গ্যালাক্সিগুলিকে কী চালিত করে? মিল্কিওয়ের ব্ল্যাক হোল মূল হতে পারে।

12 মে বিশ্বজুড়ে নয়টি একযোগে সংবাদ সম্মেলনে জ্যোতির্পদার্থবিদরা প্রথম ছবি প্রকাশ করেছে মিল্কিওয়ের হৃদয়ে ব্ল্যাক হোলের। প্রথমে, যদিও এটি দুর্দান্ত ছিল, আমাদের গ্যালাক্সির অন্ধকারের কেন্দ্রীয় গর্তের চারপাশে আলোর বলয়ের শ্রমসাধ্যভাবে উত্পাদিত চিত্রটি বিশেষজ্ঞরা ইতিমধ্যেই যা আশা করেছিলেন তা কেবল প্রমাণ করেছে: মিল্কিওয়ের সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাকহোল বিদ্যমান, এটি ঘুরছে এবং এটি আলবার্ট আইনস্টাইনের নির্দেশ মেনে চলে। আপেক্ষিকতার সাধারণ তত্ত্ব।

এবং এখনও, ঘনিষ্ঠ পরিদর্শন উপর, জিনিসগুলি বেশ স্ট্যাক আপ না.

আলোর ব্যাগেলের উজ্জ্বলতা থেকে গবেষকরা অনুমান করেছেন কত দ্রুততার সাথে ব্যাপারটা ধনু রাশি A*-তে পড়ছে — মিল্কিওয়ের কেন্দ্রীয় ব্ল্যাক হোলের নাম। উত্তর হল: দ্রুত নয়। "এটি একটি সামান্য ট্রিকল পর্যন্ত আটকে আছে," বলেন প্রিয়া নটরাজন, ইয়েল ইউনিভার্সিটির একজন কসমোলজিস্ট, গ্যালাক্সিকে একটি ভাঙা শাওয়ারহেডের সাথে তুলনা করছেন। একরকম ব্যাপার মাত্র হাজার ভাগ মিল্কিওয়েতে প্রবাহিত হচ্ছে আশেপাশের আন্তঃগ্যাল্যাক্টিক মাধ্যম থেকে এটিকে গর্তে এবং নিচের দিকে নিয়ে যায়। "এটি একটি বিশাল সমস্যা প্রকাশ করছে," নটরাজন বলেন। “এই গ্যাস কোথায় যাচ্ছে? প্রবাহের কি হচ্ছে? এটা খুবই স্পষ্ট যে ব্ল্যাক হোলের বৃদ্ধি সম্পর্কে আমাদের বোঝার সন্দেহ রয়েছে।"

গত ত্রৈমাসিক শতাব্দীতে, জ্যোতির্পদার্থবিদরা অনেক গ্যালাক্সি এবং তাদের কেন্দ্রে থাকা ব্ল্যাক হোলের মধ্যে কী একটি শক্ত-নিট, গতিশীল সম্পর্ক বিদ্যমান তা সনাক্ত করতে এসেছেন। "ক্ষেত্রে সত্যিই একটি বিশাল পরিবর্তন হয়েছে," বলেছেন রমেশ নারায়ণ, হার্ভার্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন তাত্ত্বিক জ্যোতির্পদার্থবিদ। "আশ্চর্যের বিষয় ছিল যে ব্ল্যাক হোলগুলি গ্যালাক্সিগুলি কীভাবে বিকশিত হয় তার আকৃতি এবং নিয়ন্ত্রক হিসাবে গুরুত্বপূর্ণ।"

এই দৈত্যাকার গর্তগুলি - পদার্থের ঘনত্ব এত ঘন যে মাধ্যাকর্ষণ এমনকি আলোকে পালাতে বাধা দেয় - ছায়াপথের ইঞ্জিনের মতো, তবে গবেষকরা কেবল বুঝতে শুরু করেছেন যে তারা কীভাবে কাজ করে। মাধ্যাকর্ষণ ধূলিকণা এবং গ্যাসকে গ্যালাকটিক কেন্দ্রের ভিতরের দিকে টেনে নেয়, যেখানে এটি সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোলের চারপাশে একটি ঘূর্ণায়মান অ্যাক্রিশন ডিস্ক তৈরি করে, গরম হয়ে সাদা-গরম প্লাজমাতে পরিণত হয়। তারপরে, যখন ব্ল্যাক হোল এই বিষয়টিকে গ্রাস করে (হয় ড্রিবস এবং ড্র্যাব বা আকস্মিক বিস্ফোরণে), প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়ায় শক্তি গ্যালাক্সিতে ফিরে আসে। "যখন আপনি একটি ব্ল্যাক হোল বৃদ্ধি করেন, তখন আপনি শক্তি উৎপাদন করেন এবং প্রকৃতিতে আমরা জানি অন্য যেকোনো প্রক্রিয়ার তুলনায় এটিকে আরও দক্ষতার সাথে আশেপাশে ডাম্পিং করেন," বলেন এলিয়ট কোয়ার্ট, প্রিন্সটন বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন তাত্ত্বিক জ্যোতির্পদার্থবিদ। এই প্রতিক্রিয়া পুরো গ্যালাক্সি জুড়ে তারকা গঠনের হার এবং গ্যাস প্রবাহের ধরণকে প্রভাবিত করে।

কিন্তু গবেষকদের সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোলের "সক্রিয়" পর্বগুলি সম্পর্কে শুধুমাত্র অস্পষ্ট ধারণা রয়েছে, যা তাদের তথাকথিত সক্রিয় গ্যালাকটিক নিউক্লিয়াস (AGNs) এ পরিণত করে। "ট্রিগারিং মেকানিজম কি? বন্ধ সুইচ কি? এই মৌলিক প্রশ্ন যা আমরা এখনও পেতে চেষ্টা করছি,” বলেন কার্স্টেন হল হার্ভার্ড-স্মিথসোনিয়ান সেন্টার ফর অ্যাস্ট্রোফিজিক্স।

নাক্ষত্রিক প্রতিক্রিয়া, যা ঘটে যখন একটি তারা একটি সুপারনোভা হিসাবে বিস্ফোরিত হয়, একটি ছোট স্কেলে AGN প্রতিক্রিয়া হিসাবে অনুরূপ প্রভাব রয়েছে বলে পরিচিত। এই নাক্ষত্রিক ইঞ্জিনগুলি ছোট "বামন" ছায়াপথগুলিকে নিয়ন্ত্রণ করার জন্য সহজেই যথেষ্ট বড়, যেখানে কেবলমাত্র সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোলের দৈত্যাকার ইঞ্জিনগুলি বৃহত্তম "উপবৃত্তাকার" ছায়াপথগুলির বিবর্তনে আধিপত্য বিস্তার করতে পারে।

আকার অনুসারে, মিল্কিওয়ে, একটি সাধারণ সর্পিল ছায়াপথ, মাঝখানে বসে। এর কেন্দ্রে ক্রিয়াকলাপের কয়েকটি সুস্পষ্ট লক্ষণ সহ, আমাদের ছায়াপথটি দীর্ঘকাল ধরে নাক্ষত্রিক প্রতিক্রিয়া দ্বারা প্রভাবিত বলে মনে করা হয়েছিল। কিন্তু বেশ কয়েকটি সাম্প্রতিক পর্যবেক্ষণ পরামর্শ দেয় যে AGN প্রতিক্রিয়া এটিকেও আকার দেয়। আমাদের বাড়ির গ্যালাক্সিতে এই প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে পারস্পরিক বিশদ বিবরণ অধ্যয়ন করে — এবং ধনু রাশি A*-এর বর্তমান ম্লানতার মতো ধাঁধা নিয়ে কাজ করে — জ্যোতির্পদার্থবিদরা সাধারণভাবে গ্যালাক্সি এবং ব্ল্যাক হোল কীভাবে একত্রিত হয় তা বের করার আশাবাদী৷ মিল্কিওয়ে "সবচেয়ে শক্তিশালী অ্যাস্ট্রোফিজিক্যাল ল্যাবরেটরি হয়ে উঠছে," বলেছেন নটরাজন। একটি মাইক্রোকসম হিসাবে পরিবেশন করার মাধ্যমে, এটি "চাবিটি ধরে রাখতে পারে।"

 গ্যালাকটিক ইঞ্জিন

1990 এর দশকের শেষের দিকে, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা সাধারণত গ্যালাক্সির কেন্দ্রগুলিতে ব্ল্যাক হোলের উপস্থিতি স্বীকার করেছিলেন। ততক্ষণে তারা এই অদৃশ্য বস্তুগুলিকে তাদের চারপাশের নক্ষত্রের গতিবিধি থেকে তাদের ভর অনুমান করার জন্য যথেষ্ট কাছাকাছি দেখতে পাবে। ক অদ্ভুত পারস্পরিক সম্পর্ক আবির্ভূত হয়: একটি গ্যালাক্সি যত বেশি বিশাল, তার কেন্দ্রীয় ব্ল্যাক হোল তত ভারী। "এটি বিশেষভাবে টাইট ছিল, এবং এটি সম্পূর্ণ বিপ্লবী ছিল। একরকম ব্ল্যাক হোল গ্যালাক্সির সাথে কথা বলছে,” বলেন টিজিয়ানা ডি মাত্তেও, কার্নেগি মেলন বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন জ্যোতির্পদার্থবিদ।

পারস্পরিক সম্পর্ক আশ্চর্যজনক হয় যখন আপনি বিবেচনা করেন যে ব্ল্যাক হোল - এটি যেমন বড় - গ্যালাক্সির আকারের একটি স্বল্প ভগ্নাংশ। (ধনুর A* এর ওজন প্রায় 4 মিলিয়ন সূর্য, উদাহরণস্বরূপ, যখন মিল্কিওয়ে প্রায় 1.5 ট্রিলিয়ন সৌর ভর পরিমাপ করে।) এর কারণে, ব্ল্যাক হোলের মাধ্যাকর্ষণ শুধুমাত্র গ্যালাক্সির অভ্যন্তরীণ অঞ্চলে যেকোনো শক্তির সাথে টানে।

ইউনাইটেড কিংডমের জ্যোতির্বিজ্ঞানী রয়্যাল মার্টিন রিসের কাছে, AGN ফিডব্যাক বৃহৎ গ্যালাক্সির সাথে তুলনামূলকভাবে ছোট ব্ল্যাক হোল সংযোগ করার একটি প্রাকৃতিক উপায় প্রস্তাব করেছে। দুই দশক আগে, 1970-এর দশকে, রিস সঠিকভাবে অনুমান করেছিলেন যে সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোল উজ্জ্বল জেট শক্তি কোয়াসার নামক কিছু দূরবর্তী, উজ্জ্বলভাবে প্রদীপ্ত ছায়াপথগুলিতে পর্যবেক্ষণ করা হয়েছে। সেও প্রস্তাবিত, ডোনাল্ড লিন্ডেন-বেল সহ, যে একটি ব্ল্যাক হোল ব্যাখ্যা করবে কেন মিল্কিওয়ের কেন্দ্রটি জ্বলছে। এগুলি কি এমন একটি সাধারণ ঘটনার লক্ষণ হতে পারে যা সর্বত্র সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোলের আকারকে নিয়ন্ত্রণ করে?

ধারণাটি ছিল যে একটি ব্ল্যাক হোল যত বেশি পদার্থ গ্রাস করবে, তত উজ্জ্বল হবে এবং বর্ধিত শক্তি এবং ভরবেগ গ্যাসকে বাইরের দিকে প্রবাহিত করবে। অবশেষে, বাহ্যিক চাপ গ্যাসকে ব্ল্যাক হোলে পড়া বন্ধ করে দেয়। "এটি বৃদ্ধি বন্ধ করবে। একটি হাত-তরঙ্গিত উপায়ে, এটি ছিল যুক্তি, "রিস বলেছিলেন। অথবা, ডি মাত্তেওর ভাষায়, "ব্ল্যাক হোল খায় এবং তারপর গিলে খায়।" একটি খুব বড় গ্যালাক্সি কেন্দ্রীয় ব্ল্যাক হোলের উপর আরও বেশি ওজন রাখে, যা গ্যাসকে বাইরের দিকে উড়িয়ে দেওয়া কঠিন করে তোলে এবং তাই ব্ল্যাক হোলটি গ্রাস করার আগে বড় হয়ে যায়।

তবুও কিছু জ্যোতির্পদার্থবিজ্ঞানী নিশ্চিত ছিলেন যে এইরকম নাটকীয় উপায়ে পদার্থের পতনের শক্তি নির্গত হতে পারে। “যখন আমি আমার থিসিস করছিলাম, তখন আমরা সবাই ব্ল্যাক হোল নিয়ে আচ্ছন্ন হয়ে পড়েছিলাম, কারণ রিটার্নের একটা বিন্দু নেই — শুধু গ্যাস ঢুকছে,” বলেছেন নটরাজন, যিনি রিসের স্নাতক ছাত্র হিসেবে প্রথম AGN ফিডব্যাক মডেল তৈরি করতে সাহায্য করেছিলেন। "প্রত্যেকে এটি খুব সতর্কতার সাথে এবং সদাপ্রভুর সাথে করতে হয়েছিল কারণ এটি এত উগ্র ছিল।"

প্রতিক্রিয়া ধারণার নিশ্চিতকরণ কয়েক বছর পরে এসেছে, ডি ম্যাটিও এবং জ্যোতির্পদার্থবিদদের দ্বারা তৈরি কম্পিউটার সিমুলেশন থেকে ভলকার স্প্রিংজেল এবং লার্স হার্নকুইস্ট. "আমরা গ্যালাক্সিগুলির আশ্চর্যজনক চিড়িয়াখানার পুনরুত্পাদন করতে চেয়েছিলাম যা আমরা বাস্তব মহাবিশ্বে দেখি," ডি ম্যাটিও বলেছিলেন। তারা মৌলিক চিত্রটি জানত: প্রথম মহাবিশ্বে গ্যালাক্সিগুলি ছোট এবং ঘন থেকে শুরু হয়। ঘড়ির কাঁটা সামনের দিকে ঘুরিয়ে দিন এবং মাধ্যাকর্ষণ এই বামনগুলোকে একত্রে চূর্ণ-বিচূর্ণ করে দেয় দর্শনীয় একত্রিতকরণের আগুনে, গঠন করে রিং, ঘূর্ণি, সিগার এবং এর মাঝের প্রতিটি আকৃতি। গ্যালাক্সিগুলি আকারে এবং বৈচিত্র্যে বৃদ্ধি পায় যতক্ষণ না পর্যাপ্ত সংঘর্ষের পরে, তারা বড় এবং মসৃণ হয়ে ওঠে। "এটি একটি ব্লব মধ্যে শেষ হয়," Di Matteo বলেন. সিমুলেশনে, তিনি এবং তার সহকর্মীরা সর্পিল ছায়াপথগুলিকে বহুবার একত্রিত করে উপবৃত্তাকার গ্যালাক্সি নামে পরিচিত এই বৃহৎ বৈশিষ্ট্যহীন ব্লবগুলি পুনরায় তৈরি করতে পারে। কিন্তু একটা সমস্যা ছিল।

যদিও মিল্কিওয়ের মতো সর্পিল ছায়াপথগুলিতে অনেক তরুণ তারা রয়েছে যেগুলি নীলে জ্বলজ্বল করে, দৈত্যাকার উপবৃত্তাকার ছায়াপথগুলিতে কেবলমাত্র অনেক পুরানো তারা থাকে যা লাল রঙে জ্বলে। জার্মানির গার্চিংয়ের ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক ইনস্টিটিউট ফর অ্যাস্ট্রোফিজিক্সের স্প্রিংগেল বলেন, "তারা লাল এবং মৃত।" কিন্তু দলটি যখনই তাদের সিমুলেশন চালায়, তখন এটি উপবৃত্তাকার ছিটকে দেয় যা নীল চকচক করে। তারকা গঠন বন্ধ করা যাই হোক না কেন তা তাদের কম্পিউটার মডেলে ধরা পড়েনি।

তারপরে, স্প্রিংজেল বলেন, "আমাদের ধারণা ছিল কেন্দ্রে সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোলের সাথে আমাদের গ্যালাক্সি একীভূতকরণকে বাড়ানোর। আমরা এই ব্ল্যাক হোলগুলিকে গ্যাস গ্রাস করতে দিই এবং যতক্ষণ না পুরো জিনিসটি প্রেশার কুকারের পাত্রের মতো উড়ে যায় ততক্ষণ পর্যন্ত শক্তি ছেড়ে দেয়। হঠাৎ, উপবৃত্তাকার গ্যালাক্সি নক্ষত্র গঠন বন্ধ করবে এবং লাল এবং মৃত হয়ে যাবে।"

"আমার চোয়াল নেমে গেছে," তিনি যোগ করেছেন। "আমরা আশা করিনি যে প্রভাবটি এতটা চরম হবে।"

লাল-মৃত উপবৃত্তাকার পুনরুৎপাদন করে, সিমুলেশনটি রিস এবং নটরাজনের ব্ল্যাক হোল ফিডব্যাক তত্ত্বকে শক্তিশালী করেছে। একটি ব্ল্যাক হোল, তার তুলনামূলকভাবে ছোট আকার সত্ত্বেও, প্রতিক্রিয়ার মাধ্যমে পুরো গ্যালাক্সির সাথে কথা বলতে পারে। গত দুই দশকে, কম্পিউটার মডেলগুলিকে পরিমার্জিত এবং প্রসারিত করা হয়েছে মহাবিশ্বের বৃহৎ অংশগুলিকে অনুকরণ করার জন্য, এবং তারা আমাদের চারপাশে যে সারগ্রাহী গ্যালাক্সি চিড়িয়াখানা দেখতে পাই তার সাথে ব্যাপকভাবে মেলে। এই সিমুলেশনগুলি আরও দেখায় যে ব্ল্যাক হোল থেকে নির্গত শক্তি গ্যালাক্সিগুলির মধ্যবর্তী স্থানটিকে গরম গ্যাস দিয়ে পূর্ণ করে যা অন্যথায় ইতিমধ্যেই শীতল হয়ে নক্ষত্রে পরিণত হওয়া উচিত ছিল। "লোকেরা এখন নিশ্চিত যে সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোলগুলি খুব যুক্তিযুক্ত ইঞ্জিন," স্প্রিংগেল বলেছিলেন। "ব্ল্যাক হোল ছাড়া কেউ সফল মডেল নিয়ে আসেনি।"

প্রতিক্রিয়া রহস্য

তবুও কম্পিউটার সিমুলেশনগুলি এখনও আশ্চর্যজনকভাবে ভোঁতা।

যেহেতু পদার্থ একটি ব্ল্যাক হোলের চারপাশে অ্যাক্রিশন ডিস্কের ভিতরের দিকে যায়, ঘর্ষণ শক্তিকে পিছনে ঠেলে দেয়; এইভাবে যে পরিমাণ শক্তি হারিয়েছে তা এমন কিছু যা কোডাররা তাদের সিমুলেশনে ট্রায়াল এবং ত্রুটির মাধ্যমে হাত দিয়ে রাখে। এটি একটি চিহ্ন যে বিবরণ এখনও অধরা। "একটি সম্ভাবনা আছে যে কিছু ক্ষেত্রে আমরা ভুল কারণের জন্য সঠিক উত্তর পাচ্ছি," Quataert বলেছেন। "হয়তো আমরা ব্ল্যাক হোল কীভাবে বৃদ্ধি পায় এবং কীভাবে তারা তাদের চারপাশে শক্তি ফেলে দেয় সে সম্পর্কে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ জিনিসটি কী তা ধরতে পারি না।"

সত্য হল যে জ্যোতির্পদার্থবিদরা সত্যিই জানেন না কিভাবে AGN প্রতিক্রিয়া কাজ করে। “আমরা জানি এটা কতটা গুরুত্বপূর্ণ। কিন্তু এই প্রতিক্রিয়াটির কারণ কী তা আমাদের এড়িয়ে যাচ্ছে, "ডি ম্যাটিও বলেছেন। "মূল, মূল সমস্যা হল যে আমরা গভীরভাবে, শারীরিকভাবে প্রতিক্রিয়া বুঝতে পারি না।"

তারা জানে যে কিছু শক্তি বিকিরণ হিসাবে নির্গত হয়, যা সক্রিয় ছায়াপথগুলির কেন্দ্রগুলিকে তাদের বৈশিষ্ট্যযুক্ত উজ্জ্বল আভা দেয়। শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্রগুলি অ্যাক্রিশন ডিস্ক থেকেও পদার্থকে উড়ে যায়, হয় বিচ্ছুরিত গ্যালাকটিক বায়ু হিসাবে বা শক্তিশালী সংকীর্ণ জেটগুলিতে। যে প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ব্ল্যাক হোলকে জেট উৎক্ষেপণের কথা ভাবা হয়, তাকে বলা হয় Blandford-Znajek প্রক্রিয়া, 1970-এর দশকে চিহ্নিত করা হয়েছিল, কিন্তু রশ্মির শক্তি কী নির্ধারণ করে এবং গ্যালাক্সি দ্বারা এর শক্তি কতটা শোষিত হয়, "এখনও একটি খোলা অমীমাংসিত সমস্যা," নারায়ণ বলেছিলেন। গ্যালাকটিক বায়ু, যা অ্যাক্রিশন ডিস্ক থেকে গোলাকারভাবে নির্গত হয় এবং তাই সংকীর্ণ জেটগুলির চেয়ে ছায়াপথের সাথে আরও বেশি সরাসরি যোগাযোগ করতে থাকে, এটি আরও রহস্যময়। "বিলিয়ন-ডলারের প্রশ্ন হল: কিভাবে গ্যাসের সাথে শক্তি মিলিত হয়?" স্প্রিংজেল বলেছেন।

একটি লক্ষণ যে এখনও একটি সমস্যা আছে তা হল অত্যাধুনিক মহাজাগতিক সিমুলেশনের ব্ল্যাক হোলগুলি শেষ হয় ক্ষুদ্রতর কিছু সিস্টেমে বাস্তব সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোলের পরিলক্ষিত মাপের চেয়ে। নক্ষত্রের গঠন বন্ধ করতে এবং লাল-মৃত ছায়াপথ তৈরি করতে, সিমুলেশনগুলির জন্য ব্ল্যাক হোলগুলির প্রয়োজন যাতে এত বেশি শক্তি বের হয় যে তারা পদার্থের অভ্যন্তরীণ প্রবাহকে দম বন্ধ করে দেয়, যাতে ব্ল্যাক হোলগুলি বৃদ্ধি করা বন্ধ করে। “সিমুলেশনের প্রতিক্রিয়া খুবই আক্রমনাত্মক; এটা অকালে বৃদ্ধি স্তব্ধ করে,” নটরাজন বলেন।

মিল্কিওয়ে বিপরীত সমস্যার উদাহরণ দেয়: সিমুলেশনগুলি সাধারণত ভবিষ্যদ্বাণী করে যে এর আকারের একটি গ্যালাক্সিতে ধনু A* এর চেয়ে তিন থেকে 10 গুণ বড় একটি ব্ল্যাকহোল থাকা উচিত।

মিল্কিওয়ে এবং আশেপাশের ছায়াপথগুলিকে ঘনিষ্ঠভাবে দেখার মাধ্যমে, গবেষকরা আশা করেন যে আমরা AGN প্রতিক্রিয়া কীভাবে কাজ করে তা সঠিকভাবে উদ্ঘাটন করতে শুরু করতে পারি।

মিল্কিওয়ে ইকোসিস্টেম

2020 সালের ডিসেম্বরে, ইরোসিটা এক্স-রে টেলিস্কোপ সহ গবেষকরা জানিয়েছেন যে তাদের ছিল এক জোড়া বুদবুদ দেখেছি মিল্কিওয়ের উপরে এবং নীচে কয়েক হাজার আলোকবর্ষ প্রসারিত। এক্স-রেগুলির বিশাল বুদবুদগুলি গামা রশ্মির সমানভাবে বিস্ময়কর বুদবুদের অনুরূপ যা, 10 বছর আগে, ফার্মি গামা-রে স্পেস টেলিস্কোপ গ্যালাক্সি থেকে নির্গত শনাক্ত করেছিল।

ফার্মি বুদবুদের দুটি উৎপত্তি তত্ত্ব নিয়ে এখনও বিতর্ক চলছে। কিছু জ্যোতির্পদার্থবিদ পরামর্শ দিয়েছেন যে তারা একটি জেটের অবশেষ যা লক্ষ লক্ষ বছর আগে ধনু A* থেকে বেরিয়েছিল। অন্যরা ভেবেছিল বুদবুদগুলি গ্যালাকটিক কেন্দ্রের কাছে বিস্ফোরিত অনেক নক্ষত্রের সঞ্চিত শক্তি - এক ধরণের তারার প্রতিক্রিয়া।

কখন হসিয়াং-ই কারেন ইয়াং তাইওয়ানের ন্যাশনাল সিং হুয়া ইউনিভার্সিটির ইরোসিটা এক্স-রে বুদবুদের ছবি দেখে সে "উপরে নিচে লাফিয়ে উঠতে শুরু করে।" ইয়াং এর কাছে এটা পরিষ্কার ছিল যে গামা রশ্মির সাথে এক্স-রেগুলির একটি সাধারণ উত্স হতে পারে যদি উভয়ই একই AGN জেট দ্বারা উত্পন্ন হয়। (এক্স-রে জেট থেকে না হয়ে মিল্কিওয়ের শকড গ্যাস থেকে আসবে।) সহ-লেখকদের সাথে এলেন জুইবেল এবং Mateusz Ruszkowski, তিনি একটি কম্পিউটার মডেল নির্মাণ সম্পর্কে সেট. ফলাফলগুলো, প্রকাশিত প্রকৃতি জ্যোতির্পদার্থবিদ্যা এই বিগত বসন্তে, শুধুমাত্র পর্যবেক্ষিত বুদবুদের আকৃতি এবং একটি উজ্জ্বল শক ফ্রন্টের প্রতিলিপি করে না, তবে ভবিষ্যদ্বাণী করে যে তারা 2.6 মিলিয়ন বছর ধরে তৈরি হয়েছিল (100,000 বছর ধরে সক্রিয় একটি জেট থেকে বাহ্যিকভাবে প্রসারিত) - খুব দ্রুত হতে পারে না নাক্ষত্রিক প্রতিক্রিয়া দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়েছে।

অনুসন্ধানটি পরামর্শ দেয় যে AGN ফিডব্যাক গবেষকরা যা ভাবেন তার চেয়ে মিল্কিওয়ের মতো রান-অফ-দ্য-মিল ডিস্ক গ্যালাক্সিতে অনেক বেশি গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে। যে চিত্রটি উদীয়মান হচ্ছে তা একটি বাস্তুতন্ত্রের অনুরূপ, ইয়াং বলেন, যেখানে AGN এবং নাক্ষত্রিক প্রতিক্রিয়া ছায়াপথকে ঘিরে থাকা বিচ্ছুরিত, গরম গ্যাসের সাথে জড়িত, যাকে সার্কামগ্যালাক্টিক মিডিয়াম বলা হয়। বিভিন্ন ছায়াপথের ধরন এবং বিভিন্ন সময়ে বিভিন্ন প্রভাব এবং প্রবাহের ধরণ আধিপত্য বিস্তার করবে।

মিল্কিওয়ের অতীত এবং বর্তমানের একটি কেস স্টাডি এই প্রক্রিয়াগুলির ইন্টারপ্লে উন্মোচন করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, ইউরোপের গায়া স্পেস টেলিস্কোপ, মিল্কিওয়ের লক্ষ লক্ষ নক্ষত্রের সুনির্দিষ্ট অবস্থান এবং গতিবিধি ম্যাপ করেছে, যার ফলে জ্যোতির্পদার্থবিদরা ছোট ছায়াপথের সাথে এর একীভূত হওয়ার ইতিহাস পুনরুদ্ধার করতে পারবেন। এই ধরনের একত্রীকরণের ঘটনাগুলিকে অনুমান করা হয়েছে যে সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোলগুলিকে তাদের মধ্যে ঝাঁকুনি দিয়ে সক্রিয় করে, যার ফলে সেগুলি হঠাৎ উজ্জ্বল হয় এবং এমনকি জেটগুলিও উৎক্ষেপণ করে। "একত্রীকরণ গুরুত্বপূর্ণ কিনা তা নিয়ে ক্ষেত্রের মধ্যে একটি বড় বিতর্ক রয়েছে," কোয়াটার্ট বলেছেন। গাইয়া তারকা তথ্য প্রস্তাব দেওয়া যে সময়ে ফার্মি এবং ইরোসিটা বুদবুদ গঠিত হয়েছিল সেই সময়ে মিল্কিওয়ে একত্রিত হয়নি, যা AGN জেটের ট্রিগার হিসাবে একীভূতকরণকে অপছন্দ করে।

বিকল্পভাবে, গ্যাসের ব্লবগুলি কেবল ব্ল্যাক হোলের সাথে সংঘর্ষে ঘটতে পারে এবং এটি সক্রিয় করতে পারে। এটি বিশৃঙ্খলভাবে খাওয়া, জেট এবং গ্যালাকটিক বায়ু হিসাবে শক্তি বের করা এবং বিরতির মধ্যে পরিবর্তন করতে পারে।

 ইভেন্ট হরাইজন টেলিস্কোপের সাম্প্রতিক চিত্র ধনু A*, যা তার বর্তমান ক্ষয়ক্ষতির বিষয়টিকে প্রকাশ করে, সমাধান করার জন্য একটি নতুন ধাঁধা উপস্থাপন করে। জ্যোতির্পদার্থবিদরা ইতিমধ্যেই জানতেন যে গ্যালাক্সিতে যে সমস্ত গ্যাস টানা হয় তা ব্ল্যাক হোল দিগন্তে পৌঁছাবে না, যেহেতু গ্যালাকটিক বায়ু এই বৃদ্ধি প্রবাহের বিরুদ্ধে বাইরের দিকে ধাক্কা দেয়। কিন্তু এই ধরনের অত্যন্ত ক্ষীণ প্রবাহ ব্যাখ্যা করার জন্য বাতাসের শক্তির প্রয়োজন অবাস্তব। "আমি যখন সিমুলেশন করি, তখন আমি প্রচণ্ড বাতাস দেখি না," নারায়ণ বললেন। "কী ঘটছে তার সম্পূর্ণ ব্যাখ্যার জন্য আপনার প্রয়োজন এমন বাতাস নয়।"

নেস্টেড সিমুলেশন

গ্যালাক্সিগুলি কীভাবে কাজ করে তা বোঝার চ্যালেঞ্জের অংশ হল নক্ষত্র এবং ব্ল্যাক হোলের দৈর্ঘ্যের স্কেল এবং সমগ্র ছায়াপথ এবং তাদের আশেপাশের স্কেলগুলির মধ্যে বিশাল পার্থক্য। একটি কম্পিউটারে একটি শারীরিক প্রক্রিয়া অনুকরণ করার সময়, গবেষকরা একটি স্কেল বেছে নেন এবং সেই স্কেলে প্রাসঙ্গিক প্রভাবগুলি অন্তর্ভুক্ত করেন। কিন্তু ছায়াপথগুলিতে, বড় এবং ছোট প্রভাবগুলি মিথস্ক্রিয়া করে।

"বড় গ্যালাক্সির তুলনায় ব্ল্যাক হোল সত্যিই ছোট, এবং আপনি সেগুলিকে এক একক হিউমগাস সিমুলেশনে রাখতে পারবেন না," নারায়ণ বলেছিলেন। "প্রতিটি শাসনের অন্য লোকের কাছ থেকে তথ্যের প্রয়োজন, কিন্তু কীভাবে সংযোগ করতে হয় তা জানে না।"

এই ব্যবধান পূরণ করার জন্য, নারায়ণ, নটরাজন এবং সহকর্মীরা একটি প্রকল্প চালু করছেন যা মিল্কিওয়ে এবং কাছাকাছি সক্রিয় গ্যালাক্সি মেসিয়ার 87 এর মধ্য দিয়ে কীভাবে গ্যাস প্রবাহিত হয় তার একটি সুসংগত মডেল তৈরি করতে নেস্টেড সিমুলেশন ব্যবহার করবে। গ্যালাক্সি ব্ল্যাক হোলকে কী করতে হবে তা জানাতে, এবং তারপরে আপনি ব্ল্যাক হোল থেকে তথ্য ফিরে যেতে এবং গ্যালাক্সিকে কী করতে হবে তা বলার অনুমতি দেন,” নারায়ণ বলেছিলেন। "এটি একটি লুপ যা বৃত্তাকার এবং বৃত্তাকার এবং বৃত্তাকারে যায়।"

সিমুলেশনগুলি ছায়াপথে এবং তার চারপাশে ছড়িয়ে থাকা গ্যাসের প্রবাহের ধরণকে স্পষ্ট করতে সাহায্য করবে। (জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপ দ্বারা সার্কামগ্যালাক্টিক মাধ্যমের আরও পর্যবেক্ষণগুলিও সাহায্য করবে।) "এটি এই পুরো বাস্তুতন্ত্রের একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ," কোয়াটার্ট বলেছেন। "আপনি কীভাবে গ্যাসকে ব্ল্যাক হোলে নামিয়ে আনবেন যাতে সমস্ত শক্তি ফিরে যায়?"

গুরুত্বপূর্ণভাবে, নতুন স্কিমে, বিভিন্ন স্কেলের সিমুলেশনের মধ্যে সমস্ত ইনপুট এবং আউটপুট অবশ্যই সামঞ্জস্যপূর্ণ হতে হবে, কম ডায়ালগুলি ট্যুইডল হতে হবে। "যদি সিমুলেশনটি সঠিকভাবে সেট আপ করা হয়, তবে এটি স্ব-সংগতভাবে সিদ্ধান্ত নেবে কতটা গ্যাস ব্ল্যাক হোলে পৌঁছাতে হবে," নারায়ণ বলেছিলেন। “আমরা এটির দিকে তাকাতে পারি এবং জিজ্ঞাসা করতে পারি: কেন এটি সমস্ত গ্যাস খায়নি? কেন এত অস্থির ছিল এবং উপলব্ধ গ্যাসের এত কম গ্রহণ করা হয়েছিল?" গ্রুপটি তাদের বিবর্তনের বিভিন্ন পর্যায়ে ছায়াপথগুলির একটি সিরিজ স্ন্যাপশট তৈরি করার আশা করছে।

আপাতত, এই গ্যালাকটিক ইকোসিস্টেম সম্পর্কে অনেক কিছুই এখনও একটি কুঁজো। "এটি সত্যিই একটি নতুন যুগ, যেখানে লোকেরা এই ওভারল্যাপিং পরিস্থিতি সম্পর্কে ভাবতে শুরু করেছে," ইয়াং বলেছেন। "আমার কাছে একটি স্পষ্ট উত্তর নেই, তবে আমি আশা করি আমি কয়েক বছরের মধ্যে পাব।"

 সম্পাদকের নোট: প্রিয়া নটরাজন বর্তমানে কোয়ান্টার বৈজ্ঞানিক উপদেষ্টা বোর্ডে কাজ করছেন।