অতি দ্রুত মিলিসেকেন্ড পালসার থেকে গামা-কিরণ স্পন্দন ধরা পড়ল

নতুনভাবে শনাক্ত একটি পালসার অস্বাভাবিকভাবে শক্তিশালী প্রমাণিত হচ্ছে

NASA-এর Fermi gamma-ray Space Telescope-এর ডেটা বিশ্লেষণকারী জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা PSR J0435+3233 থেকে গামা-কিরণ স্পন্দনের খবর দিয়েছেন, যা পৃথিবী থেকে প্রায় ৩,৯০০ আলোকবর্ষ দূরে সম্প্রতি শনাক্ত একটি মিলিসেকেন্ড পালসার। এই ফলাফল দ্রুত ঘূর্ণনশীল নিউট্রন নক্ষত্রের ছোট কিন্তু বৈজ্ঞানিকভাবে গুরুত্বপূর্ণ গোষ্ঠীতে একটি উল্লেখযোগ্য নতুন বস্তু যোগ করেছে, যাদের রেডিও এবং গামা-কিরণ উভয় তরঙ্গদৈর্ঘ্যে অধ্যয়ন করা যায়।

এই আবিষ্কারের বর্ণনা ১৭ জুলাই arXiv-এ প্রকাশিত একটি পেপারে দেওয়া হয়েছিল এবং ২৬ জুলাই Phys.org সেটি সংক্ষেপে তুলে ধরে। উৎস পাঠ অনুযায়ী, বস্তুটি প্রথম ২০২৬ সালে Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope, বা FAST দ্বারা আবিষ্কৃত হয়। পরবর্তী কাজ Fermi-র Large Area Telescope থেকে প্রায় ১৭.৭ বছরের পর্যবেক্ষণ ব্যবহার করে, যা ০.১ থেকে ৫০০ GeV শক্তির পরিসর আচ্ছাদন করে, পালসারটি শনাক্তযোগ্য গামা-কিরণ স্পন্দনও নির্গত করে কি না তা পরীক্ষা করেছে।

উত্তরটি হ্যাঁ বলেই মনে হচ্ছে। এটি গুরুত্বপূর্ণ, কারণ PSR J0435+3233 কেবল আরেকটি recycled pulsar নয়। প্রায় ৩.২ মিলিসেকেন্ডের ঘূর্ণনকাল দিয়ে এটি আগেই আলাদা হয়ে উঠেছিল, যা এটিকে দৃঢ়ভাবে মিলিসেকেন্ড পালসার শ্রেণিতে স্থাপন করে। তবে এর period derivative অত্যন্ত বড়, এবং spin-down luminosity-ও অস্বাভাবিকভাবে উচ্চ। এই বৈশিষ্ট্যগুলো এটিকে কিছু ক্ষেত্রে তার জনসংখ্যার সাধারণ সদস্যদের চেয়ে অনেক বেশি চরম করে তুলেছে।

মিলিসেকেন্ড পালসার কেন গুরুত্বপূর্ণ

Pulsars হলো অত্যন্ত চৌম্বকিত নিউট্রন নক্ষত্র, যা ঘোরার সময় বিকিরণের রশ্মি ছাড়ে। সেই রশ্মি যদি পৃথিবীর উপর দিয়ে অতিক্রম করে, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা পর্যায়ক্রমিক ঝলকানি দেখতে পান। মিলিসেকেন্ড পালসার এই পরিবারের বিশেষ দ্রুত সদস্য, যারা ৩০ মিলিসেকেন্ডেরও কম সময়ে একটি ঘূর্ণন সম্পন্ন করে। প্রচলিত ধারণা হলো, এরা দ্বৈত ব্যবস্থায় গড়ে ওঠে: একটি নক্ষত্র নিউট্রন নক্ষত্র হয়, তারপর পরে তার সঙ্গী থেকে পদার্থ পেয়ে অস্বাভাবিক গতিতে ঘুরতে শুরু করে।

এই ইতিহাসের কারণে, মিলিসেকেন্ড পালসারকে সাধারণত পুরোনো বস্তু হিসেবে দেখা হয়, যেগুলোকে দ্রুত ঘূর্ণনে “recycled” করা হয়েছে। PSR J0435+3233-কে আকর্ষণীয় করে তুলেছে এই যে, দ্বৈত মিলিসেকেন্ড পালসার কাঠামোর মধ্যে পড়লেও এটি অস্বাভাবিকভাবে শক্তিশালী বলে মনে হয়। উৎস পাঠে বলা হয়েছে, এর period derivative অন্য পরিচিত মিলিসেকেন্ড পালসারের তুলনায় অন্তত দুই অর্ডার বেশি। এতে ৫৮.৯ undecillion erg প্রতি সেকেন্ড spin-down luminosity-এর কথাও উল্লেখ করা হয়েছে, যা তরুণ শক্তিশালী পালসারের সঙ্গে তুলনীয়।

এই সংমিশ্রণ সঙ্গে সঙ্গেই প্রশ্ন তোলে, এই ব্যবস্থা কীভাবে বিবর্তিত হয়েছে, এটি ঘূর্ণনশক্তিকে উচ্চ-শক্তির বিকিরণে কতটা দক্ষতার সঙ্গে রূপান্তর করে, এবং এটি কি আরও বিস্তৃত কোনো চরম মিলিসেকেন্ড পালসারের শ্রেণির ইঙ্গিত দেয়, যাদের হয়তো কম ধরা হয়েছে বা ভুল বোঝা হয়েছে।

Fermi ডেটা কী যোগ করেছে

Yunnan University-এর Mengqing Zhang-এর নেতৃত্বাধীন গবেষক দল পালসারটিকে কেন্দ্র করে প্রায় ১৮ বছরের Fermi-LAT পর্যবেক্ষণ বিশ্লেষণ করেছে। উৎস পাঠে বলা হয়েছে, বস্তুটির মৌলিক বৈশিষ্ট্য এটিকে শনাক্তযোগ্য গামা-কিরণ নিঃসরণের সম্ভাব্য প্রার্থী করে তুলেছিল, এই কারণেই তারা আগ্রহী হন।

দীর্ঘ পর্যবেক্ষণ-সময় দুর্বল বা অনিশ্চিত গামা-কিরণ উৎসের জন্য বিশেষভাবে উপকারী। Fermi-এর archive জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের সদ্য আবিষ্কৃত রেডিও পালসারকে আবার দেখে প্রশ্ন করতে দেয়, পুরোনো ডেটাতেই কি সংকেত লুকিয়ে ছিল। এই ক্ষেত্রে, দলটি পালসারের সঙ্গে যুক্ত একটি গামা-কিরণ উৎস চিহ্নিত করে এবং সেই নিঃসরণে স্পন্দন পায়, যার ফলে উচ্চ-শক্তির সংকেতটি সরাসরি PSR J0435+3233-এর সঙ্গে যুক্ত হয়, অন্য কোনো অসংশ্লিষ্ট পটভূমি বস্তু নয়।

এই নিশ্চিতকরণ শুধু catalog update নয়। গামা-কিরণ স্পন্দন পালসারের geometry এবং energy budget দেখার দ্বিতীয় জানালা দেয়। রেডিও পর্যবেক্ষণ নিঃসরণের একটি অংশ দেখায়, কিন্তু গামা কিরণ magnetosphere-এর ভিন্ন অঞ্চল এবং ভিন্ন ভৌত প্রক্রিয়া পরীক্ষা করে। দুটোই থাকলে তাত্ত্বিকরা পরীক্ষা করতে পারেন বিকিরণ কোথায় তৈরি হয় এবং তারার চৌম্বক ক্ষেত্র কণিকাগুলোকে কীভাবে ত্বরান্বিত করে।

দেখার মতো একটি outlier

উৎস পাঠ PSR J0435+3233-কে মিলিসেকেন্ড পালসারদের মধ্যে একটি outlier হিসেবে উপস্থাপন করে। এই ইতিমধ্যেই দ্রুত শ্রেণিতে এর spin period-ও দ্রুত, কিন্তু আরও শক্তিশালী সংকেত হলো এর period derivative এবং শক্তি ক্ষয়ের হার। এই মেট্রিকগুলো ইঙ্গিত দেয়, তারাটি অন্যান্য পরিচিত মিলিসেকেন্ড পালসারের তুলনায় আরও আক্রমণাত্মকভাবে ঘূর্ণনশক্তি হারাচ্ছে।

এটি recycled মিলিসেকেন্ড পালসার জনসংখ্যা এবং তরুণ, আরও স্পষ্টভাবে শক্তিশালী পালসারের মধ্যে একটি গুরুত্বপূর্ণ bridge object হয়ে উঠতে পারে, যাদের প্রায়ই শক্তিশালী গামা-কিরণ উৎপাদনের সঙ্গে যুক্ত করা হয়। দ্বৈত সদস্যপদ, স্বল্পকাল, এবং উচ্চ spin-down power-এর এই সমন্বয়, ক্রমবর্ধমান সংবেদনশীল survey থেকে আসা ডেটা বর্তমান জনসংখ্যা-শ্রেণিগুলোকে কি অতিরিক্তভাবে পরিপাটি করে তুলছে কিনা তা পরীক্ষা করতে গবেষকদের সাহায্য করতে পারে।

FAST ২০২৬ সালে এই পালসারটি আবিষ্কার করেছে—এটি আরও দেখায় যে নতুন রেডিও সুবিধা এবং বিশ্লেষণ পাইপলাইন পুরোনো মহাকাশভিত্তিক observatory-গুলিকে নতুন লক্ষ্যে সমৃদ্ধ করছে। আবিষ্কার সব সময় নতুন টেলিস্কোপ থেকেই আসে না। অনেক সময় শক্তিশালী রেডিও শনাক্তকরণ বিজ্ঞানীদের বছরের পর বছর ধরে জমে থাকা archive গামা-কিরণ ডেটার দরজা খুলে দেয়, যা আগে থেকেই ছিল কিন্তু তখনও ব্যাখ্যাতীত ছিল।

এটি কী দেখায়, কী দেখায় না

বর্তমান প্রতিবেদন একটি নির্দিষ্ট সিদ্ধান্তকে সমর্থন করে: PSR J0435+3233 থেকে গামা-কিরণ স্পন্দন শনাক্ত হয়েছে। এটি আরও জোরালো করে যে পালসারটি তার শ্রেণির জন্য অস্বাভাবিকভাবে চরম। কিন্তু এখানে দেওয়া প্রমাণের ভিত্তিতে, এটি ব্যবস্থাটির উৎপত্তি বা পালসার বিবর্তনে এর সঠিক অবস্থান সম্পর্কিত সব প্রশ্নের সমাধান করে না।

উৎস প্রবন্ধটি উল্লেখ করে যে পেপারটি একটি preprint, peer-reviewed journal article নয়। এটি ফলাফলকে বাতিল করে না, তবে এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ ধাপ-চিহ্ন। Preprint প্রায়ই দ্রুত ছড়ায়, কারণ আনুষ্ঠানিক প্রকাশের আগেই ক্ষেত্রের জন্য এগুলো উপকারী, বিশেষ করে যখন বহুল ব্যবহৃত সুবিধা থেকে পর্যবেক্ষণ বর্ণনা করা হয়। তবু, ব্যাখ্যার বিবরণ পর্যালোচনা ও সম্প্রসারণের সঙ্গে বদলাতে পারে।

তবুও, পর্যবেক্ষণভিত্তি এতটাই সরল যে প্রতিবেদনটি এখনই উল্লেখযোগ্য। প্রায় ৩,৯০০ আলোকবর্ষ দূরে অবস্থিত একটি সদ্য আবিষ্কৃত দ্বৈত মিলিসেকেন্ড পালসার ১৭.৭ বছরের Fermi-LAT ডেটা বিশ্লেষণের পর গামা-কিরণ স্পন্দনের সঙ্গে যুক্ত হয়েছে। পালসার জ্যোতির্বিজ্ঞানের জন্য এটি অনুমানমূলক নয়, একটি গুরুত্বপূর্ণ সংযোজন।

বিস্তৃত ক্ষেত্র কেন গুরুত্ব দেবে

Pulsars হলো astrophysics-এর নির্ভুল সরঞ্জাম। এগুলো গবেষকদের চরম ঘনত্বের পদার্থ অধ্যয়ন করতে, আপেক্ষিকতার কিছু দিক পরীক্ষা করতে, এবং চৌম্বকায়িত compact objects কীভাবে ঘূর্ণনশক্তিকে বিকিরণে রূপান্তর করে তা বুঝতে সাহায্য করে। জনসংখ্যার প্রতিটি অস্বাভাবিক সদস্যই সম্ভাব্যভাবে মূল্যবান, কারণ ব্যতিক্রমগুলোই প্রায়ই বর্তমান মডেলের সীমা প্রকাশ করে।

PSR J0435+3233 এমনই একটি উপকারী ব্যতিক্রম বলে মনে হচ্ছে। পরবর্তী কাজ যদি এর অস্বাভাবিক period derivative-এর মাত্রা নিশ্চিত করে এবং অন্য মিলিসেকেন্ড পালসারের সঙ্গে তুলনা করে এর gamma-ray emission কীভাবে আলাদা তা স্পষ্ট করে, তবে বস্তুটি recycled নিউট্রন নক্ষত্রের উচ্চ-শক্তির আচরণ অধ্যয়নের জন্য একটি benchmark case হয়ে উঠতে পারে।

এখনের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ অগ্রগতি সহজ: জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা একটি আশাব্যঞ্জক রেডিও আবিষ্কারকে multiwavelength ফলাফলে রূপান্তর করেছেন। ইতিমধ্যেই চরম বলে মনে হওয়া পালসারের সঙ্গে এখন তার সঙ্গে সামঞ্জস্যপূর্ণ gamma-ray pulsations-ও যোগ হয়েছে, যা গবেষকদের আরও সমৃদ্ধ dataset এবং সেটিকে দেখতে চালিয়ে যাওয়ার শক্তিশালী কারণ দিয়েছে।

এই নিবন্ধটি Phys.org-এর প্রতিবেদনের ভিত্তিতে। মূল নিবন্ধটি পড়ুন.