Birth of the First Star: সেদিনও আকাশে ছিল কত তারা। বিখ্যাত গানের লাইন। তবে এই তারাদের মধ্যে প্রথম তারা কোনটি? বিগ ব্যাং-এর পর প্রথম ১০০ মিলিয়ন বছর পর্যন্ত, মহাবিশ্ব নক্ষত্রবিহীন ছিল। তড়িৎ নিরপেক্ষ পরমাণু গঠন শেষ করতে মহাবিশ্বের মাত্র পাঁচ লক্ষ বছর প্রয়োজন, কিন্তু বিভিন্ন কারণে নক্ষত্র তৈরি হতে অনেক বেশি সময় লেগে যায়। প্রথমত, মহাজাগতিক স্কেলে মহাকর্ষ একটি ধীর প্রক্রিয়া। দ্বিতীয়ত, তখনও পর্যন্ত শক্তিশালী বিকিরণের উপস্থিতি, যা যেকোনো আবদ্ধ কাঠামোকে দ্রুত বাড়তে বাধা দেয়। তৃতীয়ত, প্রাথমিক মহাকর্ষীয় অসমতা ছিল অনেক কম: গড়ে মাত্র ৩০০০০ ভাগের মধ্যে একভাগ। এবং চতুর্থত, মাধ্যাকর্ষণ শুধুমাত্র শূন্যস্থানে আলোর গতিতে এগিয়ে চলে, যার অর্থ হল যে মহাবিশ্ব যখন খুব অল্প বয়সী, তখন কেবলমাত্র খুব কম দূরত্বের মধ্যেই কোনো ভর কোনও নির্দিষ্ট প্রাথমিক ভর থেকে মহাকর্ষীয় বলকে “অনুভব” করতে পারে।
মহাবিশ্ব ঠাণ্ডা হওয়ার সাথে সাথে, মহাকর্ষ পদার্থকে প্রথমে ক্ল্যাম্প এবং অবশেষে ক্লাস্টারের মধ্যে টেনে আনতে শুরু করে, আরও বেশি পদার্থ একসাথে আকৃষ্ট হওয়ার সাথে সাথে তা দ্রুত এবং আরও দ্রুত বৃদ্ধি পায়। অবশেষে, সেই ক্লাস্টার এমন জায়গায় পৌঁছয় যেখানে ঘন গ্যাসের মেঘ নিজেরই মহাকর্ষে কোলাপ্স করতে পারে। তখন এমন মহাজাগতিক বস্তু তৈরি হয় যা তাদের কেন্দ্রে পারমাণবিক ফিউশন জ্বালানোর জন্য যথেষ্ট ঘন এবং বিশাল হয়ে ওঠে। যখন সেই প্রথম হাইড্রোজেন থেকে হিলিয়াম তৈরি করার শৃঙ্খল বিক্রিয়াগুলি ঘটতে শুরু করে, তখন আমরা অবশেষে দাবি করতে পারি যে প্রথম নক্ষত্রের জন্ম হয়েছে। এই প্রক্রিয়া সাধারণত কমপক্ষে ৫০ মিলিয়ন বছর সময় নেয় এবং এমনকি প্রথম নক্ষত্রগুলির জন্য সেই সময় ১০০ মিলিয়ন বছর বা তারও বেশি হতে পারে। সেই সকল নক্ষত্রগুলিকে বিজ্ঞানীরা পপুলেশন নক্ষত্র বলে অভিহিত করেন।
উত্তপ্ত বিগ ব্যাং শুরু হওয়ার পর ৫০ থেকে ১০০ মিলিয়ন বছর পেরিয়ে যাওয়ার পর, মহাবিশ্ব আর সম্পূর্ণ অভিন্ন ছিল না, মহাকর্ষের মহাজাগতিক প্রভাবের অধীনে বিশাল মহাজাগতিক জালকের মতো কাঠামো তৈরি করা শুরু হয়। প্রাথমিকভাবে অত্যধিক ঘনবসতিপূর্ণ অঞ্চলগুলি বেড়েছে এবং বড় হয়েছে, সময়ের সাথে সাথে সেগুলি আরও বেশি করে পদার্থ আকর্ষণ করছে। ইতিমধ্যে, যে অঞ্চলগুলি গড় মানের থেকে কম পদার্থের ঘনত্বের সাথে শুরু হয়েছিল তারা সেই অবস্থাকে ধরে রাখতে আরও কম সক্ষম হয়েছে। তাদের মধ্যকার পদার্থগুলি তারা চারপাশের অপেক্ষাকৃত বেশি ঘনত্বের অঞ্চলে তুলে দিয়েছে।
এই প্রসঙ্গে, মাধ্যাকর্ষণ একধরণের “অনিয়ন্ত্রিত” শক্তি, যেখানে (পদার্থগত) ধনী অঞ্চলগুলি আরও ধনী হয় এবং প্রাথমিকভাবে দরিদ্র অঞ্চলগুলি সময়ের সাথে আরও দরিদ্র হয়৷ অত্যধিক ঘনত্বের অঞ্চলগুলি বৃদ্ধির সাথে সাথে, তারা তাদের মধ্যে আরও বেশি করে পদার্থ টেনে নেয়, বিশেষ করে তড়িৎ নিরপেক্ষ পরমাণু এবং গ্যাসের স্রোত সেই শক্তির দ্বারা প্রভাবিত হয়। এই খুব ঘন অঞ্চলগুলি আরও বেশি ভর জমা করে। যেহেতু তারা মহাকর্ষীয়ভাবে কোলাপ্স করে, পরমাণুগুলির মধ্যে সংঘর্ষ হয় এবং তাপ উৎপন্ন করে। নক্ষত্র গঠনের জন্য সেই তাপকে অবশ্যই দূরে বিকিরণ করতে হবে, কিন্তু হাইড্রোজেন এবং হিলিয়াম তাপকে দূরে বিকিরণ করাতে ভয়ানকভাবে অক্ষম। ফলস্বরূপ, গ্যাসের স্রোতগুলি আরও বেশি বৃহৎ আকার ধারণ করে, কেন্দ্রের বেশি ঘনত্বের অবস্থানের মধ্যে ভর, তাপমাত্রা এবং চাপ ক্রমাগত বৃদ্ধি পায়।
সেই সময়ে মহাবিশ্বের প্রথম যৌগিক অনু হিসেবে হিলিয়াম হাইড্রাইড আত্মপ্রকাশ করেছিল, প্রকৃতপক্ষে যা ছিল একটি আয়ন। [হিলিয়াম হাইড্রাইড একটি হাইড্রোজেন পরমাণুর সাথে সংযুক্ত একটি হিলিয়াম পরমাণু নিয়ে গঠিত, যাতে একটি ইলেকট্রন কম থাকে। এটি প্রোটোনেটেড হিলিয়াম হিসাবেও দেখা যেতে পারে। একে বিগ ব্যাং-এর পরে মহাবিশ্বে গঠিত প্রথম যৌগ বলে মনে করা হয়। অত্যন্ত ঘনতম অঞ্চলগুলি দুটি পথের মধ্যে একটি গ্রহণ করে: প্রথমত, তারা সরাসরি ব্ল্যাক হোল তৈরি করে, সম্ভবত শুরুতে কয়েক হাজার বা এমনকি এক লক্ষ সৌর ভর সহ। দ্বিতীয়ত, সেই ঘন অঞ্চলগুলি নক্ষত্র গঠনের শুরু করতে পারে। এই বৃহদায়তন ক্লাম্পগুলির প্রাথমিক ভর হতে হবে প্রচুর: বর্তমান সময়ের নক্ষত্র-গঠনকারী অঞ্চলগুলিতে সাধারণত যা রয়েছে তার কয়েকশ বা এমনকি হাজার গুণ ভরবিশিষ্ট। যখন ঠাণ্ডা হওয়া অকার্যকর হয়, তখন গ্যাস বিক্ষিপ্ত অবস্থায় থাকে এবং এক জায়গায় প্রচুর পরিমাণে ভর একত্রিত না হওয়া পর্যন্ত নক্ষত্র গঠনের জন্য কোলাপ্স করতে পারে না।
প্রাথমিকভাবে সামান্য কম ঘন অঞ্চলগুলিও শেষ পর্যন্ত সেই একই পরিবেশে পৌঁছে যায়, তবে দশ থেকে শত মিলিয়ন বছর পরে, মহাকর্ষীয় বৃদ্ধির ফলে যে অঞ্চলগুলিতে সামান্য অতিরিক্ত ঘনত্ব ছিল সেখানেই প্রথমবার নক্ষত্র তৈরি হয় সম্ভবত প্রায় ৫০০ মিলিয়ন বছর আগে। কিন্তু গড় ঘনত্বের
কম অঞ্চলগুলি অনেক পরে নক্ষত্র গঠন শুরু করতে পারে:
প্রথম নক্ষত্রগুলি জ্বলতে শুরু করে গভীর আণবিক মেঘের অভ্যন্তরে। সেই নক্ষত্রগুলি প্রায় একচেটিয়াভাবে হাইড্রোজেন এবং হিলিয়াম দিয়ে তৈরি। এছাড়া আনুমানিক এক বিলিয়ন ভাগের এক অংশ পরিমাণ লিথিয়াম বাদে, তার চেয়ে সেই সব নক্ষত্রে ভারী কোনো উপাদান ছিল না। তৎকালীন সময়ে কার্বন, অক্সিজেন এবং লোহার মতো ভারী উপাদানগুলি তৈরি করতে পারে এমন একমাত্র উপায় ছিল নক্ষত্রের কেন্দ্রে হালকা উপাদানগুলির ফিউশন। সুতরাং প্রথম নক্ষত্রগুলি তাদের গঠন করতে শুরু করা না পর্যন্ত, সেই ভারী উপাদানগুলির কোনটিই মহাবিশ্বে ছিল না।
