সিমুলেশন ইঙ্গিত দিচ্ছে, একসময় মিল্কি ওয়ে তার ডিস্ক উল্টে গিয়েছিল

মিল্কি ওয়ে সম্পর্কে বহুদিনের এক রহস্যের সম্ভাব্য উত্তর

মিল্কি ওয়ে তার দূর অতীতে এক নাটকীয় পুনর্নির্দেশের অভিজ্ঞতা লাভ করে থাকতে পারে, যেখানে একটি বড় সংঘর্ষের পর তার ডিস্ক 90 ডিগ্রিরও বেশি উল্টে গিয়েছিল। Durham University-র জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের নতুন কাজের কেন্দ্রীয় দাবি এটি। তারা সুপারকম্পিউটার সিমুলেশন ব্যবহার করে অনুসন্ধান করেছেন, কেন আমাদের গ্যালাক্সির চারপাশের নক্ষত্রীয় হ্যালো এত ধীরে ঘোরে।

এই ধারণাটি বিস্ময়কর, কারণ মিল্কি ওয়েকে প্রায়ই একটি স্থিতিশীল সর্পিল ব্যবস্থা হিসেবে কল্পনা করা হয়, যার বিস্তৃত গঠন মহাজাগতিক সময়জুড়ে স্থির রয়েছে। নতুন গবেষণা যুক্তি দিচ্ছে, গ্যালাক্সিটির ইতিহাস হয়তো অনেক বেশি গতিশীল ছিল। যদি এই ফলাফল টিকে যায়, তবে তা আধুনিক পর্যবেক্ষণে দেখা একটি ধাঁধার মতো বৈশিষ্ট্যকে মিল্কি ওয়ের প্রারম্ভিক গঠনের সময়কার এক সহিংস ঘটনার সঙ্গে যুক্ত করবে, যখন ছোট গ্যালাক্সির সঙ্গে সংযুক্তিগুলি আজকের দেখা ব্যবস্থাটি গড়ে তুলতে সাহায্য করেছিল।

এই গবেষণাটি Birmingham-এ Royal Astronomical Society-এর National Astronomy Meeting-এ উপস্থাপন করা হয়। আমাদের গ্যালাক্সির জন্য কেবল একটি পুনর্গঠিত ইতিহাসের ওপর নির্ভর না করে, দলটি মিল্কি ওয়ে-সদৃশ সিমুলেটেড ব্যবস্থার একটি বৃহত্তর সেট পরীক্ষা করেছে, যাতে এমন ধরণ শনাক্ত করা যায় যা মিল্কি ওয়ের হ্যালোর আচরণ ব্যাখ্যা করতে পারে।

সূত্রটি সর্পিল ডিস্কের বাইরে

মিল্কি ওয়ের বেশিরভাগ নক্ষত্রই পরিচিত সমতল সর্পিল ডিস্কে কেন্দ্রীভূত, যেখানে সূর্যও অবস্থান করে। কিন্তু গ্যালাক্সিটিকে ঘিরে রয়েছে আরও বড় এবং অনেক বেশি বিস্তৃত একটি নক্ষত্রীয় হ্যালো। এই হ্যালো মূলত এমন নক্ষত্রে পূর্ণ, যেগুলি প্রথমে মিল্কি ওয়ের মূল অংশে তৈরি হয়নি। বরং তাদের অনেকেই ছোট গ্যালাক্সিতে জন্মেছিল এবং পরে সংযুক্তির মাধ্যমে ব্যবস্থাটিতে টেনে আনা হয়।

এতে হ্যালো গ্যালাক্টিক সমাবেশের একধরনের জীবাশ্ম রেকর্ডে পরিণত হয়। উজ্জ্বল ডিস্কের বিপরীতে, যা বর্তমান মহাকর্ষীয় বিন্যাস দ্বারা গঠিত চলমান কাঠামো ও গতির আধিপত্যে থাকে, হ্যালো আগের বিঘ্নগুলির প্রমাণ ধরে রাখে। European Space Agency-র Gaia mission থেকে সাম্প্রতিক পর্যবেক্ষণে দেখা গেছে, মিল্কি ওয়ের নক্ষত্রীয় হ্যালো খুবই ধীরে ঘোরে। জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা এটি জানতেন, কিন্তু কারণটি অস্পষ্ট ছিল।

Durham দল সিদ্ধান্ত নেয়, এই ধীর ঘূর্ণন কি না অতীতের কোনো নির্দিষ্ট ঘটনার চিহ্ন হতে পারে। তারা Auriga cosmological simulations-এ 25টি মিল্কি ওয়ে-সদৃশ গ্যালাক্সির ইতিহাস বিশ্লেষণ করে, বিলিয়ন বছর ধরে সেগুলি কীভাবে বিকশিত হয়েছে তা অনুসরণ করেন।

সিমুলেশনে একটি ধরণ ফুটে ওঠে

গবেষকদের মতে, সবচেয়ে ধীরে ঘোরা নক্ষত্রীয় হ্যালোযুক্ত গ্যালাক্সিগুলি দুইটি বৈশিষ্ট্য ভাগ করে নিয়েছিল। প্রথমত, তারা অন্য একটি গ্যালাক্সির সঙ্গে একটি বড় মুখোমুখি সংযুক্তির মধ্য দিয়ে গিয়েছিল। দ্বিতীয়ত, তারা disk flip বলে যাকে গবেষকেরা বলেন, সেটির অভিজ্ঞতা অর্জন করেছিল, অর্থাৎ সময়ের সঙ্গে গ্যালাক্সির ডিস্কের অভিমুখ 90 ডিগ্রির বেশি বদলেছিল।

এই জুটি গুরুত্বপূর্ণ। একটি বড় সংযুক্তি নক্ষত্র পুনর্বণ্টন করতে পারে, কৌণিক ভরবেগ বদলাতে পারে এবং পূর্বের কাঠামোকে বিঘ্নিত করতে পারে। কিন্তু কাজটি ইঙ্গিত দেয়, সবচেয়ে তাৎপর্যপূর্ণ ব্যবস্থাগুলি সেগুলি, যেখানে সংঘর্ষটি শুধু বড় ছিল না, বরং যথেষ্ট পরিবর্তনকারী ছিল যাতে ডিস্কের অভিমুখই বদলে যায়। সেই পরিস্থিতিতে, আগের পারস্পরিক ক্রিয়া ও পতনজনিত ঘটনায় হ্যালোতে ধরা পড়া নক্ষত্রগুলি এমন গতি বহন করবে যা আর চূড়ান্ত ডিস্কের সঙ্গে পুরোপুরি মেলে না। ফল হতে পারে অনেক দুর্বল মোট ঘূর্ণনবিশিষ্ট একটি হ্যালো।

অতএব, গবেষণাটি মিল্কি ওয়ের বর্তমান হ্যালোর একটি সম্ভাব্য ব্যাখ্যা দেয়: গ্যালাক্সিটি তার প্রাথমিক গঠনের সময় একটি প্রত্যক্ষ ও গুরুত্বপূর্ণ সংঘর্ষের মুখোমুখি হয়েছিল, তারপর বিঘ্নের ছাপ বয়ে বেড়ানো একটি হ্যালো রেখে নতুন অভিমুখে স্থির হয়ে গিয়েছিল।

তত্ত্বকে Gaia-Enceladus-এর সঙ্গে যুক্ত করা

মূল উপাদানটি এই ধারণাকে Gaia-Enceladus সংযুক্তির বৃহত্তর প্রেক্ষাপটে স্থাপন করে, যা ইতিমধ্যেই মিল্কি ওয়ের প্রারম্ভিক গঠনপর্বে প্রায় 10 বিলিয়ন বছর আগে সংঘটিত একটি বড় ঘটনা বলে মনে করা হয়। সেই সংযুক্তি মিল্কি ওয়ের বৃদ্ধির কাহিনির সবচেয়ে পরিচিত অধ্যায়গুলির একটি হয়ে উঠেছে, কারণ Gaia ডেটা এমন এক বৃহৎ নক্ষত্র জনসংখ্যা প্রকাশ করেছে, যাদের গতি এক প্রাচীন আত্মীকৃত গ্যালাক্সির দিকে ইঙ্গিত করে।

নতুন ব্যাখ্যাটি শুধু এই কথা পুনরাবৃত্তি করে না যে মিল্কি ওয়ে অন্য একটি গ্যালাক্সির সঙ্গে সংযুক্ত হয়েছিল। বরং, এটি সম্ভাবনা তোলে যে এমন সংযুক্তি হ্যালোতে নক্ষত্র যোগ করা এবং গ্যালাক্সির গঠন ঘন করা ছাড়াও আরও কিছু করতে পারে। এটি পুরো ডিস্কের অভিমুখ বদলে দিতে পারে। এটি অনেক বেশি নাটকীয় দাবি, এবং এমন একটি যা জনসাধারণের কাছে মিল্কি ওয়ের বিবর্তনকে দেখার ধরন বদলে দেবে।

যদি সঠিক হয়, তবে এই কাজ দেখাবে যে একটি গ্যালাক্সি বিলিয়ন বছর ধরে চরম অভ্যন্তরীণ পুনর্বিন্যাসের প্রমাণ সংরক্ষণ করতে পারে, কোনো স্পষ্ট দৃশ্যমান ক্ষতচিহ্নে নয়, বরং উজ্জ্বল কেন্দ্রীয় ডিস্ক থেকে দূরের নক্ষত্রদের সূক্ষ্ম সমষ্টিগত গতিতে।

এটি আমাদের গ্যালাক্সির বাইরেও কেন গুরুত্বপূর্ণ

এই গবেষণা শুধু মিল্কি ওয়ে সম্পর্কে নয়। এটি গ্যালাক্সির ইতিহাস পড়ার একটি বৃহত্তর পদ্ধতির দিকেও ইঙ্গিত করে। যদি ধীরে ঘোরা নক্ষত্রীয় হ্যালো অতীতের মুখোমুখি সংযুক্তি ও disk flip-এর নির্ভরযোগ্য সূচক হয়, তবে জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা অন্য সর্পিল গ্যালাক্সির জন্যও হ্যালো গতিবিধিকে একটি নির্ণয়মূলক হাতিয়ার হিসেবে ব্যবহার করতে পারেন। হ্যালোকে কেবল বিস্তৃত প্রান্তভাগ হিসেবে না দেখে, গ্যালাক্সি কীভাবে গড়ে উঠল এবং পথে কতটা তীব্রভাবে বদলে গেল তা পুনর্গঠনের জন্য এটি সবচেয়ে প্রকাশক উপাদানগুলির একটি হয়ে উঠতে পারে।

এটি বিশেষভাবে মূল্যবান, কারণ প্রাচীন সংযুক্তির সরাসরি প্রমাণ মহাজাগতিক সময়ের পরিসরে ম্লান হয়ে যেতে পারে বা ব্যাখ্যা করা কঠিন হতে পারে। একটি ডিস্ক বর্তমান দিনে সুশৃঙ্খল দেখালেও তার বাইরের নক্ষত্র জনসংখ্যায় এখনও সহিংস ইতিহাস বহন করতে পারে। নতুন কাজ যুক্তি দিচ্ছে, সেই জনসংখ্যাগুলি উথালপাথালের পরিমাপযোগ্য স্বাক্ষর ধরে রাখে।

এখানে একটি ধারণাগত সুবিধাও রয়েছে। গ্যালাক্সি সম্পর্কে জনপ্রিয় বর্ণনায় প্রায়ই সুশোভিত, দীর্ঘস্থায়ী কাঠামোকে জোর দেওয়া হয়: সুন্দর সর্পিল, স্থিতিশীল ঘূর্ণন, পূর্বানুমেয় কক্ষপথের ধরন। কিন্তু বাস্তবে গ্যালাক্সি গঠন হলো সঞ্চয়, বিঘ্ন এবং পুনরাবৃত্ত মহাকর্ষীয় সমঝোতার একটি প্রক্রিয়া। আমরা এর ভেতর থেকে দেখার কারণে মিল্কি ওয়ে শান্ত মনে হতে পারে, কিন্তু এর বর্তমান রূপ হতে পারে এক গভীর মহাজাগতিক পুনর্নির্দেশের ফল।

উসকানিমূলক তাৎপর্যসহ একটি প্রাথমিক ফল

মূল উপাদানে উল্লেখিত ফলাফল এখনো সম্মেলন-উপস্থাপনা পর্যায়ে আছে, তাই এগুলোকে চূড়ান্ত কথা নয়, বরং বিকাশমান বৈজ্ঞানিক ফলাফল হিসেবে পড়া উচিত। তবুও, প্রস্তাবিত ব্যাখ্যাটি উল্লেখযোগ্য, কারণ এটি সরাসরি একটি পর্যবেক্ষিত বর্তমান রহস্যকে উচ্চ-রেজোলিউশন সিমুলেশনে দেখা একটি পরীক্ষাযোগ্য বিবর্তনপথের সঙ্গে যুক্ত করে।

এটি গবেষণাটিকে নিছক অনুমাননির্ভর বর্ণনার চেয়ে বেশি করে তোলে। এটি এমন একটি হাইপোথিসিস, যা বিস্তৃত অর্থে মিল্কি ওয়ের মতো একাধিক সিমুলেটেড গ্যালাক্সির তুলনার ওপর দাঁড়িয়ে আছে। ভবিষ্যৎ কাজ নির্ধারণ করবে এই ধরণ কতটা দৃঢ়ভাবে দাঁড়ায় এবং Gaia ও অন্যান্য সার্ভে থেকে পাওয়া পর্যবেক্ষণগত সীমাবদ্ধতার পুরো পরিসরের সঙ্গে এটি কতটা মানিয়ে যায়।

এখনের জন্য, এই গবেষণা একটি প্রাণবন্ত নতুন সম্ভাবনা দিচ্ছে: মিল্কি ওয়ে শুধু ছোট গ্যালাক্সি গিলে বড় হয়নি। অন্তত একবার, এটিকে এত জোরে আঘাত করা হয়ে থাকতে পারে যে তার ডিস্কের অভিমুখ উল্টে যায়, আর পেছনে থেকে যায় এমন একটি নক্ষত্রীয় হ্যালো, যার ধীর ঘূর্ণন আজও তার পরবর্তী প্রভাবের নথি রাখছে।

এই নিবন্ধটি Phys.org-এর প্রতিবেদনের ওপর ভিত্তি করে। মূল নিবন্ধটি পড়ুন.