আমাদের ছায়াপথে ঘুরে বেড়াচ্ছে ৪ কোটি কৃষ্ণগহ্বর

একটি বিশাল নক্ষত্র মারা গেলে তা চুপসে গিয়ে একটি কৃষ্ণগহ্বরে পরিণত হতে পারে। মহাকর্ষীয় তরঙ্গ শনাক্তকারী যন্ত্রগুলো বহু দূরে এমন শত শত কৃষ্ণগহ্বরকে একীভূত হতে দেখেছে। অথচ আমাদের নিজেদের আকাশগঙ্গায় মাত্র দুই ডজনের মতো নাক্ষত্রিক কৃষ্ণগহ্বর জানা আছে — প্রায় সবগুলোই জোড়ায়, যেখানে একটি সঙ্গী নক্ষত্র তাদের উপস্থিতি ফাঁস করে দেয়।

তত্ত্ব বলে, এদের সংখ্যা প্রায় দশ কোটি হওয়া উচিত। এর বিপুল অধিকাংশই হবে বিচ্ছিন্ন: একা, অন্ধকার, তাদের প্রকাশ করার মতো কিছুই নেই। এখন পর্যন্ত মাত্র একটি নিশ্চিত হয়েছে, OGLE-2011-BLG-0462, যার ভর সূর্যের প্রায় ৭ গুণ। এটি শনাক্ত হয়েছিল কারণ এটি কিছুক্ষণের জন্য পেছনের একটি নক্ষত্রের আলো বিবর্ধিত করেছিল — এই প্রভাবকে বলা হয় মহাকর্ষীয় মাইক্রোলেন্সিং।

পুরো একটি ছায়াপথের নক্ষত্রের সিমুলেশন

নানজিং বিশ্ববিদ্যালয়ের জিয়ান-গুও হে, ইয়ং শাও এবং তাঁদের সহকর্মীরা POPKIN নামে একটি নতুন Python কোড তৈরি করেছেন। এটি একক নক্ষত্র ও নক্ষত্রের জোড়াকে জন্ম থেকে মৃত্যু পর্যন্ত অনুসরণ করে — ভরের স্থানান্তর, একীভবন, সুপারনোভা বিস্ফোরণ — আর এসবই ঘটে ১২০০ কোটি বছর ধরে আকাশগঙ্গার নক্ষত্র গঠন ও রাসায়নিক ইতিহাসের একটি মডেলের মধ্যে। তারপর এটি প্রতিটি সৃষ্ট কৃষ্ণগহ্বরকে আজ পর্যন্ত ছায়াপথের মধ্য দিয়ে তার কক্ষপথ ধরে অনুসরণ করে।

তাঁরা মডেলটির দশটি সংস্করণ চালিয়েছেন, সবচেয়ে অনিশ্চিত পদার্থবিদ্যাগুলো বদলে: নক্ষত্র কীভাবে বিস্ফোরিত হয়, এবং নক্ষত্রের জোড়া কীভাবে পরস্পরের মধ্যে ভর আদান-প্রদান করে।

আদমশুমারি

তাঁদের প্রামাণ্য মডেলে:

• আকাশগঙ্গায় প্রায় ৪ কোটি বিচ্ছিন্ন কৃষ্ণগহ্বর রয়েছে (সুপারনোভার অন্যান্য রেসিপি ১০ থেকে ২০ কোটি দেয়)।
• প্রায় ৮০,০০০টি সূর্য থেকে ১ কিলোপারসেকের মধ্যে — অর্থাৎ মোটামুটি ৩,৩০০ আলোকবর্ষ।
• এদের গড় ভর সূর্যের প্রায় ১১ গুণ। এদের ভর ৯ ও ২০ সৌরভরের আশেপাশে জড়ো হয়েছে, আর ১৩ থেকে ১৭-এর মধ্যে একটি লক্ষণীয় ফাঁক রয়েছে।
• বেশিরভাগই ছায়াপথের সমতলের কাছে। প্রায় অর্ধেক এসেছে আকাশগঙ্গার পুরোনো, পুরু চাকতি থেকে।
• সবচেয়ে সাধারণ উৎস: একটি নক্ষত্র-জোড়া যাকে একটি সুপারনোভা ছিন্নভিন্ন করেছে (প্রায় ৪৮%)।
• দুই-তৃতীয়াংশের বেশি জন্মেছে কোনো ধাক্কা (কিক) ছাড়াই। এরা শান্ত, প্রায় বৃত্তাকার কক্ষপথে চলে। যারা জন্মের সময় ধাক্কা পেয়েছে, তারা অনেক দ্রুত চলে, প্রায়ই সেকেন্ডে ১০০ থেকে ২০০ কিমি।

বিচ্ছিন্ন কৃষ্ণগহ্বরের পূর্বাভাসিত ভর: ৯ ও ২০ সৌরভরের কাছে দুটি চূড়া, এবং ১৩ থেকে ১৭-এর মধ্যে একটি ফাঁক। — চিত্র ১৩, He et al. (২০২৬), arXiv:2609.29211.

আকাশে এদের কোথায় দেখা যাবে: আকাশগঙ্গার সমতল ও কেন্দ্রের দিকে কেন্দ্রীভূত। — চিত্র ১৫, He et al. (২০২৬), arXiv:2609.29211.

এদের কীভাবে খুঁজে পাওয়া যাবে

• এক্স-রে। আন্তঃনাক্ষত্রিক গ্যাসের মধ্য দিয়ে ধীরে চলা একটি কৃষ্ণগহ্বর সেই গ্যাসের কিছুটা গিলে ফেলে এবং জ্বলে ওঠে। মডেলটির পূর্বাভাস, পুরো ছায়াপথে একটি নির্দিষ্ট উজ্জ্বলতার সীমার ওপরে এমন প্রায় ৫,০০০টি উৎস থাকবে, যার প্রায় ১০০টি ১ কিলোপারসেকের মধ্যে — এগুলো আশাবাদী সংখ্যা, গিলে ফেলা গ্যাস কতটা দক্ষতার সঙ্গে বিকিরণ করে তার ওপর অত্যন্ত সংবেদনশীল।
• মাইক্রোলেন্সিং। দীর্ঘস্থায়ী বিবর্ধন ঘটনাগুলোই সবচেয়ে ভালো সূত্র। ভবিষ্যতের রোমান মহাকাশ দূরবীক্ষণের ছায়াপথ-কেন্দ্র জরিপের জন্য মডেলটি পাঁচ বছরে প্রায় ৩৬০টি ঘটনার পূর্বাভাস দেয় — এটি একটি ঊর্ধ্বসীমা, বাস্তব জগতের নির্বাচন-প্রভাব হিসাবে ধরার আগে।

মডেলটি একমাত্র জানা নিঃসঙ্গ কৃষ্ণগহ্বরটি সম্পর্কেও একটি অনুমান দেয়: এর গতি সবচেয়ে ভালো মেলে এমন একটি কৃষ্ণগহ্বরের সঙ্গে যেটি পাতলা চাকতিতে জন্মেছে এবং জন্মের সময় একটি ধাক্কা পেয়েছে, যদিও অন্য কোনো উৎস বাতিল করা হয়নি।

সংখ্যাগুলো কেন আলাদা

মোট সংখ্যা মূলত নির্ভর করে নক্ষত্র কীভাবে বিস্ফোরিত হয় তার ওপর, যা এখনও অনিশ্চিত। আসল কথা এটাই: দীর্ঘ মাইক্রোলেন্সিং ঘটনাগুলো এই পদার্থবিদ্যার ছাপ ধরে রাখে, যেমন ভরের ফাঁকটি। নিঃসঙ্গ কৃষ্ণগহ্বর গোনা হয়তো প্রকাশ করবে বিশাল নক্ষত্রেরা কীভাবে মারা যায়।