অনুভব সাস্থতথ্য, বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি প্রভৃতি ব্লগ
হাওয়াইতে জেমিনি নর্থ টেলিস্কোপ প্রথম সুপ্ত, নাক্ষত্রিক-ভর ব্ল্যাক হোল প্রকাশ করে।
জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা পৃথিবীর সবচেয়ে কাছের ব্ল্যাক হোল আবিষ্কার করেছেন, মিল্কিওয়েতে একটি সুপ্ত নাক্ষত্রিক-ভরের ব্ল্যাক হোলের প্রথম দ্ব্যর্থহীন সনাক্তকরণ। পৃথিবীর খুব কাছাকাছি, মাত্র 1,600 আলোকবর্ষ দূরে, বাইনারি সিস্টেমের বিবর্তন সম্পর্কে বোঝার জন্য অধ্যয়নের একটি আকর্ষণীয় লক্ষ্য অফার করে।
ইউএস ন্যাশনাল সায়েন্স ফাউন্ডেশন এই কাজের জন্য অর্থ সহায়তা প্রদান করেছে। জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা হাওয়াইতে জেমিনি নর্থ টেলিস্কোপ ব্যবহার করেছেন, যা NSF-এর NOIRLab দ্বারা পরিচালিত, আন্তর্জাতিক জেমিনি অবজারভেটরির একটি যমজ টেলিস্কোপ।
ব্ল্যাক হোলের সঙ্গী, একটি সূর্যের মতো নক্ষত্রের গতি পর্যবেক্ষণ করে আবিষ্কারটি সম্ভব হয়েছিল যা পৃথিবী সূর্যকে প্রদক্ষিণ করে প্রায় একই দূরত্বে ব্ল্যাক হোলকে প্রদক্ষিণ করে। যদিও মিল্কিওয়ে গ্যালাক্সিতে লক্ষাধিক নাক্ষত্রিক-ভরের ব্ল্যাক হোল রয়েছে, তবে যে কয়েকটি শনাক্ত করা হয়েছে তা একটি সহচর নক্ষত্রের সাথে তাদের উদ্যমী মিথস্ক্রিয়া দ্বারা উন্মোচিত হয়েছিল। নিকটবর্তী নক্ষত্র থেকে উপাদান ব্ল্যাকহোলের দিকে সর্পিল হওয়ার সাথে সাথে এটি সুপারহিটেড হয়ে যায় এবং শক্তিশালী এক্স-রে এবং উপাদানের জেট তৈরি করে। যদি একটি ব্ল্যাক হোল সক্রিয়ভাবে খাওয়ানো না হয় তবে এটি সুপ্ত থাকে এবং সরাসরি সনাক্ত করা যায় না।
এই সুপ্ত ব্ল্যাক হোলটি সূর্যের চেয়ে প্রায় 10 গুণ বেশি বৃহদায়তন এবং প্রায় 1,600 আলোকবর্ষ দূরে অবস্থিত ওফিউকাস নক্ষত্রমণ্ডলে, এটি পূর্ববর্তী রেকর্ড ধারকের তুলনায় পৃথিবীর তিনগুণ কাছাকাছি।
“সৌরজগত নিন, যেখানে সূর্য আছে সেখানে একটি ব্ল্যাক হোল রাখুন এবং পৃথিবী যেখানে সূর্য আছে এবং আপনি এই সিস্টেমটি পাবেন,” ব্যাখ্যা করেছেন কারিম এল-বাদরি, একজন জ্যোতির্পদার্থবিদ এবং মাসিক নোটিস অফ দ্য পত্রিকায় প্রকাশিত একটি গবেষণাপত্রের প্রধান লেখক। রয়্যাল অ্যাস্ট্রোনমিক্যাল সোসাইটি।
দলটি শুধুমাত্র জেমিনি নর্থের চমত্কার পর্যবেক্ষণ ক্ষমতার উপর নির্ভর করে না বরং একটি কঠোর সময়সীমার উপর ডেটা প্রদান করার জন্য জেমিনীর ক্ষমতার উপরও নির্ভর করে, কারণ দলের কাছে তাদের ফলো-আপ পর্যবেক্ষণগুলি সম্পাদন করার জন্য শুধুমাত্র একটি ছোট উইন্ডো ছিল।
“মহাকাশ- এবং স্থল-ভিত্তিক মানমন্দিরগুলির একটি নেটওয়ার্কের অংশ হিসাবে, জেমিনি নর্থ শুধুমাত্র আজ পর্যন্ত নিকটতম ব্ল্যাক হোলের জন্যই জোরালো প্রমাণ সরবরাহ করেনি বরং প্রথম আদিম ব্ল্যাক হোল সিস্টেমও দিয়েছে, যা ব্ল্যাক হোলের সাথে মিথস্ক্রিয়া করা স্বাভাবিক গরম গ্যাস দ্বারা অগোছালো। “এনএসএফ জেমিনি প্রোগ্রাম অফিসার মার্টিন স্টিল বলেছেন।
আন্তর্জাতিক জেমিনি অবজারভেটরি ব্যবহার করে, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা পৃথিবীর সবচেয়ে কাছের ব্ল্যাক হোল আবিষ্কার করেছেন। এটি মিল্কিওয়েতে একটি সুপ্ত নাক্ষত্রিক-ভর ব্ল্যাক হোলের প্রথম দ্ব্যর্থহীন সনাক্তকরণ। মাত্র 1600 আলোকবর্ষ দূরে অবস্থিত, পৃথিবীর কাছাকাছি এটি বাইনারি সিস্টেমের বিবর্তন সম্পর্কে আমাদের বোঝার অগ্রগতির জন্য অধ্যয়নের একটি আকর্ষণীয় লক্ষ্য অফার করে।
ব্ল্যাক হোল মহাবিশ্বের সবচেয়ে চরম বস্তু। এটা বিশ্বাস করা হয় যে এই অকল্পনীয় ঘন বস্তুগুলির সুপারম্যাসিভ সংস্করণগুলি সমস্ত বড় ছায়াপথের কেন্দ্রে থাকে। নাক্ষত্রিক ভরের ব্ল্যাক হোল – যার ওজন সূর্যের ভরের প্রায় পাঁচ থেকে 100 গুণ বেশি – অনেক বেশি সাধারণ। প্রকৃতপক্ষে, শুধুমাত্র মিল্কিওয়েতেই আনুমানিক 100 মিলিয়ন নাক্ষত্রিক-ভর ব্ল্যাক হোল রয়েছে। যাইহোক, আজ অবধি মাত্র কয়েকজনকে নিশ্চিত করা হয়েছে এবং প্রায় সবই ‘সক্রিয়’। এর মানে হল যে তারা এক্স-রেতে উজ্জ্বলভাবে চকমক করে কারণ তারা কাছাকাছি কোন নাক্ষত্রিক সহচর থেকে উপাদান গ্রহণ করে, সুপ্ত ব্ল্যাক হোলের বিপরীতে যা করে না।
জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা এখন পৃথিবীর সবচেয়ে কাছের ব্ল্যাক হোল আবিষ্কার করেছেন, যাকে গবেষকরা গাইয়া বিএইচ1 নামে অভিহিত করেছেন। এটি খুঁজে পেতে, তারা হাওয়াইয়ের জেমিনি নর্থ টেলিস্কোপ ব্যবহার করেছিল, যা NSF-এর NOIRLab দ্বারা পরিচালিত আন্তর্জাতিক জেমিনি অবজারভেটরির যমজ টেলিস্কোপগুলির মধ্যে একটি।
Gaia BH1 হল একটি সুপ্ত ব্ল্যাক হোল যা সূর্যের চেয়ে প্রায় 10 গুণ বেশি বৃহদাকার এবং প্রায় 1600 আলোকবর্ষ দূরে ওফিউকাস নক্ষত্রে অবস্থিত। এর মানে এটি পূর্ববর্তী রেকর্ড ধারকের চেয়ে পৃথিবীর তিনগুণ কাছাকাছি, মনোসেরোসের নক্ষত্রমণ্ডলে একটি এক্স-রে বাইনারি। ব্ল্যাক হোলের সঙ্গী, সূর্যের মতো নক্ষত্রের গতির নিখুঁত পর্যবেক্ষণের মাধ্যমে নতুন আবিষ্কারটি সম্ভব হয়েছে যা পৃথিবী সূর্যকে প্রদক্ষিণ করে প্রায় একই দূরত্বে ব্ল্যাক হোলকে প্রদক্ষিণ করে।
“সৌরজগৎ ধরুন, যেখানে সূর্য আছে সেখানে একটি ব্ল্যাক হোল রাখুন এবং পৃথিবী যেখানে সূর্য আছে, এবং আপনি এই সিস্টেমটি পাবেন,” ব্যাখ্যা করেছেন কারিম এল-বদ্রি, জ্যোতির্পদার্থবিদ্যা কেন্দ্রের একজন জ্যোতির্পদার্থবিদ | হার্ভার্ড ও স্মিথসোনিয়ান এবং ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক ইনস্টিটিউট ফর অ্যাস্ট্রোনমি, এবং এই আবিষ্কারের বর্ণনাকারী পেপারের প্রধান লেখক যা রয়্যাল অ্যাস্ট্রোনমিক্যাল সোসাইটির মাসিক নোটিশে ২ নভেম্বর প্রকাশিত হয়েছিল।
“যদিও এই ধরনের সিস্টেমের অনেকগুলি দাবি করা হয়েছে, প্রায় এই সমস্ত আবিষ্কারগুলি পরবর্তীকালে খণ্ডন করা হয়েছে। এটি আমাদের গ্যালাক্সিতে একটি নাক্ষত্রিক ভরের ব্ল্যাক হোলের চারপাশে বিস্তৃত কক্ষপথে সূর্যের মতো নক্ষত্রের প্রথম দ্ব্যর্থহীন সনাক্তকরণ।”
যদিও মিল্কিওয়ে গ্যালাক্সিতে লক্ষ লক্ষ নাক্ষত্রিক ভরের ব্ল্যাক হোল বিচরণ করছে, তবে যে কয়েকটি শনাক্ত করা হয়েছে তা একটি সহচর নক্ষত্রের সাথে তাদের উদ্যমী মিথস্ক্রিয়া দ্বারা উন্মোচিত হয়েছিল। নিকটবর্তী নক্ষত্র থেকে উপাদান ব্ল্যাকহোলের দিকে সর্পিল হওয়ার সাথে সাথে এটি সুপারহিটেড হয়ে যায় এবং শক্তিশালী এক্স-রে এবং উপাদানের জেট তৈরি করে। যদি একটি ব্ল্যাক হোল সক্রিয়ভাবে খাবার না দেয় (অর্থাৎ, এটি সুপ্ত থাকে) তবে এটি কেবল তার চারপাশের সাথে মিশে যায়।
“আমি বিস্তৃত ডেটাসেট এবং পদ্ধতি ব্যবহার করে গত চার বছর ধরে সুপ্ত ব্ল্যাক হোল অনুসন্ধান করছি,” বলেছেন এল-বদ্রি। “আমার আগের প্রচেষ্টাগুলি – সেইসাথে অন্যদের প্রচেষ্টাগুলি – বাইনারি সিস্টেমের একটি ধাঁধা তৈরি করেছে যা ব্ল্যাক হোল হিসাবে মাস্করাড করেছে, কিন্তু এই প্রথমবারের মতো অনুসন্ধান ফল দিয়েছে।”
দলটি মূলত ইউরোপীয় স্পেস এজেন্সির গায়া মহাকাশযান থেকে ডেটা বিশ্লেষণ করে সিস্টেমটিকে সম্ভাব্য একটি ব্ল্যাক হোল হোস্টিং হিসাবে চিহ্নিত করেছিল। গাইয়া একটি অদেখা বিশাল বস্তুর মাধ্যাকর্ষণ দ্বারা সৃষ্ট নক্ষত্রের গতিতে মিনিটের অনিয়মকে ধরেছিলেন। আরও বিস্তারিতভাবে সিস্টেমটি অন্বেষণ করার জন্য, এল-বদ্রি এবং তার দল জেমিনি নর্থের জেমিনি মাল্টি-অবজেক্ট স্পেকট্রোগ্রাফ যন্ত্রের দিকে ফিরেছিল, যা ব্ল্যাক হোলকে প্রদক্ষিণ করার সময় সহচর নক্ষত্রের বেগ পরিমাপ করে এবং এর কক্ষপথের সময়কালের সুনির্দিষ্ট পরিমাপ প্রদান করে। মিথুন ফলো-আপ পর্যবেক্ষণগুলি কক্ষপথের গতিকে সীমাবদ্ধ করার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ছিল এবং তাই বাইনারি সিস্টেমে দুটি উপাদানের ভর, দলটিকে আমাদের সূর্যের চেয়ে প্রায় 10 গুণ বড় একটি ব্ল্যাক হোল হিসাবে কেন্দ্রীয় দেহকে সনাক্ত করতে দেয়।
“আমাদের মিথুন ফলো-আপ পর্যবেক্ষণগুলি যুক্তিসঙ্গত সন্দেহের বাইরে নিশ্চিত করেছে যে বাইনারিতে একটি সাধারণ তারা এবং অন্তত একটি সুপ্ত ব্ল্যাক হোল রয়েছে,” এল-বদ্রি বিশদভাবে বলেছেন। “আমরা এমন কোনও যুক্তিসঙ্গত জ্যোতির্পদার্থগত দৃশ্যকল্প খুঁজে পাইনি যা অন্তত একটি ব্ল্যাক হোল জড়িত নয় এমন সিস্টেমের পর্যবেক্ষণ কক্ষপথ ব্যাখ্যা করতে পারে।”
দলটি শুধুমাত্র জেমিনি নর্থের চমত্কার পর্যবেক্ষণ ক্ষমতার উপর নির্ভর করে না বরং একটি কঠোর সময়সীমার উপর ডেটা প্রদান করার জন্য জেমিনীর ক্ষমতার উপরও নির্ভর করে, কারণ দলের কাছে তাদের ফলো-আপ পর্যবেক্ষণগুলি সম্পাদন করার জন্য শুধুমাত্র একটি ছোট উইন্ডো ছিল।
“যখন আমাদের প্রথম ইঙ্গিত ছিল যে সিস্টেমটিতে একটি ব্ল্যাক হোল রয়েছে, তখন আমাদের কাছে মাত্র এক সপ্তাহ ছিল দুটি বস্তু তাদের কক্ষপথে সবচেয়ে কাছাকাছি বিচ্ছেদে ছিল। একটি বাইনারি সিস্টেমে সঠিক ভর অনুমান করার জন্য এই সময়ে পরিমাপ অপরিহার্য, “এল-বদ্রি বলেছেন। “মিথুনের একটি ছোট টাইমস্কেলে পর্যবেক্ষণ প্রদানের ক্ষমতা প্রকল্পের সাফল্যের জন্য গুরুত্বপূর্ণ ছিল। যদি আমরা সেই সরু জানালাটি মিস করতাম, তাহলে আমাদের আরও এক বছর অপেক্ষা করতে হতো।”
বাইনারি সিস্টেমের বিবর্তনের জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের বর্তমান মডেলগুলি কীভাবে গাইয়া বিএইচ1 সিস্টেমের অদ্ভুত কনফিগারেশনের উদ্ভব হতে পারে তা ব্যাখ্যা করার জন্য কঠোর চাপ রয়েছে। বিশেষত, পূর্বসূরি নক্ষত্রটি যেটি পরবর্তীতে নতুন শনাক্ত ব্ল্যাক হোলে পরিণত হয়েছিল তা আমাদের সূর্যের চেয়ে কমপক্ষে 20 গুণ বড় হত। এর মানে এটি মাত্র কয়েক মিলিয়ন বছর বেঁচে থাকত। উভয় নক্ষত্র একই সময়ে গঠিত হলে, এই বিশাল নক্ষত্রটি আমাদের সূর্যের মতো সঠিক, হাইড্রোজেন-জ্বলন্ত, প্রধান-সিকোয়েন্স নক্ষত্রে পরিণত হওয়ার আগে দ্রুত একটি সুপারজায়ান্টে পরিণত হতো, ফুঁপিয়ে উঠত এবং অন্য নক্ষত্রকে গ্রাস করে ফেলত।
ব্ল্যাক হোল বাইনারির পর্যবেক্ষণগুলি ইঙ্গিত করে যে সৌর-ভর নক্ষত্রটি কীভাবে সেই পর্বে বেঁচে থাকতে পারে তা স্পষ্ট নয়, একটি দৃশ্যত স্বাভাবিক নক্ষত্র হিসাবে শেষ হয়েছিল। তাত্ত্বিক মডেলগুলি যেগুলি বেঁচে থাকার অনুমতি দেয় সেগুলি সমস্ত ভবিষ্যদ্বাণী করে যে সৌর-ভর নক্ষত্রটি বাস্তবে যা পর্যবেক্ষণ করা হয় তার চেয়ে অনেক শক্ত কক্ষপথে শেষ হওয়া উচিত ছিল।
এটি ইঙ্গিত দিতে পারে যে বাইনারি সিস্টেমে কীভাবে ব্ল্যাক হোল তৈরি হয় এবং বিকশিত হয় সে সম্পর্কে আমাদের বোঝার ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ ফাঁক রয়েছে এবং বাইনারিগুলিতে সুপ্ত ব্ল্যাক হোলের একটি এখনও অনাবিষ্কৃত জনসংখ্যার অস্তিত্বের পরামর্শ দেয়।
“এটি আকর্ষণীয় যে এই সিস্টেমটি সহজে স্ট্যান্ডার্ড বাইনারি বিবর্তন মডেল দ্বারা মিটমাট করা হয় না,” এল-বদ্রি উপসংহারে এসেছিলেন। “এটি কীভাবে এই বাইনারি সিস্টেমটি গঠিত হয়েছিল, সেইসাথে এই সুপ্ত ব্ল্যাক হোলগুলির কতগুলি সেখানে রয়েছে সে সম্পর্কে অনেক প্রশ্ন উত্থাপন করে।”
“মহাকাশ- এবং স্থল-ভিত্তিক মানমন্দিরগুলির একটি নেটওয়ার্কের অংশ হিসাবে, জেমিনি নর্থ শুধুমাত্র আজ পর্যন্ত নিকটতম ব্ল্যাক হোলের জন্যই জোরালো প্রমাণ সরবরাহ করেনি বরং প্রথম আদিম ব্ল্যাক হোল সিস্টেমও দিয়েছে, যা ব্ল্যাক হোলের সাথে মিথস্ক্রিয়া করা স্বাভাবিক গরম গ্যাস দ্বারা অগোছালো। “এনএসএফ জেমিনি প্রোগ্রাম অফিসার মার্টিন স্টিল বলেছেন। “যদিও এটি আমাদের গ্যালাক্সিতে পূর্বাভাসিত সুপ্ত ব্ল্যাক হোলের জনসংখ্যার ভবিষ্যত আবিষ্কারের সম্ভাবনার সূচনা করে, পর্যবেক্ষণগুলি সমাধান করার জন্য একটি রহস্যও রেখে যায় – তার বহিরাগত প্রতিবেশীর সাথে একটি ভাগ করা ইতিহাস থাকা সত্ত্বেও, কেন এই বাইনারি সিস্টেমে সহচর তারকা এত স্বাভাবিক?”
