বিগ ব্যাংয়ের 47 কোটি বছর পরের একটি কৃষ্ণগহ্বর ওজন করা হলো

মহাবিশ্বের বয়স যখন 100 কোটি বছরেরও কম, তখনই শত শত কোটি সৌরভরের কৃষ্ণগহ্বরচালিত কোয়েজার বিদ্যমান ছিল। এগুলো এত দ্রুত এত বড় হলো কীভাবে, তা জ্যোতির্বিজ্ঞানের অমীমাংসিত ধাঁধাগুলোর একটি। বিস্তৃত-ক্ষেত্র জরিপে এমন শত শত দানব পাওয়া গেছে, কিন্তু কেবল সবচেয়ে উজ্জ্বলগুলো।

জেমস ওয়েব মহাকাশ টেলিস্কোপ ছবিটা বদলে দিয়েছে। এটি অনেক ক্ষীণতর সক্রিয় ছায়াপথ-কেন্দ্রক (active galactic nuclei) দেখতে পায় — এমন ছায়াপথ, যাদের কেন্দ্রীয় কৃষ্ণগহ্বর পদার্থ গ্রাস করছে — চওড়া নিঃসরণ রেখা ধরে: কৃষ্ণগহ্বরের কাছে এত দ্রুত ঘুরতে থাকা গ্যাসের আলো যে তার বর্ণালি রেখা — প্রতিটি মৌল যে নির্দিষ্ট রংগুলো বিকিরণ করে — লেপটে যায়। এই বস্তুগুলোর অনেকেই ঘন সন্নিবিষ্ট, খুব লালচে দেখতে উৎস, যাদের ডাকনাম “লিটল রেড ডটস” (Little Red Dots, ছোট লাল বিন্দু), এবং যাদের প্রকৃতি নিয়ে এখনো বিতর্ক চলছে।

শর্টকাট ছাড়া অনুসন্ধান

টোকিওর Waseda University-র নেতৃত্বে Xingyao Cai, Akio K. Inoue, Masafusa Onoue ও সহকর্মীরা DAWN JWST Archive-এর উন্মুক্ত বর্ণালি খুঁটিয়ে দেখেছেন: লালসরণ 6 থেকে 10.3-এর মধ্যে নিশ্চিত দূরত্বের 1,247টি উৎস — লালসরণ, যাকে z লেখা হয়, মাপে মহাবিশ্বের প্রসারণ তাদের আলোকে কতটা টেনে লম্বা করেছে: এটি যত বেশি, উৎস তত দূরে এবং আমরা তাকে তত পেছনের সময়ে দেখি। তাঁরা রং বা আকার দিয়ে আগে থেকে কোনো বাছাই করেননি। প্রতিটি বর্ণালির জন্য তাঁরা জিজ্ঞেস করেছেন, চওড়া হাইড্রোজেন রেখাযুক্ত একটি মডেল রেখাবিহীন মডেলের চেয়ে ভালো মেলে কি না। 66টি প্রার্থী এই পরীক্ষায় উতরেছে।

সবচেয়ে দূরেরটি MoM-BL-z10, “Mirage or Miracle” কর্মসূচিতে পর্যবেক্ষিত, লালসরণ z = 9.9837-এ — যখন মহাবিশ্বের বয়স মাত্র 47 কোটি বছর।

এর চওড়া হাইড্রোজেন-বিটা রেখাটি, যা নীলচে-সবুজ দৃশ্যমান আলো হিসেবে নিঃসৃত হয়, প্রায় এগারো গুণ (1 + z) প্রসারিত হয়ে অবলোহিতে আমাদের কাছে পৌঁছায়, 5.35 মাইক্রোমিটারে, ওয়েবের মানক প্রক্রিয়াকরণের 5.3 মাইক্রোমিটার কাট-অফের ঠিক পরে। এটি দৃশ্যমান হয়েছে কেবল এই কারণে যে আর্কাইভের তথ্য-প্রক্রিয়াকরণ বর্ণালির ওই বাড়তি অংশটুকু উদ্ধার করে।

সাতটি ফিল্টারে MoM-BL-z10-এর ওয়েব-চিত্র (ওপরে) ও তার বর্ণালি, ডানে মেলানো চওড়া হাইড্রোজেন-বিটা রেখাসহ। — চিত্র 1, Cai et al. (2026), arXiv:2610.28735, CC BY 4.0.

কৃষ্ণগহ্বরের ওজন মাপা

চওড়া রেখাটি 3.87 সংকেত-গোলমাল অনুপাতে শনাক্ত হয়েছে, লেখকেরা যে 3-এর সীমা আগে থেকে ঠিক করেছিলেন তার সামান্যই ওপরে। আমাদের দিকে আসা গ্যাসের আলো একদিকে সরে যায়, দূরে সরে যাওয়া গ্যাসের আলো অন্যদিকে (ডপলার প্রভাব), তাই রেখার প্রস্থ বেগের একটি বিস্তার হিসেবে মাপা হয়: সেকেন্ডে 3,480 কিলোমিটার (বড় অনিশ্চয়তাসহ: −950, +2,040)। নিয়ন ও অক্সিজেনের অন্যান্য রেখার অনুপাত বস্তুটিকে সাধারণ তারা-গঠনকারী ছায়াপথের বদলে সক্রিয় কেন্দ্রকের দলে ফেলে।

গ্যাসের গতিকে উৎসের ঔজ্জ্বল্যের সঙ্গে মেলালে — যে ঔজ্জ্বল্য ঠিক করে দেয়, আলো কত বড় অঞ্চল থেকে আসছে — একটি “ভিরিয়াল” ভর পাওয়া যায় — লালসরণ 10-এ এমন প্রথম অনুমান:

• কোয়েজারের জন্য ব্যবহৃত মানক সূত্রে, প্রায় 3.6 কোটি সৌরভর (3.6 × 10⁷, মোটামুটি 1.9 কোটি থেকে 9.4 কোটির মধ্যে), যা তার তাত্ত্বিক সর্বোচ্চ হার, অর্থাৎ এডিংটন সীমার 11% হারে পদার্থ গ্রাস করছে — এই ছাদ ছাড়ালে ভেতরে পড়তে থাকা পদার্থের আলোই গ্যাসকে দূরে ঠেলে দেয় এবং কৃষ্ণগহ্বরকে অনাহারে রাখে;
• লিটল রেড ডটসের জন্য প্রস্তাবিত একটি সূত্রে, এবং ধরে নিয়ে যে এটি সেই সর্বোচ্চ হারে গ্রাস করছে, প্রায় 21 লক্ষ সৌরভর — 17 গুণ কম।

বস্তুটি ঘন সন্নিবিষ্ট দেখায় এবং লিটল রেড ডটের প্রত্যাশিত রং বহন করে, কিন্তু বর্তমান তথ্যে লেখকেরা একে সেই শ্রেণিতে ফেলতে রাজি নন।

অতি ভারী, অতি আগে

দলটি লালসরণ 25 থেকে শুরু করে পিছিয়ে হিসাব করেছে, এমন একটি কৃষ্ণগহ্বর কীভাবে বেড়ে উঠতে পারত — অর্থাৎ যে 47 কোটি বছরে একে দেখা যাচ্ছে, তার অনেক আগে থেকে। একটি হালকা বীজ থেকে — 10 থেকে 100 সৌরভরের একটি তারার অবশেষ — 3.6 কোটি সৌরভরে পৌঁছতে গড় হার লাগবে এডিংটন সীমার প্রায় দ্বিগুণ। 10,000 থেকে 1,00,000 সৌরভরের একটি ভারী বীজ, হয়তো কোনো গ্যাস-মেঘের সরাসরি ধসে জন্ম, সীমায় গ্রাস করেই সেখানে পৌঁছতে পারত। পর্যবেক্ষিত 11% হারে এটি কখনোই এত বড় হতে পারত না: অতীতে নিশ্চয়ই এটি আরও দ্রুত খেয়েছে।

সম্ভাব্য বৃদ্ধির ইতিহাস: হলুদ তারাটি (মানক ভর) এমন জায়গায়, যেখানে হালকা বীজের এডিংটন-ঊর্ধ্ব গ্রাস লাগে আর ভারী বীজই যথেষ্ট। — চিত্র 5, Cai et al. (2026), arXiv:2610.28735, CC BY 4.0.

সীমায় বাড়তে থাকা একটি নাক্ষত্রিক বীজ থেকে কম ভরটিতে পৌঁছনোও কঠিনই থেকে যায়।

ওয়েবের সামর্থ্যের প্রান্তে

MoM-BL-z10 এখন জ্ঞাত সবচেয়ে দূরের চওড়া-রেখার সক্রিয় কেন্দ্রক, z = 9.29-এর CAPERS-LRD-z9-কেও ছাড়িয়ে। লালসরণ 10-এর কাছাকাছি আগের দুটি প্রার্থী, UHZ1 ও GN-z11, কখনো নিশ্চিতভাবে শনাক্ত চওড়া রেখা দেখায়নি। যেহেতু এখানে হাইড্রোজেন রেখাটি ওয়েবের বর্ণালিবীক্ষণ যন্ত্রের একেবারে প্রান্তে, লেখকদের সন্দেহ, এই পদ্ধতিতে ক্ষীণ কৃষ্ণগহ্বর খোঁজার ব্যবহারিক সীমার কাছেই হয়তো লালসরণ 10। পূর্ণ তালিকাসহ একটি বৃহত্তর অনুসন্ধানের প্রস্তুতি চলছে।