তাত্ত্বিক মডেল চ্যালেঞ্জ করে ব্ল্যাক হোলের চৌম্বক ক্ষেত্র সম্পূর্ণ উল্টে গেল

২০১৭ থেকে ২০২১ সালের মধ্যে ধারাবাহিক পর্যবেক্ষণ থেকে জানা গেছে যে অতিবৃহৎ এই কাঠামোর চুম্বকায়িত প্লাজমা আমাদের ধারণার চেয়েও বেশি গতিশীল ।

পৃথিবী থেকে ৫৫ মিলিয়ন আলোকবর্ষ দূরে অবস্থিত একটি অতিবৃহৎ ব্ল্যাক হোল বা কৃষ্ণগহ্বর পর্যবেক্ষণ করে সম্পূর্ণ অপ্রত্যাশিত একটি তথ্য জানা গেছে: এর চৌম্বক ক্ষেত্র পুরো উল্টে গেছে, রিপোর্ট করেছে যুক্তরাষ্ট্রের স্মিথসোনিয়ান ম্যাগাজিন।

মেসিয়ার ৮৭ (Messier 87) গ্যালাক্সিতে অবস্থানের কারণে ব্ল্যাক হোলটির নাম দেওয়া হয়েছে M87*। এটিকে ইভেন্ট হরাইজন টেলিস্কোপ  নামক বিশ্বব্যাপী রেডিও টেলিস্কোপের একটি নেটওয়ার্ক ব্যবহার করে পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল। পৃথিবীর আকারের এই ভার্চুয়াল অবজারভেটরি ২০১৯ সালে ব্ল্যাক হোলটির একটি ছবি ধারণ করে, যা ছিল নিজস্ব অর্থেই যুগান্তকারী—এটি ছিল প্রথম বারের মতো তোলা ব্ল্যাক হোলের ছবি।

এখন, সেই একই ব্ল্যাক হোল আরও জ্যোতির্বিজ্ঞানের অগ্রগতি ঘটাচ্ছে। চার বছর ধরে জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা M87*-এর উপর নজর রেখেছিলেন। ২০১৭ সালে, ব্ল্যাক হোলটির চৌম্বক ক্ষেত্রগুলো এক দিকে সর্পিল আকারে ছিল। ২০১৮ সালে, সেগুলোর স্থিতিশীলতা দেখা যায় এবং ২০২১ সালের মধ্যে সেগুলো উল্টে যায় ।

অ্যাষ্ট্রনমি ও অ্যাষ্ট্রফিজিক্স জার্নালে প্রকাশিত হতে যাওয়া এই ফলাফলগুলো ইঙ্গিত দেয় যে ব্ল্যাক হোলের চারপাশের এলাকাটি আগে যা ভাবা হয়েছিল তার চেয়ে কম স্থিতিশীল।

মজার তথ্য: মিল্কিওয়ে গ্যালাক্সির নিজস্ব ব্ল্যাক হোল

আমাদের নিজস্ব গ্যালাক্সির কেন্দ্রে স্যাজিটারিয়াস এ স্টার (Sagittarius A*) নামে একটি ব্ল্যাক হোল রয়েছে, যার ভর আমাদের সূর্যের ভরের চার মিলিয়ন গুণেরও বেশি। জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা ২০২২ সালে প্রথম এটির ছবি তোলেন।

M87*-এর ভর আমাদের সূর্যের ভরের ছয় বিলিয়ন গুণেরও বেশি। গবেষকরা আশা করেছিলেন যে এই আকারের একটি বস্তুর চৌম্বক ক্ষেত্র স্থিতিশীল হবে, তাই এই উল্টে যাওয়ার কারণ কী তা তারা এখনও নিশ্চিত নন। এই গবেষণার সহ-লেখক, অ্যারিজোনার স্টুয়ার্ড অবজারভেটরির জ্যোতির্বিজ্ঞানী চি-কোয়ান চ্যান সায়েন্স নিউজ-কে বলেন, "আজ আমাদের কাছে যে তাত্ত্বিক মডেলগুলি আছে, তার কোনোটিই এই পরিবর্তন ব্যাখ্যা করতে পারে না।"

ব্ল্যাক হোলের চৌম্বক ক্ষেত্রের অপ্রত্যাশিত পরিবর্তন

M87* ব্ল্যাক হোলের ভর আমাদের সূর্যের ভরের ছয় বিলিয়ন গুণেরও বেশি। গবেষকরা আশা করেছিলেন যে এই আকারের একটি বস্তুর চৌম্বক ক্ষেত্র স্থিতিশীল হবে, তাই এই পরিবর্তনটি কেন ঘটল, তা তারা এখনও নিশ্চিত নন। অ্যারিজোনার স্টুয়ার্ড অবজারভেটরির জ্যোতির্বিজ্ঞানী এবং এই গবেষণার সহ-লেখক চি-কোয়ান চ্যান সায়েন্স নিউজ-কে বলেন, "আজ আমাদের কাছে এমন কোনো তাত্ত্বিক মডেল নেই যা এই পরিবর্তন ব্যাখ্যা করতে পারে।"

ইউনিভার্সিটি অফ ব্রিটিশ কলাম্বিয়ার জ্যোতির্পদার্থবিদ জেস ম্যাকআইভার, যিনি এই গবেষণায় যুক্ত ছিলেন না, তিনিও সায়েন্স নিউজ-কে বলেন, "কয়েক বছরের মধ্যে M87-এর চৌম্বক ক্ষেত্রে এত বড় পরিবর্তনের প্রমাণ দেখে আমি খুব অবাক হয়েছি। এটি অতিবৃহৎ ব্ল্যাক হোল এবং তাদের পরিবেশের স্থিতিশীলতা সম্পর্কে আমার চিন্তাভাবনা বদলে দিয়েছে।"

দলটি বছরের পর বছর ধরে ব্ল্যাক হোলটির উজ্জ্বল অ্যাক্রিশন ডিস্কের (accretion disk) পোলারাইজেশন বা আলোর তরঙ্গের দিকনির্দেশনা তুলনা করেছে, যা পরোক্ষভাবে এর চৌম্বক ক্ষেত্রের শক্তি ও গঠন সম্পর্কে তথ্য দিয়েছে। M87*-এর মতো ব্ল্যাক হোলগুলোর চৌম্বক ক্ষেত্রগুলো শক্তিশালী জেট বরাবর বস্তুকে ত্বরান্বিত করতে সাহায্য করে বলে মনে করা হয়, যা গ্যালাক্সি জুড়ে পদার্থ নিক্ষেপ করে এবং তারা গঠনের বীজ বপন করে।

নতুন ফলাফল অনুসারে, চৌম্বক ক্ষেত্রগুলো একটি ব্ল্যাক হোল কীভাবে পদার্থ গ্রহণ করে এবং কীভাবে জেটগুলোর মাধ্যমে শক্তি বাইরে পাঠায়, তা নির্ধারণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রাখে। হার্ভার্ড এবং স্মিথসোনিয়ানের সেন্টার ফর অ্যাস্ট্রোফিজিক্সের জ্যোতির্বিজ্ঞানী এবং এই গবেষণার সহ-লেখক পল টাইড এক বিবৃতিতে বলেন, এই কাজটি ইঙ্গিত করে যে M87*-এর চারপাশের চুম্বকায়িত প্লাজমা "স্থিতিশীল নয়; এটি গতিশীল এবং জটিল, যা আমাদের তাত্ত্বিক মডেলগুলোকে সীমার দিকে ঠেলে দিচ্ছে।"

এই রহস্যময় ক্ষেত্র উল্টে যাওয়া ব্ল্যাক হোলটির চৌম্বক কাঠামোর সাথে বাইরের পদার্থের মিথস্ক্রিয়ার ফল হতে পারে। তবে ঠিক কী ঘটেছে তা পুরোপুরি বোঝার জন্য জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের আরও পর্যবেক্ষণ করতে হবে। আর এর জন্য সময় লাগতে পারে।

ইউনিভার্সিটি অফ টরন্টোর তাত্ত্বিক জ্যোতির্পদার্থবিদ বার্ট রিপারডা অন্য এক বিবৃতিতে বলেন, "M87 খুবই বিশাল, তাই অ্যাক্রিশন প্রবাহে পরিবর্তন আসতে মাস থেকে বছর পর্যন্ত সময় লাগে। এই সময়সীমার কারণে, আমাদের সত্যিই বহু বছরের পর্যবেক্ষণ প্রয়োজন। এক অর্থে, আমাদের ব্ল্যাক হোলের একটি দীর্ঘ সময়ের ভিডিও দরকার।" এক প্রকার ব্ল্যাক হোল মুভি-র মতো।

এই অনুসন্ধানগুলো ইভেন্ট হরাইজন টেলিস্কোপ (EHT)-এর সাফল্যেরও ইঙ্গিত দেয়, যা সম্প্রতি তাদের নেটওয়ার্কে আরও দুটি নতুন টেলিস্কোপ (একটি অ্যারিজোনায় এবং অন্যটি ফ্রান্সে) যুক্ত করেছে। এই সংযোজনগুলো ব্ল্যাক হোলটির আরও উন্নত এবং স্পষ্ট পর্যবেক্ষণ করার সুযোগ দিয়েছে, যার মধ্যে জেটের গোড়ার দিকের নিঃসরণের দিকনির্দেশনার প্রথম আভাসও রয়েছে।

ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক ইনস্টিটিউট ফর রেডিও অ্যাস্ট্রোনমির সেবাস্টিয়ানো ভন ফেলেনবার্গ এক বিবৃতিতে বলেন, "উন্নত ক্রমাঙ্কন (improved calibration) ডেটার গুণমান এবং অ্যারে কার্যকারিতায় অসাধারণ গতি এনেছে, যা জেটের গোড়ার দিকের ক্ষীণ নিঃসরণের প্রথম সীমা নির্ধারণ করতে সাহায্য করছে।"