অতিভারী কৃষ্ণগহ্বর

অতিভারী কৃষ্ণগহ্বর হলো কৃষ্ণগহ্বরগুলির ধরনের মাঝে সবচেয়ে ভারি ও বড় কৃষ্ণগহ্বর, যার ভর সূর্যের (M☉) ভরের লক্ষ, কোটি এমনকি শত কোটি গুণ পর্যন্ত হতে পারে। কৃষ্ণগহ্বর হলো এমন এক শ্রেণির জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক বস্তু যা মহাকর্ষীয় পতনের মাধ্যমে গঠিত হয়, এবং যার ফলে এমন একটি গোলাকার স্থান তৈরি হয় যেখান থেকে আলোসহ কোনো কিছুই বেরোতে পারে না। পর্যবেক্ষণে দেখা গেছে যে প্রায় প্রতিটি বৃহৎ গ্যালাক্সির কেন্দ্রে একটি অতিভারী কৃষ্ণগহ্বর বিদ্যমান। উদাহরণস্বরূপ, মিল্কিওয়ে গ্যালাক্সির কেন্দ্রে একটি অতিভারী কৃষ্ণগহ্বর রয়েছে, যা রেডিও উৎস ধনু A* (Sagittarius A*)-এর সঙ্গে সামঞ্জস্যপূর্ণ। আন্তঃনাক্ষত্রিক গ্যাসের অতিভারী কৃষ্ণগহ্বরে পতন (accretion) হলো সেই প্রক্রিয়া যা সক্রিয় গ্যালাকটিক নিউক্লিয়াস (AGN) এবং কোয়াসারের শক্তির উৎস হিসেবে কাজ করে।
alt=|থাম্ব|স্যাজিটারিয়াস A*

ইভেন্ট হরাইজন টেলিস্কোপ, দুটি অতিভারী কৃষ্ণগহ্বরের সরাসরি ছবি তুলেছে: একটি হলো বৃহৎ উপবৃত্তাকার গ্যালাক্সি মেসিয়ার ৮৭-এর কৃষ্ণগহ্বর এবং অন্যটি মিল্কিওয়ে গ্যালাক্সির কেন্দ্রের কৃষ্ণগহ্বর (Sagittarius A*)।

 বিবরণ 

যেসব কৃষ্ণগহ্বরের ভর ১ লক্ষ (10⁵) সৌর ভরের (M☉) বেশি তাদের অতিভারী কৃষ্ণগহ্বর হিসেবে সংজ্ঞায়িত করা হয়; কিছু কৃষ্ণগহ্বরের ভর কয়েক বিলিয়ন M☉ পর্যন্ত হতে পারে। অতিভারী কৃষ্ণগহ্বরের বৈশিষ্ট্যগুলি স্পষ্টভাবে নিম্ন-ভরের কৃষ্ণগহ্বর থেকে আলাদা। প্রথমত, ইভেন্ট হরাইজনের কাছে জোয়ারীয় বল (tidal force) অতিভারী কৃষ্ণগহ্বরের ক্ষেত্রে তুলনামূলকভাবে অনেক দুর্বল। একটি কৃষ্ণগহ্বরের ইভেন্ট হরাইজনে কোনো বস্তুর উপর প্রয়োগিত জোয়ারীয় বল কৃষ্ণগহ্বরের ভরের বর্গের ব্যস্তানুপাতিক: অর্থাৎ, ১ কোটি সৌর M☉ ভরের কৃষ্ণগহ্বরের ইভেন্ট হরাইজনের কাছে থাকা একজন ব্যক্তি তার মাথা ও পায়ের মাঝে পৃথিবীর পৃষ্ঠে থাকা একজন ব্যক্তি সমান জোয়ারীয় বল অনুভব করেন। নক্ষত্রিও কৃষ্ণগহ্বরের বিপরীতে, অতিভারী কৃষ্ণগহ্বরে কেউ ইভেন্ট হরাইজনের গভীর অংশে প্রবেশ না করা পর্যন্ত উল্লেখযোগ্য জোয়ারীয় বল অনুভব করবে না।

এটি কিছুটা স্বজ্ঞাবিরোধী মনে হতে পারে যে একটি এসএমবিএইচ (SMBH)-এর ঘনত্ব (যা কৃষ্ণগহ্বরের ভরকে তার শোয়ার্জশিল্ড ব্যাসার্ধের (Schwarzschild radius) মধ্যে থাকা আয়তন দিয়ে ভাগ করে সংজ্ঞায়িত করা হয়) পানির ঘনত্বের চেয়ে কম হতে পারে। এর কারণ হল শোয়ার্জশিল্ড ব্যাসার্ধ () এর ভরের সরাসরি সমানুপাতিক। যেহেতু একটি গোলকের (যেমন একটি ঘূর্ণনহীন কৃষ্ণগহ্বরের ইভেন্ট হরাইজন) আয়তন তার ব্যাসার্ধের ঘনের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক, তাই একটি কৃষ্ণগহ্বরের ঘনত্ব এর ভরের বর্গের সাথে ব্যস্তানুপাতিক; ফলস্বরূপ, বেশি ভরের ব্ল্যাক হোলগুলোর গড় ঘনত্ব কম হয়।

 (সৌর ভর)-এর কাছাকাছি ভরের একটি ঘূর্ণনহীন এবং আধানবিহীন অতিবৃহৎ কৃষ্ণগহ্বর-এর ঘটনা দিগন্তের (event horizon) শোয়ার্জশিল্ড ব্যাসার্ধ (Schwarzschild radius) ইউরেনাস-এর কক্ষপথের অর্ধ-মুখ্য অক্ষের (semi-major axis) সাথে তুলনীয়, যা প্রায় ১৯ AU (জ্যোতির্বিজ্ঞানের একক)। কিছু জ্যোতির্বিজ্ঞানী ৫ বিলিয়ন সৌর ভরের বেশি ব্ল্যাক হোলকে আল্ট্রাম্যাসিভ ব্ল্যাক হোল (UMBH বা UBH) বলে উল্লেখ করেন, তবে  পরিভাষাটি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত নয়। সম্ভাব্য উদাহরণের মধ্যে রয়েছে TON 618, NGC 6166, ESO 444-46 এবং NGC 4889–এর কেন্দ্রে অবস্থিত ব্ল্যাক হোলগুলো , যেগুলো জ্ঞাত সর্বাধিক ভরসম্পন্ন ব্ল্যাক হোলগুলোর মধ্যে অন্যতম।

কিছু গবেষণায় প্রস্তাব করা হয়েছে যে উজ্জ্বল অ্যাকরেটর (অ্যাক্রেশন ডিস্কযুক্ত) অবস্থায় একটি ব্ল্যাক হোল প্রাকৃতিকভাবে সর্বোচ্চ  সৌর ভরের ভর অর্জন করতে পারে। তবে ২০২০ সালের একটি গবেষণায় দেখানো হয় যে আরও বড় — ১০০ বিলিয়ন সৌর ভরেরও বেশি ভরের ব্ল্যাক হোল থাকতে পারে ব্যবহৃত মডেলগুলো অনুযায়ী। এদের নাম দেয়া হয় স্টুপেন্ডাসলি লার্জ ব্ল্যাক হোল (SLABs)। কিছু গবেষণা ফিনিক্স A গ্যালাক্সির কেন্দ্রে থাকা ব্ল্যাক হোলটিকে এই শ্রেণিতে অন্তর্ভুক্ত করেছে।

 গবেষণার ইতিহাস 
অতিভারী কৃষ্ণগহ্বর আবিষ্কার হ‌ওয়ার গল্পটি শুরু হয় ১৯৬৩ সালে মার্টেন শ্মিট (Maarten Schmidt) কর্তৃক ৩সি ২৭৩ (3C 273) নামক বেতার উৎসটি (radio source) অনুসন্ধানের মাধ্যমে। প্রাথমিকভাবে এটিকে একটি নক্ষত্র বলে মনে হলেও, এর বর্ণালী (spectrum) বিভ্রান্তি সৃষ্টি করে। এটিকে রেডশিফটেড হাইড্রোজেন নিঃসরণ রেখা (hydrogen emission lines) বলে চিহ্নিত করা হয়, যা বলে যে বস্তুটি পৃথিবী থেকে দূরে সরে যাচ্ছে। হাবলের নীতি বলে এই বস্তুটি কয়েকশ কোটি আলোকবর্ষ দূরে, এবং এর মানে এটি নিশ্চয়ই শত শত গ্যালাক্সির সমপরিমাণ শক্তি নিঃসরণ করছে। এই রেডিও উৎসের আলোর বিকিরণের হারকে প্রায়-নাক্ষত্রিক বস্তু বা কোয়েজার নাম দেয়া হয় এবং বিকিরণ এলাকার ব্যাস (diameter) এক পারসেক বা তারও কম প্রস্তাব করা হয়। ১৯৬৪ সাল পর্যন্ত এরকম চারটি উৎসকে চিহ্নিত করা হয়।

১৯৬৩ সালে, ফ্রেড হয়েল (Fred Hoyle) এবং ডব্লিউ. এ. ফাউলার (W. A. Fowler) প্রস্তাব করেন যে কোয়াজারের অতিক্ষুদ্র আকার ও উচ্চ শক্তি নির্গমনের ব্যাখ্যা হিসেবে হাইড্রোজেন-জ্বলনকারী সুপারম্যাসিভ নক্ষত্রের (SMS) অস্তিত্বের কথা। এদের ভর প্রায় ১০⁵–১০⁹ সৌর ভরের সমান হবে। তবে রিচার্ড ফাইনম্যান উল্লেখ করেন যে একটি নির্দিষ্ট সংকট  ভরের উপরে থাকা নক্ষত্র গতিশীলতার দিক দিয়ে অস্থিতিশীল হয়ে পড়ে এবং কৃষ্ণগহ্বর রূপান্তরিত হবে, অন্তত তারা যদি  অ-ঘূর্ণায়মান হয়। এরপর ফাউলার প্রস্তাব করেন যে এই সুপারম্যাসিভ নক্ষত্রগুলো ধারাবাহিক ধস ও বিস্ফোরণের চক্রে যাবে, যা শক্তি নির্গমনের ধরণকে ব্যাখ্যা করবে। অ্যাপেনজিলার (Appenzeller) এবং ফ্রিক (Fricke) (১৯৭২) এই আচরণের মডেল তৈরি করেন, কিন্তু দেখতে পান যে নক্ষত্রটি শেষ পর্যন্ত ধসেই পড়ে। তারা সিদ্ধান্তে আসেন যে একটি অ-ঘূর্ণায়মান  সৌর ভরের SMS “CNO চক্রের মাধ্যমে তার হাইড্রোজেন জ্বালিয়ে কৃষ্ণগহ্বরে ধস থেকে রক্ষা পেতে পারে না।”

২০১৯ সালের ১০ এপ্রিল ইভেন্ট হরাইজন টেলিস্কোপ কোলাবোরেশন (Event Horizon Telescope Collaboration) গ্যালাক্সি মেসিয়ার ৮৭–এর কেন্দ্রে অবস্থিত একটি কৃষ্ণগহ্বরের প্রথম হরাইজন-স্কেল ছবি প্রকাশ করে। ২০২০ সালের মার্চে জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা প্রস্তাব করেন যে অতিরিক্ত উপ-রিংগুলো ফোটন রিং গঠন করবে এবং প্রথম কৃষ্ণগহ্বরের ছবিতে এই স্বাক্ষরগুলো আরও ভালোভাবে শনাক্ত করার একটি পদ্ধতিও উপস্থাপন করেন। ২০২০ সালে— “আমাদের গ্যালাক্সির কেন্দ্রে একটি অতিমাত্রায় ভরযুক্ত সঙ্কুচিত বস্তুর আবিষ্কারের জন্য” যৌথভাবে আন্দ্রেয়া গেজ (Andrea Ghez) এবং রেইনার্ড গেনজেলকে (Reinhard Genzel) পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার প্রদান করা হয় । এটি বিবেচিত হয় প্রথম নিশ্চিত প্রমাণ হিসেবে যে স্যাজিটেরিয়াস A* সত্যিই একটি অতিভারী ব্ল্যাক হোল।

 গঠন 
থাম্ব|একজন শিল্পীর ধারণা, একটি অতিবৃহৎ কৃষ্ণগহ্বর, যা একটি অ্যাক্রিশন ডিস্ক দ্বারা বেষ্টিত এবং একটি আপেক্ষিক জেট নির্গত করে।

সুপারম্যাসিভ কৃষ্ণগহ্বরের জন্ম এখনও সক্রিয় গবেষণার একটি ক্ষেত্র। জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা একমত যে ব্ল্যাক হোলগুলি পদার্থ আহরণ (accretion of matter) এবং অন্য ব্ল্যাক হোলগুলির সাথে মিলিত হয়ে বড় হতে পারে। সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোল পূর্বসূরি বা (seeds)-এর গঠন প্রক্রিয়া এবং প্রাথমিক ভর নিয়ে বেশ কয়েকটি অনুমান (hypotheses) রয়েছে। ব্ল্যাক হোল বীজ যেভাবেই তৈরি হোক না কেন, আশেপাশে পর্যাপ্ত ভর থাকলে তা আকর্ষণ করে একটি মধ্য-ভর কৃষ্ণগহ্বরে পরিণত হতে পারে এবং যদি সেই আকর্ষণ প্রক্রিয়া দীর্ঘস্থায়ী হয়, তবে সম্ভাবত তা একটি সুপারম্যাসিভ কৃষ্ণগহ্বরেও পরিণত হতে পারে।

 প্রথম তারা 

 সরাসরি-ধ্বস এবং আদিম কৃষ্ণগহ্বর 

থাম্ব|অতিবৃহৎ কৃষ্ণগহ্বর থেকে বাতাসে জন্ম নেওয়া তারার প্রতি একজন শিল্পীর ধারণা। 

 সর্বোচ্চ ভর সীমা 

 কার্যকলাপ এবং গ্যালাক্টিক বিবর্তন 

 একীভূতকরণ এবং পশ্চাদপসরণকারী SMBHs 
থাম্ব|প্রার্থী SMBH গুলিকে ব্ল্যাক হোল থেকে পিছু হটানো বা বের করে দেওয়া হয়েছে বলে সন্দেহ করা হচ্ছে

 হকিং বিকিরণ 

 প্রমাণ 

 ডপলার পরিমাপ 
থাম্ব|Sgr A* এর জন্য প্রস্তাবিত মডেল  অনুসারে আয়নিত পদার্থের স্বচ্ছ টরয়েডাল বলয় সহ একটি কৃষ্ণগহ্বরের পার্শ্ব দৃশ্যের সিমুলেশন। এই চিত্রটি কৃষ্ণগহ্বরের পিছন থেকে আলোর বাঁকের ফলাফল দেখায় এবং এটি বলয়ে পদার্থের অত্যন্ত উচ্চ কক্ষীয় গতি থেকে ডপলার প্রভাব দ্বারা উদ্ভূত অসামঞ্জস্যতাও দেখায়।

 মিল্কিওয়েতে 
থাম্ব|মিল্কিওয়ে গ্যালাকটিক সেন্টারে সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোল প্রার্থী স্যাজিটেরিয়াস এ* এর চারপাশে ছয়টি তারার অনুমানিত কক্ষপথ

 মিল্কিওয়ের বাইরে 
থাম্ব|শিল্পীর তোলা একটি সুপারম্যাসিভ কৃষ্ণগহ্বর, যা একটি তারাকে ছিন্নভিন্ন করছে। নীচে: গ্যালাক্সি RX J1242−11- এ একটি তারাকে গ্রাস করছে সুপারম্যাসিভ কৃষ্ণগহ্বর – এক্স-রে (বামে) এবং অপটিক্যাল (ডানে)।
থাম্ব|হাবল স্পেস টেলিস্কোপের তোলা ৪,৪০০ আলোকবর্ষ দীর্ঘ আপেক্ষিক জেট মেসিয়ার ৮৭-এর ছবি, যা  দ্বারা নির্গত পদার্থ।  ছায়াপথের কেন্দ্রে অবস্থিত অতিবৃহৎ কৃষ্ণগহ্বর
থাম্ব|পৃথিবীর ভরের কয়েকগুণ বেশি একটি গ্যাসীয় মেঘ আকাশগঙ্গার কেন্দ্রে অবস্থিত একটি অতিবৃহৎ কৃষ্ণগহ্বরের দিকে দ্রুতগতিতে এগিয়ে চলেছে।

ডান|থাম্ব|256x256পিক্সেল|NeVe 1 এর ৭ বিলিয়ন  সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাকহোল ওফিউকাস সুপারক্লাস্টার অগ্ন্যুৎপাতের জন্য দায়ী - যা এখন পর্যন্ত আবিষ্কৃত সবচেয়ে শক্তিশালী অগ্ন্যুৎপাত। সূত্র: চন্দ্র এক্স-রে অবজারভেটরি

 তথ্যসূত্র 

বহিঃসংযোগ
 কৃষ্ণগহ্বর: মহাকর্ষের নিরলস টান স্পেস টেলিস্কোপ বিজ্ঞান ইনস্টিটিউট থেকে কৃষ্ণগহ্বরের পদার্থবিদ্যা এবং জ্যোতির্বিদ্যা সম্পর্কে ইন্টারেক্টিভ মাল্টিমিডিয়া ওয়েবসাইট
 অতিবৃহৎ কৃষ্ণগহ্বরের ছবি
 নাসার সুপারম্যাসিভ কৃষ্ণগহ্বরের ছবি
 মিল্কিওয়ের কেন্দ্রস্থলে অবস্থিত কৃষ্ণগহ্বর
 একটি গ্যালাকটিক কৃষ্ণগহ্বরকে প্রদক্ষিণকারী নক্ষত্রের ESO ভিডিও ক্লিপ
 নক্ষত্র কক্ষপথে বিশাল আকাশগঙ্গা কেন্দ্র ১৭ আলোক-ঘণ্টার মধ্যে এগিয়ে আসছে ESO, ২১ অক্টোবর, ২০০২
 UCLA গ্যালাকটিক সেন্টার গ্রুপ থেকে ছবি, অ্যানিমেশন এবং নতুন ফলাফল
 সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোল সম্পর্কে ওয়াশিংটন পোস্টের নিবন্ধ
 ভিডিও (২:৪৬) – মিল্কিওয়ের কেন্দ্রীয় বিশাল কৃষ্ণগহ্বরকে কেন্দ্র করে ঘুরতে থাকা নক্ষত্রের সিমুলেশন
 ভিডিও (২:১৩) – সিমুলেশনে অতিবৃহৎ কৃষ্ণগহ্বরের প্রকাশ ( নাসা, ২ অক্টোবর, ২০১৮)
 সুপার থেকে আল্ট্রা: ব্ল্যাক হোল কত বড় হতে পারে?   

বিষয়শ্রেণী:অতিভারী কৃষ্ণগহ্বর
বিষয়শ্রেণী:ছায়াপথ
বিষয়শ্রেণী:কৃষ্ণগহ্বর