මුල් විශ්වයේ (මහා පිපිරුමෙන් පසු මිලියන 700 ක් පමණ) JWST විසින් නිරීක්ෂණය කරන ලද කුඩා රතු තිත (LRD) Abell 2744-QSO1 හි කළු කුහරය යනු අති දැවැන්ත කළු කුහරයක් වන අතර එය පෝෂණය කිරීම සඳහා වඩා විශාල මන්දාකිණියක් නොමැතිව එහි වර්තමාන ප්රමාණයට වර්ධනය වී ඇත. තාරකා පරිණාමයේ සම්මත ආකෘතියට අනුව, කළු කුහර සෑදී ඇත්තේ තාරකා හරය බිඳවැටීමේ ප්රතිඵලයක් ලෙස ඉන්ධන අවසන් වූ විට ඔවුන්ගේ ජීවිත කාලය අවසානයේ විශාල තරු මිය යාමෙනි. මෙම කළු කුහර ප්රමාණයෙන් වර්ධනය වන්නේ වඩා විශාල මන්දාකිණියකින් පදාර්ථය පෝෂණය කරමිනි. කුඩා රතු තිත QSO1 හි කළු කුහරය මෙම රාමුවට නොගැලපෙන අතර එය නව්ය වේ. එය සම්මත තාරකා පරිණාමයකින් තොරව සෘජුවම සෑදී ඇත, එනම්, එය ශේෂයක් නොවේ. විශාල මිය යන තාරකාවක හරය බිඳවැටීම. ඒ වෙනුවට, එය සෘජු බිඳවැටීමේ කළු කුහරයක් (DCBH) හෝ ප්රාථමික කළු කුහරයක් (PBH) වේ. තාරකා බිඳවැටීමෙන් සෑදී නොමැති කළු කුහර කලින් න්යායාත්මක විය. මෙය සම්මතයෙන් ඔබ්බට ගිය ක්රියාවලියක් හරහා සෑදෙන කළු කුහරයක් පිළිබඳ සාක්ෂියකි. තාරකා පරිණාමය.
කළු කුහරයක් සෑදෙන්නේ කෙසේද? තාරකා පරිණාමයේ සම්මත ආකෘතියට අනුව, කළු කුහර යනු දැවැන්ත තාරකාවල පරිණාමයේ අවසාන අදියර නිෂ්පාදන වේ. කාලයත් සමඟ තරු වෙනස්කම් වලට භාජනය වේ.
තාරකාවක ජීවය ආරම්භ වන්නේ මන්දාකිණියේ වායු හා දූවිලි වලින් සමන්විත විශාල අන්තර් තාරකා වලාකුළු වල, අඩු උෂ්ණත්වයේ සිට ඉහළ ඝනත්ව සාක්කු දක්වා වායු ගැටිති ඇතිවීමෙනි. පොකුරු ක්රමයෙන් වැඩි වැඩියෙන් පදාර්ථ එකතු වී වර්ධනය වේ. යම් අවස්ථාවක දී, වැඩිවන ගුරුත්වාකර්ෂණ අභ්යන්තර බලය හේතුවෙන් පොකුරු කඩා වැටේ. බිඳවැටීමේදී ඇතිවන ඝර්ෂණය පදාර්ථය රත් කර ළදරු තාරකාවක් බිහි වේ. මෙය තාරකා ජීවන චක්රයේ ප්රෝටෝස්ටාර් අවධියයි. ගුරුත්වාකර්ෂණ බිඳවැටීම තවදුරටත් අඛණ්ඩව සිදුවන අතර එමඟින් ප්රෝටෝස්ටාර්හි හරයේ උෂ්ණත්වය හා පීඩනය ක්රමයෙන් වැඩි වේ. කාලයත් සමඟ උෂ්ණත්වය හා පීඩනය හයිඩ්රජන් න්යෂ්ටීන් විලයනය වීමට ඉඩ සලසන තරම් ඉහළ යයි. න්යෂ්ටික විලයනය විශාල ශක්තියක් නිකුත් කරන අතර එමඟින් ගුරුත්වාකර්ෂණය යටතේ තවදුරටත් බිඳවැටීම වැළැක්වීම සඳහා පදාර්ථය ප්රමාණවත් ලෙස රත් කරයි. මෙය තාරකාවේ 'ප්රධාන අනුක්රමික අවධිය' වේ. හයිඩ්රජන් ප්රධාන ඉන්ධන වේ.
ඉන්ධන අවසන් වූ විට, න්යෂ්ටික විලයනය නතර වන අතර අභ්යන්තර ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය සමතුලිත කිරීම සඳහා ද්රව්ය රත් කිරීමට ශක්තියක් නොමැති අතර හරය කඩා වැටී සංයුක්ත ශේෂයක් ඉතිරි වේ. මෙය තාරකාවේ අවසානයයි. මියගිය තාරකාව හෝ සංයුක්ත ශේෂය සුදු වාමන තාරකාවක් හෝ නියුට්රෝන තාරකාවක් හෝ වේ. කළු කුහරය මුල් තාරකාවේ ස්කන්ධය මත රඳා පවතී. සූර්ය ස්කන්ධ 20 ට වඩා (> 20 M⦿) බරැති තාරකා තාරකා පරිණාමයේ අවසානයේ ඉන්ධන අවසන් වූ විට කළු කුහර බවට පත්වේ. මෙය සම්මත ක්රමයයි - තරු සහ මන්දාකිණි පළමුව සෑදෙන අතර, තාරකා පරිණාමයේ අවසාන අදියර ලෙස කළු කුහර පසුව සෑදේ. එවැනි කළු කුහරවල ස්කන්ධය මන්දාකිනියේ සමස්ත ස්කන්ධයට වඩා බෙහෙවින් කුඩාය.
තාරකා නොවන කළු කුහර සෑදීම
තාරකා හරය බිඳවැටීමෙන් හැර වෙනත් ක්රමවලින් කළු කුහර සෑදිය හැකිද? "තාරකා නොවන" සෑදීමේ නාලිකා දෙකක් න්යායාත්මක කර ඇත.
මුල් විශ්වයේ දී, විශාල ප්රාථමික වායු වලාකුළක් සාමාන්ය තරු සෑදීම සහ පරිණාමය මඟ හරිමින් කළු කුහරයකට කෙලින්ම කඩා වැටිය හැකි අතර, එමඟින් අපි සෘජු බිඳවැටීමේ කළු කුහර (DCBHs) ලෙස හඳුන්වන දෙයට හේතු වේ. සම්මත තාරකා පරිණාමයේ සහභාගීත්වයෙන් තොරව සෘජුවම සෑදෙන අනෙකුත් උපකල්පිත කළු කුහර වන්නේ ප්රාථමික කළු කුහර (PBHs) ය. PBH යනු මහා පිපිරුමෙන් ටික කලකට පසු මුල් විශ්වයේ අධික ඝනත්ව උච්චාවචනයන් තුළ සෑදෙන මහා පිපිරුමේ ධාතු වේ.
"තාරකා නොවන" නාලිකා හරහා සෑදෙන කළු කුහර න්යායාත්මක පමණි, මන්ද ඒවා උපකල්පිත ය. නමුත් 2021 දෙසැම්බර් මාසයේදී මුල් විශ්වය අධ්යයනය කිරීම සඳහා කැප වූ අධෝරක්ත අභ්යවකාශ නිරීක්ෂණාගාරයක් වන JWST දියත් කිරීමත් සමඟ දේවල් වේගයෙන් වෙනස් වීමට පටන් ගත්තේය.
ජේම්ස් වෙබ් අභ්යවකාශ දුරේක්ෂය (JWST) මුල් විශ්වය පිළිබඳ අධ්යයනයේ විප්ලවීය වෙනසක් සිදු කරයි
JWST ආයතනය මුල් විශ්වය පිළිබඳ අපගේ අවබෝධයට අභියෝග කරන නිරීක්ෂණ කිහිපයක් සිදු කර ඇත. JADES-GS-z14-0 මන්දාකිණිය 14.32 ක රතු මාරුවකින් නිරීක්ෂණය කිරීම එය දන්නා වඩාත්ම දුරස්ථ මන්දාකිණිය බවට පත් කරයි. මෙම මන්දාකිණිය මහා පිපිරුමෙන් වසර මිලියන 290 කට පමණ පසු මුල් විශ්වයේ නිර්මාණය වූ නමුත් එය විශාල, දැවැන්ත හා ඉතා දීප්තිමත් මන්දාකිණියකි. එය ලෝහවලින් පොහොසත් බව ද සොයා ගන්නා ලදී, එනම් දැවැන්ත තාරකා පරම්පරා දැනටමත් මුල් විශ්වයේ උපතේ සිට සුපර්නෝවා පිපිරීම දක්වා ඔවුන්ගේ ජීවන මාර්ගයන් වසර මිලියන 290 කින් අවසන් කර තිබුණි. ඒ හා සමානව, මහා පිපිරුමෙන් වසර බිලියනයකට පමණ පසු මුල් විශ්ව මන්දාකිණිය GS-NDG-9422 ජනගහන III තරු නොමැතිව රසායනිකව සංකීර්ණ බව සොයා ගන්නා ලදී. වර්තමාන අවබෝධයට අනුව, මුල් විශ්වයේ පළමු පරම්පරාවේ තරු ශුන්ය ලෝහමයතාවයක් සහිත ජනගහන III තරු විය යුතුය. (තාරකා විද්යාවේදී, හීලියම් වලට වඩා බර ඕනෑම මූලද්රව්යයක් ලෝහයක් ලෙස සැලකේ. ඔක්සිජන්, නයිට්රජන් වැනි රසායනික නොවන ලෝහ විශ්ව විද්යාත්මක සන්දර්භය තුළ ලෝහ වේ. සුපර්නෝවා සිදුවීමෙන් පසු සෑම පරම්පරාවකම තරු ලෝහ පොහොසත් වේ).
JWST ආයතනය මුල් විශ්වයේ සුපිරි දැවැන්ත කළු කුහර නිරීක්ෂණය කර ඇත. එවැනි එක් කළු කුහරයක් මහා පිපිරුමෙන් වසර මිලියන 700 කට පමණ පසු කාල නිර්ණය කර ඇති අතර එය සූර්යයාගේ ස්කන්ධය මෙන් මිලියන කිහිපයක් ගුණයක් පමණ මැනිය. ඒ සියල්ල ආරම්භ වූයේ 2022 දී JWST හි පළමු දත්ත නිකුතුවේදී දක්නට ලැබුණු කුඩා රතු තිත් (LRD) නිරීක්ෂණය කිරීමෙනි. මෙම රතු පැහැති සංයුක්ත වස්තූන් V-හැඩැති වර්ණාවලි ඇති අතර අධි-වේග හයිඩ්රජන් වායුවෙන් විමෝචනය පෙන්නුම් කළේය.
කුඩා රතු තිත QSO1 (හෝ Abell2744-QSO1)
QSO1 (හෝ Abell2744-QSO1) යනු ආලෝක වර්ෂ 1,300 ක් පමණ පළලින් යුත්, ආලෝක වර්ෂ බිලියන 13 කට වඩා දුරින් පිහිටි මූලාකෘති කුඩා රතු තිතකි. එය මහා පිපිරුමෙන් වසර මිලියන 700 කට පසුව මුල් විශ්වයේ පැවතුනි. එය ඇබෙල් 2744 (පැන්ඩෝරා පොකුර) මන්දාකිණි පොකුර මගින් ගුරුත්වාකර්ෂණීය ලෙස කාච කර ඇත, එබැවින් එය විශාලනය කර ත්රිත්ව රූපගත කර ඇති අතර අහසේ විවිධ ස්ථාන තුනක දිස්වේ. එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස, QSO1 අනෙකුත් බොහෝ කුඩා රතු තිත් වලට වඩා අධ්යයනය කිරීම පහසුය.
මෙම කුඩා රතු තිත (LRD) පිළිබඳ සවිස්තරාත්මක අධ්යයනයකින් පර්යේෂකයන් නිගමනය කර ඇත්තේ සමහර සුපිරි දැවැන්ත කළු කුහර ආරම්භයේ සිටම දැවැන්ත බවයි. ඒවා තාරකා බිඳවැටීමේ අවධියකින් තොරව සහ ඒවා පෝෂණය කිරීම සඳහා සැලකිය යුතු ලෙස දැවැන්ත ධාරක මන්දාකිණියක් නොමැතිව නිර්මාණය විය.
QSO යනු ක්වාසි-ස්ටෙලර් වස්තුව (සාමාන්යයෙන් ක්වාසාර් ලෙස හැඳින්වේ) යන්නයි.
මූලික අධ්යයනවලින් හෙළි වී ඇත්තේ QSO1 යනු සූර්යයාගේ ස්කන්ධය මෙන් මිලියන 40 ගුණයක් පමණ වන සුපිරි දැවැන්ත කළු කුහරයක් වටා ගමන් කරන දිලිසෙන හයිඩ්රජන් සහ හීලියම් වායු වලාකුළකට වඩා වැඩි දෙයක් බවයි. කෙසේ වෙතත්, එය සැබවින්ම එතරම් දැවැන්තද යන්න පිළිබඳව අවිනිශ්චිතතාවයක් පැවතුනි. මෙයට හේතුව, මීට පෙර, මුල් විශ්වයේ කළු කුහරවල ස්කන්ධ මිනුම් සියල්ලම වක්රව සිදු කර ඇති අතර, ඒවා අප දේශීය විශ්වයේ ඒවා ගැන දන්නා දේ මත පදනම් වී ඇත. එම උපකල්පන සැබවින්ම මුල් විශ්වයට අදාළ වේද යන්න අපි දැන සිටියේ නැත.
QSO1 හි කළු කුහරය සැබවින්ම එතරම් දැවැන්ත නම්, එය වටා කැරකෙන වායුව කෙරෙහි එහි ගුරුත්වාකර්ෂණයේ බලපෑම් සොයා ගැනීමට සහ වායුවේ විවිධ මූලද්රව්යවල ව්යාප්තිය සිතියම්ගත කිරීමට JWST හි අනුකලිත ක්ෂේත්ර ඒකකය (IFU) භාවිතා කිරීමට ඔවුන්ට හැකි විය යුතු බව පර්යේෂකයෝ හඳුනා ගත්හ. එබැවින්, ඔවුන් IFU නිරීක්ෂණ භාවිතා කළ අතර කළු කුහරය වටා ඇති හයිඩ්රජන් වායුවේ චලිතයන් සිතියම්ගත කළහ.
භ්රමණ ප්රවේගයේ සිතියමෙන් හෙළි වූයේ වායුවට කෙප්ලරියානු චලිතයක් ඇති බවයි, එනම් කුඩා රතු තිත QSO1 හි ස්කන්ධයෙන් වැඩි ප්රමාණයක් මධ්යයේ ඇති කළු කුහරය තුළ සංකේන්ද්රණය වී ඇති බවයි. ස්කන්ධය බෙදා හරිනු ලැබුවේ නම්, සෞරග්රහ මණ්ඩලයේ ග්රහලෝක සූර්යයා වටා කක්ෂගත වන ආකාරයටම වායුව පරිපූර්ණ කෙප්ලරියානු ආකාරයෙන් මධ්ය ලක්ෂ්යයක් වටා කක්ෂගත නොවනු ඇත.
කෙප්ලරියානු චලිතය ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමයන් මගින් පාලනය වන බැවින්, වායු ප්රවේග මිනුම් මගින් පර්යේෂකයන්ට කළු කුහරයේ ස්කන්ධය කෙලින්ම ගණනය කිරීමට හැකි විය. මෙය මුල් විශ්ව කළු කුහරයේ ස්කන්ධය පිළිබඳ පළමු සෘජු මිනුම විය. QSO1 හි කළු කුහරය සූර්ය ස්කන්ධ මිලියන 50 ක් පමණ වන බව සොයා ගන්නා ලදී. එසේම, මෙම කළු කුහරය QSO1 හි මුළු ස්කන්ධයෙන් තුනෙන් දෙකක් වේ. මෙය අතිශයින් අසාමාන්ය දෙයක් වන්නේ අසල ඇති මන්දාකිණිවල ඇති සුපිරි දැවැන්ත කළු කුහර සාමාන්යයෙන් ධාරක මන්දාකිණියේ මුළු ස්කන්ධයෙන් කුඩා කොටසක් පමණක් වන බැවිනි.
තවද, IFU සංයුති සිතියම් විශ්ලේෂණයෙන් පෙන්නුම් කළේ QSO1 පුරා ඇති වායුව සම්පූර්ණයෙන්ම පාහේ හයිඩ්රජන් සහ හීලියම් බවයි. තරු සහ තාරකා සුන්බුන් වලින් පොහොසත් මන්දාකිණියක ඔක්සිජන් වැනි බර මූලද්රව්ය තිබිය යුතුය, නමුත් QSO1 හි අතිශය අඩු ලෝහමයතාවයක් ඇත, එය සූර්යයාගේ 0.5% ට වඩා අඩුය, එයින් අදහස් කරන්නේ QSO1 ඉතා නිර්මල මන්දාකිණි පරිසරයක් ඇති බවයි.
එහි ධාරක මන්දාකිණියට සාපේක්ෂව QSO1 හි දැවැන්ත ස්කන්ධයෙන් ඇඟවෙන්නේ එය කුඩා තාරකා ස්කන්ධ කළු කුහර ක්රමයෙන් ඒකාබද්ධ වී පෝෂණය වීමෙන් සෑදී නොතිබිය යුතු බවයි. පෙනෙන විදිහට, කුඩා රතු තිත QSO1 හි කළු කුහරය තාරකා පරිණාම ක්රියාවලියට පෙර සිට පැවත එන්නකි. එය මහා පිපිරුමේ (ප්රාථමික කළු කුහරය) පළමු තත්පරය තුළ හෝ තරමක් පසුව යෝධ වායු වලාකුළක (සෘජු බිඳවැටීමේ කළු කුහරය) බිඳවැටීමෙන් සෑදුණු බර බීජයකින් පරිණාමය වී ඇති අතර එය වටා මන්දාකිණියක් ගොඩනැගීමේ මුල් අවධියේ තිබිය හැකිය. කුඩා රතු තිත QSO1 හි සුපිරි දැවැන්ත කළු කුහරය ප්රාථමික කළු කුහරයක් (PBH) ද නැතහොත් සෘජු බිඳවැටීමේ කළු කුහරයක් (DCBH) ද යන්න මේ මොහොතේ පැවසිය නොහැක; කෙසේ වෙතත්, මුල් විශ්වයේ කළු කුහර තාරකා නොවන ලෙස සෑදීම පිළිබඳ සාක්ෂි තිබේ.
***
යොමුව:
- මයෝලිනෝ ආර්., Et al 2026. මහා පිපිරුමෙන් පසු 700 Myr ආසන්න පෞරාණික මන්දාකිණියක කළු කුහරයක්. රාජකීය තාරකා විද්යා සංගමයේ මාසික නිවේදන, වෙළුම 548, කලාපය 1, 2026 මැයි, staf2109. 2026 අප්රේල් 06 දින ප්රකාශයට පත් කරන ලදී. DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/staf2109
- Juodžbalis, I., Marconcini, C., D'Eugenio, F. et al. ඉහළ රතු මාරුවකදී කුඩා රතු තිතක සෘජු කළු කුහර ස්කන්ධ මිනුමක්. Nature 653, 1017–1021 (2026). 2026 මැයි 27 දින ප්රකාශයට පත් කරන ලදී. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-026-10579-4
- නාසා හි වෙබ් එහි මන්දාකිණියට පෙර සෑදුණු කළු කුහරය හෙළි කරයි. 2026 මැයි 27 දින පළ කරන ලදී. ලබා ගත හැකිය https://science.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-reveals-black-hole-that-formed-before-its-galaxy/
***
සබැඳි ලිපි
ජේම්ස් වෙබ් අභ්යවකාශ දුරේක්ෂය (JWST): මුල් විශ්වය පිළිබඳ අධ්යයනය සඳහා කැප වූ පළමු අභ්යවකාශ නිරීක්ෂණාගාරය (6 නොවැම්බර් 2021)
මුල් විශ්වය පිළිබඳ අධ්යයනය: කොස්මික් හයිඩ්රජන් වෙතින් නොපෙනෙන සෙන්ටිමීටර 21 ක රේඛාවක් හඳුනා ගැනීමට පර්යේෂණය කරන්න(3 අගෝස්තු 2022)
Brown Dwarfs (BDs): ජේම්ස් වෙබ් දුරේක්ෂය තරුවකට සමාන ආකාරයෙන් සාදන ලද කුඩාම වස්තුව හඳුනා ගනී (5 ජනවාරි 2024)
මුල් විශ්වයේ පැරණිතම කළු කුහරය කළු කුහර සෑදීමේ ආකෘතියට අභියෝග කරයි (24 ජනවාරි 2024)
මුල් විශ්වය: වඩාත්ම දුරස්ථ මන්දාකිණිය “JADES-GS-z14-0″ Galaxy Formation Models වලට අභියෝග කරයි (12 අගෝස්තු 2024)
මුල් විශ්වයේ ලෝහවලින් පොහොසත් තරු පිළිබඳ විරුද්ධාභාසය (27 සැප්තැම්බර් 2024)
***
 Abell 2744-QS01 observed by JWST in the early universe (about 700 Myr after the Big Bang) is supermassive that has grown to its current size without a much larger galaxy to feed them. According to the Standard Model of Cosmology, black holes form from death of bigger stars at the end of their life course when they run out of fuels as a result of stellar core collapse. These black holes grow in size feeding upon matter from much larger galaxy. The black hole of Little Red Dot QSO1 is does not fit this frame and is novel. It is formed directly without standard stellar evolution, i.e., it is not a remanent of core collapse of a big dying star. Instead, it is either a direct collapse black hole (DCBH) or a primordial black hole (PBH). Black holes not formed from stellar collapse were theorised earlier, but this is first confirmation of a black hole that is formed through a process beyond the standard model of cosmology.){kind=link}