একটি দানব তারার আলোতে, অন্ধকারের একটি ইঙ্গিত | কোয়ান্টা ম্যাগাজিন

গত অক্টোবরে, জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপ যখন এরিডেনাস নক্ষত্রমণ্ডলের কাছে আকাশের প্রথম দীর্ঘ এক্সপোজারগুলিকে বিস্মিত করেছিল, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা একটি ম্লান, চকচকে আলোর গল্পকে একত্রিত করতে শুরু করেছিলেন যা মহাবিশ্বের গভীরতম অবকাশ থেকে উদ্ভূত বলে মনে হয়েছিল৷

এটি যাই হোক না কেন, এটি একটি সুপারনোভা হওয়ার জন্য খুব বেশি সময় ধরে ঝলকছিল; একটি একক তারকা, খুব, টেবিল বন্ধ ছিল. "এটা মনে হচ্ছে আপনি সম্ভবত এই CSI মুভিগুলোর একটিতে আছেন, যে আপনি একজন গোয়েন্দা," বলেন হোসে মারিয়া দিয়েগো, স্পেনের ক্যান্টাব্রিয়ার ইনস্টিটিউট অফ ফিজিক্সের একজন জ্যোতির্পদার্থবিদ যিনি সংকেতটির পাঠোদ্ধার করতে কাজ করেছিলেন। "আপনার টেবিলে অনেক সন্দেহভাজন রয়েছে এবং আপনাকে একে একে নির্মূল করতে হবে।"

ডিয়েগো এবং তার সহকর্মীরা সম্প্রতি রিপোর্ট করেছেন যে আলোর ম্লান ধোঁয়া থেকে আসছে বলে মনে হচ্ছে একটি চরম তারকা সিস্টেম তারা Mothra ডাকনাম - সুপারজায়ান্ট নক্ষত্রের একটি জোড়া যে, তাদের উচ্চ দিনে, 10 বিলিয়ন বছর আগে, তাদের গ্যালাক্সির প্রায় সবকিছুকে ছাড়িয়ে গিয়েছিল।

সেই সময়, সমগ্র মহাবিশ্ব এখন পৃথিবীর চেয়ে ছোট ছিল; আমাদের গ্রহটি তখনই একত্রিত হতে শুরু করে যখন Mothra ফোটনগুলি তাদের মহাজাগতিক যাত্রার অর্ধেক চিহ্নে পৌঁছেছিল এমন একটি পৃথিবীতে যা তাদের আলো ধরার জন্য ঠিক সময়ে একটি বিশাল ইনফ্রারেড-সংবেদনশীল স্পেস টেলিস্কোপ তৈরি করবে। পৃথক স্টার সিস্টেম দ্বারা নির্গত আলো সনাক্ত করা যা অনেক আগে অসম্ভব ছিল। কিন্তু Mothra, রেশম মথ দ্বারা অনুপ্রাণিত একটি কাইজু দৈত্যের নামে নামকরণ করা হয়েছে, এটি সাম্প্রতিকতম প্রাচীনতম, সবচেয়ে দূরবর্তী, কেবলমাত্র সর্বোত্তম স্টার সিস্টেমের একটি সাম্প্রতিক স্ট্রিং যা জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা JWST এবং হাবল স্পেস টেলিস্কোপের চিত্রগুলিতে খুঁজে পেয়েছেন৷ এবং একটি মোচড়ের মধ্যে, যখন Mothra এবং এর পশু-ভাইরা তাদের নিজস্বভাবে আকর্ষণীয় জ্যোতির্দৌতিক বস্তুকে উদ্দীপিত করছে, যেটি দিয়েগোকে সবচেয়ে বেশি উত্তেজিত করে তা হল যে দানব তারার আলো এটি এবং পৃথিবীর মধ্যে ভাসমান একটি ভিন্ন শ্রেণীর বস্তুকে প্রকাশ করে: অন্যথায় অদৃশ্য তিনি এবং তার সহকর্মীরা যে ডার্ক ম্যাটার গণনা করেছেন তার ওজন সূর্যের ভরের 10,000 থেকে 2.5 মিলিয়ন গুণ।

যদি এই ধরনের বস্তু সত্যিই বিদ্যমান থাকে - আপাতত একটি প্রাথমিক উপসংহার - এটি পদার্থবিদদের অন্ধকার পদার্থ সম্পর্কে তাদের তত্ত্বগুলিকে সংকুচিত করতে সাহায্য করতে পারে এবং হয়তো, সম্ভবত, মহাবিশ্বের অব্যক্ত ভরের রহস্য সমাধান করতে পারে।

2023 সাল পর্যন্ত, পৃথক ডার্ক ম্যাটার কণাগুলির জন্য ট্রল করার জন্য পরীক্ষাগারের প্রচেষ্টা খালি হয়ে গেছে, কিছু জ্যোতির্পদার্থবিজ্ঞানীকে ভয়ঙ্কর বাস্তববাদী সন্দেহের সাথে ফেলেছে যে রহস্যময় পদার্থটিতে মানুষ ক্যালিপার স্থাপন করার একমাত্র উপায় হতে পারে বিস্তৃত মহাবিশ্বের উপর এর মহাকর্ষীয় প্রভাবগুলি অধ্যয়ন করা। তাই দিয়েগোর দল এবং অন্যরা মহাজাগতিক অন্ধকার বস্তুর ভৌতিক রূপরেখা অনুসন্ধান করছে। তারা ডার্ক ম্যাটারের ক্ষুদ্রতম ক্লাম্পগুলিকে চিহ্নিত করার আশা করে যা বিদ্যমান - যা ডার্ক ম্যাটার কণার মৌলিক পদার্থবিদ্যার উপর নির্ভর করে। কিন্তু বিশুদ্ধ অন্ধকার পদার্থের গলদ শুধুমাত্র জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের কাছে নিজেদের উপস্থাপন করে না; দলগুলি ছায়া থেকে এই ধরনের ছায়াকে শান্ত করার জন্য পর্যবেক্ষণমূলক কৌশল ব্যবহার করে। এখন জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা মহাজাগতিক ঘটনার উপর ফোকাস করছেন মহাকাশ-ওয়ার্পিং গ্র্যাভিটেশনাল লেন্স থেকে - যে ধরনের অদৃশ্য, অন্ধকার পদার্থ-প্রধান ম্যাগনিফাইং গ্লাস যা Mothra প্রকাশ করেছে - বাড়ির অনেক কাছাকাছি তারার ফ্লাটারিং, ফিতার মতো স্রোত পর্যন্ত। এখনও অবধি, এই প্রচেষ্টাগুলি "উষ্ণ অন্ধকার পদার্থ" নামক মডেলগুলির একটি জনপ্রিয় সেটের অনেকগুলি রূপকে বাতিল করেছে৷

"আপনি অন্ধকার বিষয় স্পর্শ করতে পারবেন না," বলেন আনা নিয়েনবার্গ, ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন জ্যোতির্পদার্থবিজ্ঞানী, মার্সেড যিনি JWST এর সাথে অন্ধকার আন্তঃনাক্ষত্রিক ব্লবগুলির সন্ধান করছেন৷ কিন্তু এটি দিয়ে তৈরি ছোট কাঠামো খুঁজে পাচ্ছেন? "এটি আপনি যতটা কাছে পাবেন ততই কাছাকাছি।"

হ্যালো, হ্যালো, হ্যালো

অন্ধকার পদার্থ সম্পর্কে আমরা যা জানি তা অস্পষ্ট, অস্পষ্ট রূপরেখায় বিদ্যমান। কয়েক দশকের মূল্যের প্রমাণগুলি পরামর্শ দিয়েছে যে হয় মাধ্যাকর্ষণ তত্ত্বগুলি অসম্পূর্ণ, বা, জ্যোতির্পদার্থবিদরা সাধারণত যুক্তি দেন, একটি অন্ধকার পদার্থের কণা মহাবিশ্বকে তাড়া করে। একটি ক্লাসিক পর্যবেক্ষণে, তারাগুলি ছায়াপথের উপকণ্ঠের চারপাশে দৌড়াচ্ছে বলে মনে হয়েছিল যেন দৃশ্যমান বস্তুর পরামর্শের চেয়ে অনেক বেশি শক্তিশালী মহাকর্ষীয় গ্রিপ ধরে থাকে। এই নক্ষত্রের গতি পরিমাপ করে এবং অতিরিক্ত উচ্চতার সাথে মহাকাশের অঞ্চলগুলি সনাক্ত করে এমন অন্যান্য কৌশল প্রয়োগ করে, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা কল্পনা করতে পারেন যে কীভাবে মহাবিশ্বের অন্ধকার পদার্থ বৃহত্তর স্কেলে বিতরণ করা হয়।

"আমাদের যদি ডার্ক ম্যাটারের গগলস থাকত," নেরেনবার্গ বলেছিলেন, প্রতিটি ছায়াপথের চারপাশে আমরা সম্ভবত "একটি বড়, অস্পষ্ট, প্রসারিত, তরমুজ আকৃতির কাঠামো দেখতে পেতাম যা গ্যালাক্সির চেয়ে অনেক বড়।" আমাদের নিজস্ব মিল্কিওয়ের জন্য, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা অনুমান করেন যে এই বিচ্ছুরিত, অন্ধকার কোকুন -কে একটি হ্যালো বলা হয় - মোটামুটি এক ট্রিলিয়ন সৌর ভরের ওজন এবং গ্যালাক্সির তারার সর্পিল ডিস্কের চেয়ে 10 গুণ বেশি চওড়া।

ছোট স্কেলে জুম ইন করুন, যদিও, এবং বৈজ্ঞানিক নিশ্চিততা ভেঙে যায়। মিল্কিওয়ের ডার্ক ম্যাটার হ্যালো কি একটি মসৃণ স্কিমিয়ার? নাকি এটাকে গুচ্ছ করে সাজানো হয়, যাকে সাব-হ্যালোস বলে? এবং যদি তাই হয়, কি মাপ যারা clumps হয়?

উত্তরগুলি বিজ্ঞানীদের অন্ধকার পদার্থের প্রকৃত প্রকৃতি সনাক্ত করার অনুমতি দিতে পারে। মহাবিশ্ব কিভাবে তার বর্তমান গঠন বিকশিত হয়েছে তার মডেল - একটি মহাজাগতিক ওয়েব, গ্যালাক্সির মুক্তাযুক্ত স্ট্রিং দ্বারা বোনা - ভবিষ্যদ্বাণী করে যে অন্ধকার পদার্থের কণা, তারা যাই হোক না কেন, বিগ ব্যাং-এর পর প্রথম কয়েক লক্ষ বছর ধরে ছোট, মহাকর্ষীয়ভাবে আবদ্ধ গুচ্ছগুলিতে জড়ো হয়েছিল। সেই গুচ্ছগুলির মধ্যে অনেকগুলি একত্রিত হয়েছিল এবং অবশেষে দৃশ্যমান পদার্থে টানা হয়েছিল। তারা গ্যালাক্সির বীজে পরিণত হয়েছিল। কিন্তু কিছু ক্ষুদ্রতম অন্ধকার হ্যালো যেগুলি একত্রিত হয়নি তা এখনও "প্রাথমিক মহাবিশ্বে কাঠামো গঠনের অবশিষ্টাংশ" হিসাবে বিদ্যমান থাকা উচিত। ইথান নাডলার, কার্নেগি অবজারভেটরিস এবং ইউনিভার্সিটি অফ সাউদার্ন ক্যালিফোর্নিয়ার একজন জ্যোতির্পদার্থবিদ। "টাইম মেশিনের মতো।"

এই ধ্বংসাবশেষের খণ্ডগুলি খুঁজে বের করা এবং ওজন করা পদার্থবিদদের অন্ধকার পদার্থের মৌলিক পদার্থবিদ্যার উপর তাদের আঁকড়ে ধরতে সাহায্য করবে - রহস্যময় কণার ভর এবং এর "তাপমাত্রা" সহ, একটি কিছুটা বিভ্রান্তিকর শব্দ যা পৃথক কণার মেঘের চারপাশে যে গতিতে ঘুরছে তা বর্ণনা করে।

ডার্ক ম্যাটার রহস্যের একটি নেতৃস্থানীয় সন্দেহভাজন হল ঠান্ডা অন্ধকার পদার্থ, এক শ্রেণীর মডেল যেখানে অপরাধীরা তুলনামূলকভাবে ভারী এবং অলস কণা; একটি উদাহরণ হল একটি দুর্বলভাবে মিথস্ক্রিয়াকারী বিশাল কণা, বা WIMP। যদি এই তত্ত্বগুলি সঠিক হয়, তাহলে এই ধরনের কণাগুলি সহজেই প্রারম্ভিক মহাবিশ্বে স্ব-মাধ্যাকর্ষণকারী দলে স্থির হয়ে যেত, যার মধ্যে কয়েকটি পৃথিবীর ভরের মতো ছোট হতে পারে। আজ, অন্ধকার পদার্থের এই দীর্ঘস্থায়ী মিনি-হ্যালোগুলি এখনও আকাশগঙ্গার মতো ছায়াপথের বৃহত্তর যৌথ হ্যালোর মধ্যে এবং তার চারপাশে ভেসে থাকা উচিত।

কিন্তু হালকা গাঢ় পদার্থের কণাগুলো যদি প্রারম্ভিক মহাবিশ্বের মধ্য দিয়ে দ্রুত ঘোরাফেরা করে, যেমন একটি প্রতিযোগী শ্রেণীর "উষ্ণ" গাঢ় পদার্থের মডেলের পরামর্শ অনুযায়ী, একটি উচ্চতর মহাকর্ষীয় টানের সাথে শুধুমাত্র বড় ঝাঁক তৈরি হতে পারে। এই মডেলগুলি পরামর্শ দেয় যে অন্ধকার পদার্থের কাঠামোর জন্য একটি কাটঅফ রয়েছে, একটি ন্যূনতম ভর যার নীচে হ্যালোর অস্তিত্ব নেই। তাই যখনই কেউ একটি নতুন, ক্ষুদ্রতম-পরিচিত অন্ধকার প্রভা (পৃথিবী এবং মাথরার মধ্যে কথিত একটি মত) আবিষ্কার করে, তাত্ত্বিকরা ধীরে ধীরে শীতল পরিস্থিতি বাতিল করতে বাধ্য হন।

আরেকটি জনপ্রিয় শ্রেণীর মডেল, যাকে বলা হয় ফাজি ডার্ক ম্যাটার, শুধুমাত্র একটি ডার্ক ম্যাটার কণার একটি ফিসফিস অনুমান করে - সম্ভবত 10²⁸ একটি ইলেকট্রনের চেয়ে কয়েকগুণ হালকা। অক্ষ নামক অনুমানমূলক কণা, উদাহরণস্বরূপ, এই আকারের পরিসরে হতে পারে এবং তুলনামূলকভাবে ঠান্ডাও হতে পারে। এই পালকের ওজনগুলি কণার চেয়ে তরঙ্গের মতো আচরণ করবে, গ্যালাক্সি জুড়ে ছড়িয়ে পড়বে। উষ্ণ অন্ধকার পদার্থের মতো, এই তরঙ্গের মতো অবতারটি গ্যালাক্সির চেয়ে ছোট ভরের স্কেলে মহাকর্ষীয়ভাবে আবদ্ধ দল গঠন করবে না। কিন্তু আল্ট্রালাইট ডার্ক ম্যাটার আরেকটা কথা বলবে। অস্পষ্ট অন্ধকার পদার্থের তরঙ্গ একটি হ্যালোর মধ্যে একে অপরের বিরুদ্ধে আছড়ে পড়ায়, তারা ছোট হস্তক্ষেপের নিদর্শন তৈরি করতে পারে যাকে গ্রানুল বলা হয় - দানাদার-সুদর্শন অঞ্চল যেখানে অন্ধকার পদার্থের ঘনত্ব বেশি - যা তাদের নিজস্ব পরিমাপযোগ্য মহাকর্ষীয় স্বাক্ষর প্রদান করবে।

এই তত্ত্বগুলির কিছু বাতিল করার জন্য নিম্ন এবং নিম্ন ভরের অন্ধকার পদার্থের হ্যালোস খুঁজে বের করা প্রয়োজন - বা স্পষ্টভাবে খুঁজে পাওয়া যাচ্ছে না। বামন গ্যালাক্সি, অন্ধকার পদার্থের ক্লাম্প যা এখনও কয়েক মিলিয়ন সৌর ভরের ওজনের জন্য পরিচিত সবচেয়ে ছোট হ্যালোগুলি সনাক্ত করে অনুসন্ধান শুরু হয়েছিল এবং এটি এখন অজানার পথে কাজ করছে। সমস্যা, যদিও, এই কাল্পনিক ছোট অন্ধকার হ্যালোতে সম্ভবত নিয়মিত পদার্থকে আকর্ষণ করতে এবং তারাকে জ্বালানোর জন্য প্রয়োজনীয় মহাকর্ষীয় উচ্চতার অভাব রয়েছে। তাদের সরাসরি দেখা যায় না - তারা ভারী ছায়ার চেয়ে একটু বেশি। "প্রমাণের জন্য অনুসন্ধান করা হয়েছে," বলেন ম্যাথিউ ওয়াকার, কার্নেগি মেলন বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন জ্যোতির্পদার্থবিদ। "এটি খুঁজে পাওয়া কঠিন।"

লেন্স থেকে পাঠ

একটি প্রায় অলৌকিক ঘটনার উপর ছোট, অন্ধকার সাব-হ্যালোস পিগিব্যাকের জন্য আজকের সবচেয়ে উন্নত অনুসন্ধান: মহাকর্ষীয় লেন্সিং। আইনস্টাইনের ভবিষ্যদ্বাণী, মহাকর্ষীয় লেন্সগুলি একটি বিশাল বস্তুকে ঘিরে বিকৃত স্থান-কালের অঞ্চল। সেই বস্তুর মহাকর্ষীয় ক্ষেত্র — লেন্স — ব্যাকগ্রাউন্ডের আলোকে বিকৃত করে এবং ফোকাস করে অনেকটা একইভাবে যেভাবে একটি ম্যাগনিফাইং গ্লাস একটি পিঁপড়ার ছবিকে বড় করতে পারে বা আগুন জ্বালানোর জন্য যথেষ্ট সূর্যালোককে ঘনীভূত করতে পারে।

প্রতিটি লেন্সিং অ্যালাইনমেন্টের সাথে মহাবিশ্বের দূরবর্তী উপকূল থেকে আলোকিত একটি আলোর উত্স এবং লেন্স নিজেই জড়িত। প্রায়শই, এই লেন্সগুলি বিশাল গ্যালাক্সি বা গ্যালাক্সি ক্লাস্টার যা স্থান-কালকে বিকৃত করে এবং মহাজাগতিক সুযোগে সেই দূরবর্তী উত্স এবং পৃথিবীর মধ্যে সারিবদ্ধ হয়। লেন্সগুলি আলোর আর্ক থেকে শুরু করে একই ব্যাকগ্রাউন্ড সোর্সের একাধিক কপি পর্যন্ত বস্তুর অত্যন্ত বিবর্ধিত চিত্র যা অন্যথায় দেখতে অনেক দূরে থাকবে।

2017 সালে জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা লেন্সযুক্ত মহাকাশের মাধ্যমে মাছ ধরার মাধ্যমেই ছবি তুলেছিলেন ইকারুস, একটি নক্ষত্র যা প্রায় 9 বিলিয়ন বছর আগে উজ্জ্বল জ্বলছিল। অতি সম্প্রতি, তারা প্রায় 13-বিলিয়ন-বছর বয়সী Earendel খুঁজে পেয়েছে, যা সবচেয়ে প্রাচীন নক্ষত্রের বর্তমান রেকর্ড ধারক, যা যতটা আলো ফেলে নিজেই 1 মিলিয়ন সূর্য হিসাবে। তারা গডজিলাকেও দেখেছে, একটি দানবীয়ভাবে শক্তিশালী দূরবর্তী তারকা একটি বিস্ফোরক বিস্ফোরণের মধ্য দিয়ে যাচ্ছে, এবং গডজিলার সহকর্মী দানব Mothra, যা একটি পরিবর্তনশীল বস্তুর অনুরূপ বলে মনে হয়। ("এবং হ্যাঁ, আমরা এটির সাথে মজা করছি," দিয়েগো তার দলের নামকরণ প্রক্রিয়া সম্পর্কে বলেছিলেন।)

কিন্তু মহাকর্ষীয় লেন্সগুলি কেবল মহাবিশ্বের অন্য দিকের পোর্টাল নয়। ডার্ক ম্যাটার হান্টাররা দীর্ঘকাল ধরে লেন্সগুলিকে অন্তত ততটা আকর্ষণীয় মনে করে যা তারা বড় করে তোলে। সুনির্দিষ্ট উপায়ে লেন্সটি ব্যাকগ্রাউন্ড ইমেজকে বিকৃত করে এবং লেন্সিং গ্যালাক্সি বা ক্লাস্টারের চারপাশে ভর কীভাবে বিতরণ করা হয় তার সাথে মিলে যায়। গ্যালাক্সি-আকারের হ্যালোর পরিচিত প্যাটার্নের মধ্যে যদি ছোট তারাবিহীন ক্লাম্পগুলিতে অন্ধকার পদার্থ বিদ্যমান থাকে — ঠিক আছে, তাহলে, জ্যোতির্বিজ্ঞানীদেরও সেই ঝাঁকের চারপাশে আলো বাঁকানো দেখতে সক্ষম হওয়া উচিত।

এই পদ্ধতির মাধ্যমে সনাক্ত করা সবচেয়ে ছোট অন্ধকার হ্যালোগুলি ইতিমধ্যেই বামন ছায়াপথের চারপাশে পরিমাপ করা ক্ষুদ্রতম হ্যালোগুলির সাথে প্রতিদ্বন্দ্বী। 2020 সালে, নিয়েরেনবার্গ সহ একটি দল হাবল স্পেস টেলিস্কোপ এবং হাওয়াইয়ের কেক অবজারভেটরি ব্যবহার করে কোয়াসারগুলির বিবর্ধিত চিত্রগুলি দেখার জন্য — ব্ল্যাক হোলে পড়ে থাকা পদার্থের দ্বারা নির্গত আলোর জ্বলন্ত বীকন — এবং কয়েক মিলিয়ন সৌর ভরের মতো ছোট অন্ধকার হ্যালোর প্রমাণ পাওয়া গেছে. এটি একই রুক্ষ হ্যালো আকার ক্ষুদ্রতম ছায়াপথের সাথে সম্পর্কিত, পরিসংখ্যানগত চুক্তির একটি স্তর যা ন্যাডলার একটি গবেষণা পরের বছর প্রকাশিত, একটি ইলেক্ট্রনের প্রায় 1/50 এর চেয়ে হালকা কণা দ্বারা গঠিত উষ্ণ অন্ধকার পদার্থের মডেলগুলিকে বাতিল করার জন্য ব্যবহৃত হয়, যেখানে এই জাতীয় ছোট ক্লাম্প কখনই তৈরি হতে পারে না।

এই বছর, ইতিমধ্যে, দুটি দল অস্পষ্ট, পালকের ওজনের অন্ধকার পদার্থের কণাগুলির দানা খুঁজতে লেন্সযুক্ত কোয়াসার ব্যবহার করেছিল - দানা যা একটি সুইমিং পুলের পৃষ্ঠে তরঙ্গ দেখা দেওয়ার মতো প্রক্রিয়ার মাধ্যমে তৈরি হবে, প্রথম লেখকের মতে এই গবেষণার একটি, ডেভন পাওয়েল ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক ইনস্টিটিউট ফর অ্যাস্ট্রোফিজিক্সের। "আপনি বিষয়টির এই খুব বিশৃঙ্খল, গলদ বিতরণ পান," তিনি বলেছিলেন। "এটি শুধু তরঙ্গের হস্তক্ষেপ।"

তার দলের বিশ্লেষণ, জুন মাসে প্রকাশিত রয়্যাল অ্যাস্ট্রোনমিক্যাল সোসাইটির মাসিক নোটিশ, এর প্রমাণ পাওয়া যায়নি তরঙ্গের মতো অন্ধকার পদার্থের প্রভাব একটি মহাকর্ষীয় লেন্স থেকে আলোর আর্কসের উচ্চ-রেজোলিউশন চিত্রগুলিতে, পরামর্শ দেয় যে অন্ধকার কণাটি অবশ্যই ক্ষুদ্রতম অস্পষ্ট প্রার্থীদের চেয়ে ভারী হতে হবে। কিন্তু এপ্রিলের এক গবেষণায় ড প্রকৃতি জ্যোতির্বিদ্যা, দ্বারা চালিত আলফ্রেড আমরুথ হংকং ইউনিভার্সিটির, ব্যাকগ্রাউন্ড কোয়াসারের চারটি লেন্সযুক্ত কপির দিকে তাকালেন এবং বিপরীত সিদ্ধান্তে এসেছিলেন: অস্পষ্ট অন্ধকার পদার্থ দিয়ে তৈরি একটি লেন্স, তারা যুক্তি দিয়েছিল, আরও ভাল ব্যাখ্যা করা হয়েছে তাদের ডেটাতে ছোট ওঠানামা। (পরস্পরবিরোধী ফলাফলগুলি সম্পূর্ণরূপে আশ্চর্যজনক হবে না যে প্রত্যাশিত সংকেতগুলি সূক্ষ্ম এবং পরীক্ষামূলক পদ্ধতিটি নতুন, উভয় দলের বাইরের বিশেষজ্ঞরা বলছেন কোয়ান্টা.)

এরই মধ্যে নিয়েরেনবার্গ এবং তার সহকর্মীরা গত বছর জেডব্লিউএসটি ব্যবহার করে কাটিয়েছেন মহাকর্ষীয় লেন্সগুলি পর্যবেক্ষণ করতে যা কোয়াসারকে বড় করে, সেপ্টেম্বরে তাদের প্রথম বিশ্লেষণ প্রকাশের অস্থায়ী লক্ষ্য নিয়ে। তাত্ত্বিকভাবে, তারা গণনা করে যে JWST-এর লেন্সে ছোট আকারের গঠন উন্মোচন করার ক্ষমতা প্রকাশ করবে যে অন্ধকার হ্যালোগুলি কোটি কোটি সৌর ভরের আকারের পরিসীমা সহ সম্পূর্ণ অদৃশ্য, তারাবিহীন ক্লাম্প হিসাবে বিদ্যমান কিনা। যদি তাই হয়, তবে সেই হ্যালোগুলি কতটা "উষ্ণ" অন্ধকার পদার্থ হতে পারে তার উপর এখনও সবচেয়ে শক্তিশালী সীমাবদ্ধতা আরোপ করবে।

মহাকর্ষীয় লেন্সের মাধ্যমে মোথরার মতো চরম, দূরবর্তী নক্ষত্রগুলিকে দেখার এই এমনকি নতুন পদ্ধতিটি শীঘ্রই একক কৌতূহল সনাক্তকরণ থেকে JWST যুগে জ্যোতির্বিদ্যার একটি নিয়মিত বৈশিষ্ট্যে পরিণত হতে পারে। ডিয়েগো এবং তার সহকর্মীরা যদি সঠিক হন, এবং তারা Mothra দেখতে পারেন কারণ এটি কয়েক মিলিয়ন সৌর ভরেরও কম ওজনের একটি অন্ধকার পদার্থের ক্লাম্প দ্বারা লেন্স করা হচ্ছে, শুধুমাত্র এই পর্যবেক্ষণটি উষ্ণ অন্ধকার পদার্থের মডেলগুলির একটি বিস্তৃত অংশকে বাতিল করবে। তবে এটি এখনও ঠান্ডা এবং অস্পষ্ট অন্ধকার পদার্থ উভয়কেই সমর্থন করবে, যদিও পরবর্তী ক্ষেত্রে - যেখানে মোথরার অতিরিক্ত বিবর্ধন একটি মহাকর্ষীয়ভাবে আবদ্ধ ক্লাম্পের পরিবর্তে অন্ধকার পদার্থের ঘন দানা থেকে আসে - এটি এখনও অস্পষ্ট অন্ধকার পদার্থকে একটি সংকীর্ণ পরিসরে বাধ্য করবে। সম্ভাব্য ভরের।

জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা হাবল এবং জেডব্লিউএসটি দিয়ে আরও অনেক লেন্সযুক্ত নক্ষত্রের সন্ধান করছেন, ডিয়েগো বলেছেন, ছোট অন্ধকার বস্তুর চারপাশে নক্ষত্রের আলো থেকে আসা অন্যান্য অস্বাভাবিক অপটিক্যাল বিকৃতির জন্য নজর রাখা। "আমরা শুধু পৃষ্ঠ স্ক্র্যাচ শুরু করছি," তিনি বলেন. "আমি আজকাল খুব বেশি ছুটি নিই না।"

তারার স্রোতে অন্ধকার দ্বীপপুঞ্জ

ছোট ডার্ক ম্যাটার হ্যালোর জন্য অন্যান্য অনুসন্ধানগুলি অনেক কাছের নক্ষত্রগুলির উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে - যেগুলি মিল্কিওয়ের কাছে স্ট্রীমারগুলিতে এবং কাছাকাছি বামন ছায়াপথগুলিতে বাইনারি নক্ষত্রগুলিতে৷ 2018 সালে, আনা বোনাকা, এখন কার্নেগি অবজারভেটরির একজন জ্যোতির্পদার্থবিজ্ঞানী, ইউরোপীয় মহাকাশ সংস্থার গায়া মহাকাশযান থেকে ডেটা ডাউনলোড করার জন্য দৌড়েছেন, যা মিল্কিওয়েতে প্রায় 2 বিলিয়ন তারার গতি পরিমাপ করে। বোনাকা সেই প্রাথমিক পর্যবেক্ষণগুলির মাধ্যমে সাজান এবং GD-1 নামক একটি কাঠামোর অন্তর্গত নক্ষত্র থেকে তথ্য বিচ্ছিন্ন করে। তিনি যা দেখেছিলেন তা "তাত্ক্ষণিকভাবে অতি উত্তেজনাপূর্ণ," তিনি বলেছিলেন। "আমরা পরের সপ্তাহের মধ্যে একটি কাগজ লিখতে ছুটে যাই।"

GD-1 হল একটি নাক্ষত্রিক প্রবাহ, মিল্কিওয়ে নক্ষত্রের একটি আলগা স্ট্রিং যা - যদি আপনি এটিকে খালি চোখে বাছাই করতে পারেন - রাতের আকাশ জুড়ে অর্ধেকেরও বেশি প্রসারিত হবে। এই নক্ষত্রগুলি অনেক আগে একটি গ্লোবুলার তারা ক্লাস্টার থেকে নির্গত হয়েছিল; তারা এখন সেই ক্লাস্টারের দুপাশে মিল্কিওয়েকে প্রদক্ষিণ করে, এর পথের পিছনে এবং সামনে বব করে যেমন একটি আন্তঃনাক্ষত্রিক চ্যানেল চিহ্নিত করে।

তাদের বিশ্লেষণে GD-1-এর, বোনাকার দল অন্ধকার পদার্থের একটি আন্তঃবিকৃত হাঙ্কের তাত্ত্বিক আঙুলের ছাপ খুঁজে পেয়েছে। বিশেষত, GD-1-এর অংশ দুটিতে বিভক্ত বলে মনে হচ্ছে যেন একটি বিশাল অদৃশ্য বস্তু ট্রেইলের মধ্য দিয়ে ভুল করেছে, তার জেগে তারা টানছে। তারা হিসেব করে দেখেছে, এই ক্ষণস্থায়ী বস্তুটি হতে পারে একটি ডার্ক ম্যাটার সাব-হ্যালো যার ওজন কয়েক মিলিয়ন সৌর ভর - এটিকেও, ক্ষুদ্রতম পুটেটিভ ডার্ক ম্যাটার ক্লাম্পের প্রতিযোগী এবং উষ্ণ ডার্ক ম্যাটারের টোস্টিয়ার ভেরিয়েন্টের জন্য একটি সম্ভাব্য হুমকি। .

কিন্তু কীভাবে একটি একক অনুসন্ধানকে আরও পরিসংখ্যানগত কিছুতে রূপান্তর করবেন? এখন পর্যন্ত, বোনাকা বলেছেন, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা প্রায় 100টি নাক্ষত্রিক স্ট্রীম ক্রনিক করেছেন। যদিও মাত্র কিছু সংখ্যকই বিশদভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে, যাচাই করা হয়েছে এমন প্রতিটিরই নিজস্ব অস্বাভাবিক কাঁটা এবং বাঁক রয়েছে যা একইভাবে ছোট, অন্ধকার বস্তুর সাথে মহাকর্ষীয় মুখোমুখি হতে পারে। কিন্তু পর্যবেক্ষণগুলি এখনও চূড়ান্ত নয়।

"আমি মনে করি এগিয়ে যাওয়ার সর্বোত্তম উপায় হল একই সাথে স্ট্রিমগুলি বিশ্লেষণ করা," তিনি বলেছিলেন, "অন্ধকার পদার্থ থেকে কতটা [ওই অস্বাভাবিক বৈশিষ্ট্যগুলি] আসছে তা বোঝার জন্য।"

এমনকি আরও ছোট স্কেলে, কার্নেগি মেলনের ওয়াকার, তিনি খুঁজে পেতে পারেন এমন সবচেয়ে ভঙ্গুর তারা সিস্টেমের সন্ধানে বামন ছায়াপথগুলির JWST পর্যবেক্ষণগুলি স্ক্যান করার জন্য গত বছর অতিবাহিত করেছেন: বাইনারি নক্ষত্রগুলি যেগুলি খুব দূরে এবং একটি আলগা মহাকর্ষীয় আলিঙ্গনে একসাথে রয়েছে। যদি ছোট অন্ধকার হ্যালোস - যে ধরণের বস্তুগুলিকে ঠান্ডা অন্ধকার পদার্থের মডেলগুলি প্রচুর পরিমাণে হওয়া উচিত বলে - ক্রমাগত পাশ দিয়ে যায় এবং তাদের চারপাশের উপর মহাকর্ষীয় টান প্রয়োগ করে, তবে এই খুব প্রশস্ত বাইনারিগুলির অস্তিত্ব থাকা উচিত নয়। কিন্তু যদি প্রশস্ত বাইনারিগুলি দেখা যায়, তবে এটি সুপারিশ করে যে ছোট অন্ধকার হ্যালোগুলি উপস্থিত নেই - তাদের ভবিষ্যদ্বাণী করে এমন অনেকগুলি ঠান্ডা অন্ধকার পদার্থের মডেলগুলির বিরুদ্ধে শরীরের আঘাত।

"এটিকে আমি সাবগ্যালাকটিক ডার্ক ম্যাটার হ্যালোসের জন্য একটি বিরোধী অনুসন্ধান বলি," ওয়াকার বলেছিলেন।

দেয়ালের মধ্যে চলন্ত

মহাজাগতিক ছায়াগুলির জন্য অনুসন্ধান এখনও এমন কিছুকে পিন করার একটি বৃহত্তর প্রচেষ্টার একটি ছোট অংশ যা এখনও পর্যন্ত নাগালের বাইরে চলে গেছে। পৃথিবী-ভিত্তিক পরীক্ষাগুলি এমন কণাকে আটকানোর জন্য ডিজাইন করা হয়েছে যা অস্পষ্ট, উষ্ণ এবং ঠাণ্ডা অন্ধকার পদার্থের দৃষ্টান্তের সাথে খাপ খায়; দলগুলি এখনও ডার্ক ম্যাটার ফিজিক্সের অন্যান্য বৈশিষ্ট্যের সন্ধান করছে, উত্পাদিত পার্শ্ব পণ্য থেকে শুরু করে যখন কণাগুলি স্বাভাবিক পদার্থের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে, কীভাবে অন্ধকার পদার্থের ঘনত্ব ডার্ক হ্যালোসের মধ্যে বাড়ে এবং পড়ে সেই সূক্ষ্ম প্রশ্ন পর্যন্ত, যা অন্ধকার কণাগুলি কীভাবে মিথস্ক্রিয়া করে তার উপর নির্ভর করে নিজেদের সাথে.

ট্রেসি স্লেটিয়ার, ম্যাসাচুসেটস ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির একজন তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানী, অন্ধকার পদার্থের রহস্যকে অগণিত সম্ভাবনায় পূর্ণ একটি বিশাল বাক্স হিসাবে কল্পনা করেছেন কিন্তু শুধুমাত্র একটি সঠিক উত্তর রয়েছে৷ এই সাদৃশ্যে, তার কৌশল হল অন্ধকার পদার্থের কণার বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে নির্দিষ্ট, অপ্রমাণযোগ্য ধারণার সাথে সেই বাক্সের গভীরে টুকরো টুকরো করা। যদিও বাক্সের দিকগুলি, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা প্রদান করতে পারে এমন একমাত্র সত্য সীমাবদ্ধ তথ্যগুলি উপস্থাপন করে, যেমন উষ্ণ অন্ধকার পদার্থ কতটা উষ্ণ হতে পারে তার ঊর্ধ্ব সীমা এবং কতটা অস্পষ্ট — বা হালকা — হতে পারে তার নিম্ন সীমা।

যদি জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা আত্মবিশ্বাসের সাথে মিলিয়ন-সৌর-ভর সীমার মধ্যে সম্পূর্ণ অন্ধকার মহাজাগতিক বস্তুগুলি সনাক্ত করতে পারে তবে এটি একটি "পর্যবেক্ষনমূলক ট্যুর ডি ফোর্স" হবে, স্লেটিয়ার বলেছিলেন। "এটি অবিশ্বাস্য হবে।" তার বাক্সের দেয়াল ভিতরের দিকে সরে যাবে, সম্ভাবনার জন্য উপলব্ধ স্থান সঙ্কুচিত করবে।

আসন্ন প্রযুক্তি শীঘ্রই এই বিভিন্ন অনুসন্ধানগুলিকে অন্ধকারের প্রথম দিকের ছুরিকাঘাত থেকে গভীরতর অভিযানে রূপান্তরিত করতে পারে ছায়াময় কাঠামোতে যা মহাবিশ্বের অধীনস্থ। JWST আগামী বছরগুলিতে মহাকর্ষীয় লেন্সগুলির অধ্যয়নকে আরও গভীর করবে; উদাহরণস্বরূপ, নেরেনবার্গের গ্রুপটি এই জাতীয় আটটি সিস্টেম দিয়ে শুরু করেছে তবে শেষ পর্যন্ত তাদের মধ্যে 31টি বিশ্লেষণ করার পরিকল্পনা করেছে। যখন এটি 2027 সালে চালু হয়, তখন ন্যান্সি গ্রেস রোমান স্পেস টেলিস্কোপ, একটি হাবল-গ্রেড অবজারভেটরি যার একটি অনেক বিস্তৃত ক্ষেত্র রয়েছে, এটিকে ওয়াকারের মতো বামন ছায়াপথের মধ্য দিয়ে প্যান করা আরও সহজ করা উচিত। ভেরা সি. রুবিন অবজারভেটরি, অগ্রগামী জ্যোতির্বিজ্ঞানীর জন্য নামকরণ করা হয়েছে যার পর্যবেক্ষণ গবেষকদের প্রথমে অন্ধকার পদার্থের রহস্যকে গুরুত্ব সহকারে নিতে বাধ্য করেছিল, 2024 সালে চিলি থেকে পর্যবেক্ষণ শুরু হলে তারা নাক্ষত্রিক ধারার আরও বিশদ প্রকাশ করবে৷ একসাথে, দুটি মানমন্দির হাজার হাজার নতুন গ্র্যাভিটেশনাল লেন্স তৈরি করা উচিত যা অন্ধকার অবকাঠামোর জন্য স্ক্র্যাড করা যেতে পারে।

এখনও অবধি, পর্যবেক্ষণগুলির কোনওটিই জনপ্রিয় ঠান্ডা অন্ধকার পদার্থের মডেলগুলিকে টপকে যায়নি, যা ভবিষ্যদ্বাণী করে যে মহাবিশ্বটি জিনিসপত্রের ছোট এবং ছোট ঝাঁক দিয়ে আচ্ছন্ন। যেহেতু জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা এই গুচ্ছগুলির জন্য আঁচড়ানোর কঠিন কাজ চালিয়ে যাচ্ছেন, অনেক তাত্ত্বিক এবং পরীক্ষাবিদরা আশা করছেন যে পৃথিবীতে একটি কণা পদার্থবিদ্যার পরীক্ষা রহস্যের হৃদয়কে আরও দ্রুত কেটে ফেলবে। তবে অন্ধকারের এই বিচ্ছিন্ন পকেটগুলি উন্মোচন করা - এবং তাদের সাথে থাকা কোনও জটিল পদার্থবিদ্যা - "একটি ক্লিনার ল্যাবরেটরি পাওয়ার মতো," স্লেটিয়ার বলেছিলেন। "আমরা একটি উত্তেজনাপূর্ণ সময়ে আছি।"