মিল্কিওয়ে গ্যালাক্সির কেন্দ্রের অতিভারী ব্ল্যাক হোল Sagittarius A* বা Sgr A*–এর খুব কাছে দ্রুত ঘুরতে থাকা একটি তারকা জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের নতুন আশা দেখাচ্ছে। GRAVITY+ Collaboration-এর প্রতিবেদনে বলা হয়েছে, S301 নামের এই প্রধান-অনুক্রমের তারকাটির কক্ষপথ ব্ল্যাক হোলের ঘূর্ণনজনিত আপেক্ষিকতাবাদী প্রভাবের প্রতি সংবেদনশীল হতে পারে। তবে গুরুত্বপূর্ণ সতর্কতা হলো—এই পর্যবেক্ষণে Sagittarius A*–এর স্পিন সরাসরি নির্ধারিত হয়নি।
S301 কী এবং কেন এটি ব্যতিক্রমী
S301 হলো মিল্কিওয়ের কেন্দ্রের Sagittarius A*–কে প্রদক্ষিণকারী একটি তারকা। ইউরোপিয়ান সাউদার্ন অবজারভেটরির Very Large Telescope Interferometer বা VLTI–র পরিমাপ অনুযায়ী, তারকাটি মাত্র ৮.৭ বছরে একবার ব্ল্যাক হোলটিকে প্রদক্ষিণ করে। প্রকাশিত তথ্য অনুসারে, নিকটতম বিন্দুতে এটি Sagittarius A* থেকে প্রায় ১.৭ বিলিয়ন কিলোমিটার দূরে আসে।
মহাজাগতিক দূরত্বের হিসাবে এই ব্যবধান খুবই কম। গবেষকদের ভাষ্য অনুযায়ী, স্পিন যাচাইয়ের জন্য ব্যবহৃত পরবর্তী নিকটতম পরীক্ষামূলক তারকার তুলনায় S301 প্রায় ১০ গুণ বেশি কাছে যায়। ফলে এটি ব্ল্যাক হোলের মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রের প্রতি আনুমানিক ১০০ গুণ বেশি সংবেদনশীল হতে পারে। এই সংবেদনশীলতাই S301–কে বিশেষ গুরুত্বপূর্ণ করে তুলেছে।
Sagittarius A* কেন এত গুরুত্বপূর্ণ
Sagittarius A* পৃথিবীর সবচেয়ে কাছের অতিভারী ব্ল্যাক হোল। এটি আমাদের মিল্কিওয়ে গ্যালাক্সির কেন্দ্রে অবস্থিত এবং এর ভর সূর্যের ভরের কয়েক মিলিয়ন গুণ। দীর্ঘদিন ধরে কেন্দ্রের আশপাশে ঘুরতে থাকা তারকাদের গতিবিধি পর্যবেক্ষণ করেই জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা এ বস্তুটির ভর ও অবস্থান অত্যন্ত নির্ভুলভাবে নির্ণয় করেছেন।
কিন্তু ব্ল্যাক হোলের ভর জানার তুলনায় তার স্পিন বা কৌণিক ভরবেগ নির্ধারণ অনেক বেশি কঠিন। সাধারণ আপেক্ষিকতার ভাষায় একটি ব্ল্যাক হোলকে ভর, বৈদ্যুতিক চার্জ এবং স্পিন দিয়ে বর্ণনা করা যায়। বাস্তব মহাকাশে অতিভারী ব্ল্যাক হোলের চার্জ সাধারণত নগণ্য বলে ধরা হয়; তাই ভর ও স্পিন তার গঠন, আশপাশের পদার্থের আচরণ এবং গ্যালাক্সির সঙ্গে বিবর্তন বোঝার জন্য বেশি তাৎপর্যপূর্ণ।
স্পিন মাপা এত কঠিন কেন
ব্ল্যাক হোল নিজে আলো ছড়ায় না, তাই তার ঘূর্ণন সরাসরি দেখা যায় না। অন্য ব্ল্যাক হোলের ক্ষেত্রে এক্স-রে বিকিরণ, উষ্ণ গ্যাসের ডিস্ক বা জেট পর্যবেক্ষণ করে স্পিনের পরোক্ষ অনুমান করা হয়েছে। কিন্তু এসব পদ্ধতিতে গ্যাসের জটিল পদার্থবিদ্যা, চৌম্বক ক্ষেত্র এবং মডেল-নির্ভর ব্যাখ্যার অনিশ্চয়তা থাকে। Nature-এর প্রেস বিজ্ঞপ্তি অনুযায়ী, ব্ল্যাক হোলের স্পিন এখন পর্যন্ত সরাসরি পরিমাপ করা সম্ভব হয়নি।
Sagittarius A*–এর ক্ষেত্রে সমস্যাটি আরও কঠিন, কারণ এর চারপাশের উজ্জ্বল পদার্থের প্রবাহ তুলনামূলকভাবে দুর্বল ও পরিবর্তনশীল। তাই ব্ল্যাক হোলের একেবারে কাছাকাছি ঘোরা তারকার কক্ষপথকে মহাকর্ষের পরীক্ষাগার হিসেবে ব্যবহার করা একটি আকর্ষণীয় বিকল্প।
তারকার কক্ষপথে কীভাবে ধরা পড়তে পারে ঘূর্ণনের ছাপ
আইনস্টাইনের সাধারণ আপেক্ষিকতা অনুসারে, ঘূর্ণনশীল ব্ল্যাক হোল তার আশপাশের স্থান-কালের কাঠামোকে সামান্য টেনে ঘুরিয়ে দিতে পারে। এ প্রভাবকে ফ্রেম-ড্র্যাগিং বা লেন্স–থিরিং প্রভাব বলা হয়। খুব কাছ দিয়ে ঘুরে যাওয়া একটি তারকার কক্ষপথের দিক, উপবৃত্তের অভিমুখ কিংবা কক্ষপথের সমতলে ক্ষুদ্র কিন্তু নিয়মতান্ত্রিক পরিবর্তন ঘটলে সেখান থেকে ব্ল্যাক হোলের স্পিন সম্পর্কে তথ্য পাওয়া সম্ভব হতে পারে।
তবে এ ধরনের সংকেত অত্যন্ত সূক্ষ্ম। ব্ল্যাক হোলের ভর থেকে আসা সাধারণ আপেক্ষিকতাবাদী প্রিসেশন, কাছের অন্যান্য তারকার মহাকর্ষীয় টান, পরিমাপের অনিশ্চয়তা এবং দীর্ঘ সময় ধরে তথ্য সংগ্রহ—সবকিছু আলাদা করে হিসাব করতে হবে। তাই S301 আবিষ্কারকে স্পিন মাপার সাফল্য বলা ঠিক হবে না; বরং এটি ভবিষ্যৎ সরাসরি কক্ষপথভিত্তিক পরীক্ষার জন্য একটি সম্ভাবনাময় লক্ষ্য।
কেন এই ফল গুরুত্বপূর্ণ
S301-এর ছোট কক্ষপথকাল একটি বড় সুবিধা। ৮.৭ বছরের কক্ষপথের কারণে গবেষকেরা তুলনামূলকভাবে কম সময়ে এর পুনরাবৃত্ত পরিক্রমা পর্যবেক্ষণ করতে পারবেন। একাধিক পরিক্রমার উচ্চ-নির্ভুলতার অবস্থান ও বেগের তথ্য মিললে কক্ষপথে ক্ষুদ্র আপেক্ষিকতাবাদী পরিবর্তন শনাক্ত করার সুযোগ বাড়বে।
Sagittarius A*–এর স্পিন নির্ভরযোগ্যভাবে জানা গেলে ব্ল্যাক হোলটি কীভাবে বেড়েছে—ধীরে ধীরে গ্যাস গ্রাস করে, নাকি বড় সংঘর্ষ ও ব্ল্যাক হোল একীভবনের মাধ্যমে—সে প্রশ্নে নতুন সূত্র মিলতে পারে। এর স্পিন আশপাশের গ্যাস, নক্ষত্র এবং সম্ভাব্য জেট-সদৃশ কাঠামোর গতিবিদ্যাতেও প্রভাব ফেলতে পারে। একই সঙ্গে এটি সাধারণ আপেক্ষিকতাকে গ্যালাক্টিক কেন্দ্রের অত্যন্ত শক্তিশালী মহাকর্ষীয় পরিবেশে যাচাইয়ের আরেকটি সুযোগ দেবে।
সারকথা, S301 এখনো Sagittarius A*–এর ঘূর্ণন প্রকাশ করেনি। কিন্তু তার অস্বাভাবিকভাবে কাছের ও দ্রুত কক্ষপথ এমন একটি পর্যবেক্ষণমূলক পথ দেখাচ্ছে, যেখানে আগামী বছরের নির্ভুল পরিমাপ ব্ল্যাক হোলের সবচেয়ে অধরা বৈশিষ্ট্যগুলোর একটির ওপর শক্ত প্রমাণ দিতে পারে।
Sources
Nature Asia প্রেস বিজ্ঞপ্তি: Discovery of a star sensitive to the spin of Sagittarius A*
Nature গবেষণা নিবন্ধের DOI: Discovery of a star sensitive to the spin of Sagittarius A*
Nature Podcast: A black hole’s spin could finally be measured by a high-speed star
