प्रारम्भिक ब्रह्माण्डमा हामीले सोचेभन्दा पनि धेरै ‘ब्ल्याकहोल’ रहेको हबल टेलिस्कोपको खुलासा

काठमाडौं ।

सुपरम्यासिभ अर्थात् ‘अति विशाल’ ब्ल्याक होलहरू ब्रह्माण्डका सबैभन्दा प्रभावशाली (र डर लाग्दा) वस्तुहरूमा पर्छन् — जसको पिण्ड अर्थात् मास सूर्यको भन्दा करिब एक अर्ब गुणा बढी हुन्छ। यी ब्ल्याक होलहरू ब्रह्माण्डमा लामो समयदेखि रहेको कुरा वैज्ञानिकहरूलाई थाहा छ।

खगोलविद्हरूले धेरै पुराना, अत्यन्त चम्किला गह्रौं वस्तुहरू पत्ता लगाएका छन्, जसलाई क्वासार भनिन्छ। क्वासारहरू ती सुपरम्यासिभ ब्ल्याक होलहरू हुन्, जुन आकाशगंगाको केन्द्रमा रहेका छन् र ती तीव्र रूपमा बढिरहेका हुन्छन्।

लाइभसाइन्स डटकमका अनुसार यी क्वासारहरू त्यतिबेला पत्ता लागेका हुन् जब ब्रह्माण्डको उमेर एक अर्ब वर्षभन्दा कम थियो।

एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्समा निष्कर्ष प्रकाशित हालै गरिएको एउटा नयाँ अध्ययनले हबल स्पेस टेलिस्कोपबाट प्राप्त अवलोकनहरूको प्रयोग गर्दै प्रारम्भिक ब्रह्माण्डमा पहिल्यैको अनुमानभन्दा धेरै अधिक (तर कम चम्किला) ब्ल्याक होलहरू रहेका देखाएको छ।

यो खोजले हाम्रा लागि ब्ल्याक होलहरू कसरी बने भन्ने कुरा बुझ्नमा सहयोग पुर्‍याउँछ, विशेष गरी किन धेरै ब्ल्याक होलहरू अपेक्षाभन्दा बढी ठूलो देखिन्छन् भन्ने प्रश्नमा।

ब्ल्याक होलहरू आफ्नो वरपरको पदार्थलाई ग्रहण गरेर बढ्छन्, जसलाई एक्रेशन भनिन्छ। यस प्रक्रियाले अत्यधिक मात्रामा विकिरण उत्पन्न गर्छ। यो विकिरणले ब्ल्याक होल कति छिटो बढ्न सक्छ भन्नेमा एउटा सिमाना तोक्छ।

यी प्रारम्भिक, विशाल क्वासारहरू कसरी बने भनेर वैज्ञानिकहरूलाई एउटा चुनौतीको सामना गर्नु परेको थियो किनकि तिनीहरूले बढ्नको लागि पर्याप्त समय पाएका थिएनन्, तिनीहरू या त शारीरिक रूपमा सम्भव भन्दा छिटो बढेका हुनुपर्छ, वा अचम्मलाग्दो रूपमा ठूलो भएर जन्मिएका हुनुपर्छ।

लाइट र हेभी सीड्स

तर ब्ल्याक होलहरू कसरी बने भन्ने प्रश्नको उत्तर के हो त? यसको केही सम्भावित स्पष्टीकरण छन्। पहिलो कुरा, केही वैज्ञानिकहरूले सोच्ने गरेका छन् कि प्रिमर्डियल ब्ल्याक होलहरू अर्थात् महाविस्फोटको केही समयपछि बनेका ब्ल्याक होलहरू जुन पहिले देखि नै अस्तित्वमा थिए।

यो विचार सानो पिण्ड भएका ब्ल्याक होलहरूको लागि सम्भव देखिन्छ, तर विशाल ब्ल्याक होलहरू ठूलो संख्यामा बनेका छैनन् भन्ने कुरा ब्रह्माण्ड विज्ञानको स्ट्याण्डर्ड मोडेलले समर्थन नगर्ने लाइभसाइन्सले लेखेको छ।

ब्ल्याक होलहरू अवश्य पनि बन्न सक्ने तथ्य ग्राभिटेशनल वेभ एस्ट्रोनोमीले प्रमाणित गरिसकेको छ। केही ठूला ताराहरूको छोटो जीवनको अन्तिम चरणमा ब्ल्याक होलहरू बनिरहन्छन्।

यस्ता ब्ल्याक होलहरू तीव्र रूपमा बढ्न सक्छन्, विशेष गरी यदि ती अत्यधिक घना तारा समूहहरूमा बने भने, जहाँ ताराहरू र ब्ल्याक होलहरू आपसमा मिल्न सक्छन्। यस्ता ब्ल्याक होलहरूलाई “स्टेलर मास सीड्स“ भनिन्छ, जसले निकै छिटो बढ्नुपर्ने हुन्छ।

तर अर्को सम्भावना भने “हेभी सीड्स“ बाट ब्ल्याक होलहरू बनिन सक्छन्, जसको पिण्ड सामान्य विशाल ताराहरूभन्दा लगभग १,००० गुणा ठूलो हुन्छ।

यो एउटा यस्तो प्रक्रिया भनेको “डाइरेक्ट कोल्याप्स” हो, जसमा अज्ञात, अदृश्य पदार्थ (डार्क म्याटर) ले प्रारम्भिक संरचनाहरूलाई घेरिरहेको हुन्छ, जसले ग्यास बादलहरूलाई नियन्त्रणमा राख्छ। त्यतिबेला ब्याकग्राउन्ड विकिरणले तिनीहरूलाई तारा बन्नबाट रोक्छ। फलस्वरूप, यी ग्यास बादलहरू तारामा परिणत हुने सट्टा सिधै ब्ल्याक होलमा पतन हुन्छन्।

तर डार्क म्याटर ह्यालोहरू मध्ये धेरै कम मात्र ठूलो भएर यस्ता बीउहरू बनाउन सक्षम हुने समस्या भने छ। त्यसैले यो स्पष्टीकरणले प्रारम्भिक ब्ल्याक होलहरू पर्याप्त दुर्लभ रहेका बेला मात्र काम गर्छन्।

धेरै धेरै ब्ल्याक होलहरू

विगत केही वर्षदेखि हामीसँग ब्रह्माण्डको पहिलो अर्ब वर्षमा कति आकाशगङ्गा  छ भन्ने स्पष्ट तथ्याङ्क थियो। तर, यी वातावरणमा ब्ल्याक होलहरू पत्ता लगाउन धेरै चुनौतीपूर्ण थियो, किनकि केवल चम्किला क्वासारहरूलाई मात्र प्रमाणित गर्न सकिन्थ्यो।

ब्ल्याक होलहरू आफ्नो वरपरको पदार्थलाई ग्रहण गरेर बढ्छन्, तर यो स्थिर रूपमा हुँदैन। उनीहरूको यो “खाने” प्रक्रिया चक्रमा बाँडिएको हुन्छ, जसले गर्दा समय समयमा तिनीहरूको चमकमा परिवर्तन हुन्छ।

हामीले प्रारम्भिक आकाशगङ्गाहरूको १५ वर्षको अवधिमा चमकमा भएको परिवर्तनलाई निगरानी गर्‍यौं, र यस आधारमा कति ब्ल्याक होलहरू छन् भन्ने नयाँ गणना गर्‍यौं।

र परिणामस्वरूप, सामान्य प्रारम्भिक आकाशगङ्गाहरूमा अनुमान गरिएकोभन्दा धेरै गुणा बढी ब्ल्याक होलहरू रहेका छन् भन्ने पत्ता लाग्यो।

हालसालैको अग्रणी अनुसन्धानले जेम्स वेब स्पेस टेलिस्कोप (JWST) प्रयोग गरेर पनि यस्तै निष्कर्षहरू निकाल्न थालेको छ। हामीसँग जम्मा ब्ल्याक होलहरूको संख्या डाइरेक्ट कोल्याप्स (सिधै पतन) बाट बन्न सक्नेभन्दा धेरै छ।

यसले ब्ल्याक होलहरू बन्ने अर्को, अझ विशेष प्रक्रिया हुन सक्छ, जसले ठूलो मात्रामा ठूला र प्रशस्त ब्ल्याक होलको बीउहरू उत्पादन गर्दछ भन्ने संकेत गर्छ।

ग्यासका बादलहरूको गुरुत्वाकर्णको संकुचनको क्रममा पर्याप्त संख्यामा डार्क म्याटर कणहरू तानिए भने सामान्यतया  ताराहरु बन्छन्। तिनको आन्तरिक संरचना पूर्ण रूपमा परिवर्तन हुनसक्छ र आणविक इग्निशन (तारा बन्ने प्रक्रिया) रोक्न सकिन्छ।

यस अवस्थामा तिनको वृद्धि सामान्य ताराहरूको औसत जीवनकाल भन्दा धेरै लामो समयसम्म जारी रहन सक्छ, जसले गर्दा तिनीहरू धेरै ठूला बन्न सक्छन्।

यद्यपि, अन्य सामान्य ताराहरू वा सिधा पतन भएका वस्तुहरूझैं, गुरुत्वाकर्षणको बलको सामना गर्न नसकेपछि यी “डार्क स्टार” हरु अन्ततः विशाल ब्ल्याक होलहरूमा पतन हुन्छन्।

यस्तो प्रक्रिया प्रारम्भिक ब्रह्माण्डमा देखिने धेरै ब्ल्याक होलहरू बनाउनको लागि जिम्मेवार हुन सक्ने हामी अहिले विश्वास गर्छौं।

भविष्यका योजनाहरू

पछिल्लो दुई वर्षमा प्रारम्भिक ब्ल्याक होलहरूको अध्ययनमा ठूलो रूपान्तरण भएको छ, तर यो क्षेत्र अझै आफ्नो प्रारम्भिक चरणमै छ।

यूक्लिड मिशन वा न्यान्सी ग्रेस रोमन स्पेस टेलिस्कोपजस्ता नयाँ अन्तरिक्ष वेधशालाहरूले प्रारम्भिक समयका धुमिल क्वासारहरूको गणना पूरा गर्न मद्दत गर्नेछन्।

लाइभसाइन्सले उल्लेख गरे अनुसार अस्ट्रेलिया र दक्षिण अफ्रिकामा रहेको न्यूएथेना मिशन र स्क्वायर किलोमिटर एरे प्रारम्भिक समयमा ब्ल्याक होलहरू वरपरका प्रक्रियाहरू बुझ्नको लागि सहयोगी हुनेछन्।

तर अहिलेको लागि सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण भनेको जेम्स वेब टेलिस्कोप हो। यसको उत्कृष्ट इमेजिङ, अनुगमन, र स्पेक्ट्रोस्कोपिक क्षमताहरूले धेरै कमजोर ब्ल्याक होल गतिविधिहरू देख्न सक्षम बनाउनेछ। हामी आगामी पाँच वर्षमा प्रारम्भिक आकाशगङ्गाहरू बन्न थालेको बेला ब्ल्याक होलहरूको संख्या स्पष्ट रूपमा बुझ्न सक्नेछौं।

हामी सम्भवतः ब्ल्याक होलको जन्म पनि प्रत्यक्ष रूपमा देख्न सक्छौं, जसमा पहिलो शुद्ध ताराहरू पतन हुँदा हुने विस्फोटहरूको साक्षी बन्नेछौं। मोडलहरूले यस्तो सम्भव हुने देखाउँछन्, तर यसले खगोलशास्त्रीहरूको समन्वित र समर्पित प्रयास आवश्यक पर्नेछ।