরের সমস্ত পরিমাপ ছিল পরোক্ষ, যা স্থানীয় মহাবিশ্বে তাদের সম্পর্কে আমাদের জানা তথ্যের উপর ভিত্তি করে করা অনুমানের ওপর নির্ভরশীল। আমরা জানতাম না যে সেই অনুমানগুলো সত্যিই আদি মহাবিশ্বের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য কিনা।

গবেষকরা বুঝতে পেরেছিলেন যে, যদি QSO1-এর কৃষ্ণগহ্বরটি সত্যিই অতটা বিশাল হয়, তবে JWST-তে থাকা ইন্টিগ্রাল ফিল্ড ইউনিট (IFU) ব্যবহার করে তারা এর চারপাশে ঘূর্ণায়মান গ্যাসের উপর এর মহাকর্ষের প্রভাব পর্যবেক্ষণ করতে পারবেন এবং একই সাথে গ্যাসের মধ্যে বিভিন্ন মৌলের বন্টনের মানচিত্রও তৈরি করতে পারবেন। তাই, তারা IFU-এর পর্যবেক্ষণ ব্যবহার করে কৃষ্ণগহ্বরটিকে ঘিরে থাকা হাইড্রোজেন গ্যাসের গতিবিধির মানচিত্র তৈরি করেন।

কেন্দ্র থেকে দূরত্বের সাপেক্ষে ঘূর্ণন বেগের লেখচিত্র থেকে দেখা যায় যে, গ্যাসটির গতি কেপলারীয়, যার অর্থ হলো লিটল রেড ডট QSO1-এর বেশিরভাগ ভর কেন্দ্রের কৃষ্ণগহ্বরে কেন্দ্রীভূত। যদি ভর বণ্টিত থাকত, তবে গ্যাসটি সৌরজগতে গ্রহগুলো যেভাবে সূর্যকে প্রদক্ষিণ করে, ঠিক সেভাবে নিখুঁত কেপলারীয় পদ্ধতিতে একটি কেন্দ্রীয় বিন্দুকে প্রদক্ষিণ করত না।

যেহেতু কেপলারীয় গতি মহাকর্ষের সূত্র দ্বারা পরিচালিত হয়, তাই গ্যাসের বেগের পরিমাপ গবেষকদের সরাসরি কৃষ্ণগহ্বরের ভর গণনা করতে সক্ষম করেছে। এটি ছিল আদি মহাবিশ্বের কৃষ্ণগহ্বরের ভরের প্রথম সরাসরি পরিমাপ। দেখা গেছে যে QSO1-এর কৃষ্ণগহ্বরটির ভর প্রায় ৫০ মিলিয়ন সৌর ভরের সমান। এছাড়াও, এই কৃষ্ণগহ্বরটি QSO1-এর মোট ভরের দুই-তৃতীয়াংশ। এটি অত্যন্ত অস্বাভাবিক, কারণ নিকটবর্তী ছায়াপথগুলিতে থাকা অতিবৃহৎ কৃষ্ণগহ্বরগুলি সাধারণত আশ্রয়দাতা ছায়াপথের মোট ভরের একটি ক্ষুদ্র অংশ গঠন করে।

এছাড়াও, IFU কম্পোজিশন ম্যাপের বিশ্লেষণে দেখা গেছে যে QSO1 জুড়ে থাকা গ্যাস প্রায় সম্পূর্ণরূপে হাইড্রোজেন এবং হিলিয়াম। নক্ষত্র এবং নাক্ষত্রিক ধ্বংসাবশেষে সমৃদ্ধ একটি গ্যালাক্সিতে অক্সিজেনের মতো ভারী মৌল থাকার কথা, কিন্তু QSO1-এর ধাতবতা অত্যন্ত কম, যা সূর্যের ০.৫%-এরও কম। এটি থেকে বোঝা যায় যে QSO1-এর গ্যালাক্সীয় পরিবেশ খুবই আদিম।

এর আশ্রয়দাতা ছায়াপথের তুলনায় QSO1-এর বিশাল ভর থেকে বোঝা যায় যে, এটি নিশ্চয়ই ছোট নাক্ষত্রিক-ভরবিশিষ্ট কৃষ্ণগহ্বরগুলোর ক্রমান্বয়িক একীভূতকরণ এবং খাদ্যগ্রহণের মাধ্যমে গঠিত হয়নি। দৃশ্যত, লিটল রেড ডট QSO1-এর কৃষ্ণগহ্বরটি নাক্ষত্রিক বিবর্তন প্রক্রিয়ারও পূর্ববর্তী। এটি বিগ ব্যাং-এর প্রথম সেকেন্ডের মধ্যেই গঠিত হওয়া কোনো ভারী বীজ (আদিম কৃষ্ণগহ্বর) থেকে অথবা কিছুটা পরে গ্যাসের একটি বিশাল মেঘের পতনের (প্রত্যক্ষ পতন কৃষ্ণগহ্বর) ফলে বিবর্তিত হয়ে থাকতে পারে এবং সম্ভবত এর চারপাশে একটি ছায়াপথ তৈরির প্রাথমিক পর্যায়ে রয়েছে। এই মুহূর্তে এটা বলা সম্ভব নয় যে লিটল রেড ডট QSO1-এর অতিবৃহৎ কৃষ্ণগহ্বরটি একটি আদিম কৃষ্ণগহ্বর (PBH) নাকি প্রত্যক্ষ পতন কৃষ্ণগহ্বর (DCBH); তবে, আদি মহাবিশ্বে কৃষ্ণগহ্বরের অ-নাক্ষত্রিক গঠনের প্রমাণ রয়েছে।

***

তথ্যসূত্র:

মাইওলিনো আর., এট আল ২০২৬। মহাবিস্ফোরণের ৭০০ মিলিয়ন বছর পর একটি প্রায় নিষ্কলুষ ছায়াপথে একটি কৃষ্ণগহ্বর। রয়্যাল অ্যাস্ট্রোনমিক্যাল সোসাইটির মাসিক বিজ্ঞপ্তি, খণ্ড ৫৪৮, সংখ্যা ১, মে ২০২৬, staf2109। প্রকাশিত ০৬ এপ্রিল ২০২৬। ডিওআই: https://doi.org/10.1093/mnras/staf2109
জুওডজবালিস, আই., মারকোনচিনি, সি., ডি'ইউজেনিয়ো, এফ. প্রমুখ। উচ্চ রেডশিফটে একটি ক্ষুদ্র লাল বিন্দুতে কৃষ্ণগহ্বরের ভরের প্রত্যক্ষ পরিমাপ। নেচার ৬৫৩, ১০১৭–১০২১ (২০২৬)। প্রকাশিত ২৭ মে ২০২৬। ডিওআই: https://doi.org/10.1038/s41586-026-10579-4
নাসার ওয়েব টেলিস্কোপ এমন একটি কৃষ্ণগহ্বর উন্মোচন করেছে যা তার নিজের ছায়াপথেরও আগে গঠিত হয়েছিল। প্রকাশিত: ২৭ মে ২০২৬। এখানে উপলব্ধ: https://science.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-reveals-black-hole-that-formed-before-its-galaxy/

***

সম্পরকিত প্রবন্ধ

জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপ (জেডব্লিউএসটি): আদি মহাবিশ্ব অধ্যয়নের জন্য নিবেদিত প্রথম মহাকাশ পর্যবেক্ষণাগার (৬ নভেম্বর ২০২১)

আদি মহাবিশ্বের গবেষণা: মহাজাগতিক হাইড্রোজেন থেকে আসা অধরা ২১-সেমি রেখা শনাক্ত করতে REACH পরীক্ষা (৩ আগস্ট ২০২২)

বাদামী বামন (বিডি): জেমস ওয়েব টেলিস্কোপ নক্ষত্রের মতো গঠিত ক্ষুদ্রতম বস্তুটি শনাক্ত করেছে (৫ জানুয়ারি ২০২৪)

আদি মহাবিশ্বের প্রাচীনতম কৃষ্ণগহ্বরটি কৃষ্ণগহ্বর গঠন মডেলকে চ্যালেঞ্জ করে (২৪ জানুয়ারি ২০২৪)

আদি মহাবিশ্ব: সবচেয়ে দূরবর্তী ছায়াপথ “JADES-GS-z14-0” ছায়াপথ গঠন মডেলগুলোকে চ্যালেঞ্জ করছে (১২ আগস্ট ২০২৪)

আদি মহাবিশ্বে ধাতু-সমৃদ্ধ নক্ষত্রের হেঁয়ালি (২৭ সেপ্টেম্বর ২০২৪)

***