দীর্ঘদিন ধরে স্বীকৃত সীমার নিচে ঘুরছে এমন একটি ডোয়ার্ফ নোভা শনাক্ত করলেন জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা

একটি দ্বৈত নক্ষত্র ব্যবস্থা যা কাগজে-কলমে থাকা উচিত নয়

নক্ষত্র কীভাবে মারা যায় তা নিয়ে গবেষণা করা জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা এমন একটি ঘনিষ্ঠ দ্বৈত ব্যবস্থা খুঁজে পেয়েছেন যা ক্ষেত্রটির দীর্ঘদিনের এক নিয়ম ভেঙে দিচ্ছে বলে মনে হচ্ছে। KSP-OT-202104a নামে পরিচিত এই বস্তুটি একটি ডোয়ার্ফ নোভা, যার দুই নক্ষত্র মাত্র ৭২ মিনিটে একবার প্রদক্ষিণ সম্পন্ন করে। এই মানটি এই শ্রেণির ব্যবস্থার জন্য বহুল উদ্ধৃত প্রায় ৭৬ মিনিটের period minimum-এর নিচে, ফলে এখন পর্যন্ত জানা এমন অল্প কয়েকটি ব্যতিক্রমের একটি এটি।

এই আবিষ্কার গুরুত্বপূর্ণ, কারণ ডোয়ার্ফ নোভা কোনো অজানা কৌতূহল নয়। ঘনিষ্ঠ দ্বৈত নক্ষত্র কীভাবে পদার্থ বিনিময় করে, উজ্জ্বল বিস্ফোরণ ঘটায়, এবং তাদের চূড়ান্ত অবস্থার দিকে বিবর্তিত হয়, তা দেখার জন্য এগুলো সবচেয়ে স্পষ্ট পরীক্ষাগারগুলোর একটি। কোনো ব্যবস্থা প্রত্যাশিত সীমার বাইরে গেলে, তা দেখিয়ে দিতে পারে বিদ্যমান মডেল কোথায় অসম্পূর্ণ। এই ক্ষেত্রে, নতুন বস্তুটি ইঙ্গিত দিচ্ছে যে অন্তত কিছু মিথস্ক্রিয়াশীল দ্বৈত নক্ষত্র এমন বিবর্তনীয় পথ নিতে পারে যা জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা এখনও পুরোপুরি মানচিত্রায়িত করেননি।

প্রতিবেদিত এই ব্যবস্থা শনাক্ত করেছে Korea Astronomy and Space Science Institute-এর একটি দল, যার নেতৃত্বে ছিলেন Sang Chul Kim। উৎস উপাদান অনুযায়ী, এটি এখন period minimum-এর নিচে পাওয়া দশম পরিচিত ব্যবস্থা। সেই দশটির মধ্যে দুটি একই কোরিয়ান দল আবিষ্কার করেছে, যার একটি ২০২২ সালে শনাক্ত হওয়া আগের একটি ঘটনা। এটি ফলাফলটিকে নিছক বিচ্ছিন্ন ব্যতিক্রমের চেয়ে অনেক বেশি করে তোলে। এটি এমন এক ধরণকে ইঙ্গিত করে, যা উন্নত পর্যবেক্ষণ কৌশল এখন প্রকাশ করতে শুরু করেছে।

৭৬ মিনিটের সীমা কেন গুরুত্বপূর্ণ

একটি ডোয়ার্ফ নোভায়, একটি নক্ষত্র হয় white dwarf, অর্থাৎ সূর্যের মতো একটি নক্ষত্র তার জ্বালানি শেষ করার পর যে ঘন অবশিষ্টাংশ রেখে যায়। সেই white dwarf তার এখনো জীবিত সঙ্গী নক্ষত্র থেকে গ্যাস টেনে নেয়। সেই গ্যাস ভেতরের দিকে সর্পিলভাবে এগোতে এগোতে একটি accretion disk তৈরি করে, এবং এই ব্যবস্থা পৃথিবী থেকে দৃশ্যমান নাটকীয় উজ্জ্বলতা-বৃদ্ধি ঘটায়।

দশকের পর দশক ধরে, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা এমন ব্যবস্থার কক্ষপথের সময়কাল কতটা ছোট হতে পারে তার একটি ব্যবহারিক নিম্নসীমা হিসেবে প্রায় ৭৬ মিনিটকে ধরে নিয়েছেন। এর যুক্তি নক্ষত্রীয় বিবর্তন ও কক্ষপথগত গতিশাস্ত্রের সঙ্গে যুক্ত। সহচর নক্ষত্রটি যখন ভর হারায় এবং দুটি বস্তু আরও কাছাকাছি ঘুরতে থাকে, তখন মডেলগুলো ভবিষ্যদ্বাণী করে যে ব্যবস্থা একটি সর্বনিম্ন সময়ে পৌঁছায়, তারপর প্রবণতা উল্টে যায়। সেই বিন্দুর নিচে, প্রচলিত ধারণাগুলো ভেঙে পড়তে শুরু করে।

এই কারণেই KSP-OT-202104a আলাদা হয়ে ওঠে। ৭২ মিনিটে এটি শুধু সামান্য অস্বাভাবিক নয়। এটি এমন একটি প্যারামিটার স্থানে অবস্থান করছে, যেখানে প্রচলিত পাঠ্যপুস্তকভিত্তিক প্রত্যাশাকে পর্যবেক্ষণের সঙ্গে মেলানো কঠিন। প্রশ্ন শুধু এই নয় যে এই নির্দিষ্ট জুটি কীভাবে এত ঘনিষ্ঠ হলো, বরং কোন লুকানো ভেরিয়েবল বা বিকল্প ইতিহাস তাকে তা হতে দিয়েছে।

একাধিক ব্যাখ্যা সম্ভব, আর সবই বৈজ্ঞানিকভাবে মূল্যবান

উৎস পাঠে এই ব্যবস্থার সহচর নক্ষত্রের জন্য একাধিক সম্ভাবনা তুলে ধরা হয়েছে। এটি দেখতে যতটা লাগে তার চেয়ে অনেক পুরনো হতে পারে এবং নিজস্ব শেষ পর্যায়ের বিবর্তনের কাছাকাছি থাকতে পারে। এটি অস্বাভাবিকভাবে হিলিয়ামসমৃদ্ধ হতে পারে। এটি ভারী মৌলে দরিদ্র হতে পারে। অথবা প্রচলিত ধারণার চেয়ে ঘন, আরও স্থিতিশীল একটি কোর থাকতে পারে।

প্রতিটি ব্যাখ্যাই বর্তমান বোঝাপড়ার ভিন্ন এক ফাঁককে ইঙ্গিত করে। উদাহরণ হিসেবে, একটি helium-rich donor আরও প্রচলিত নিম্ন ভরের সহচরের তুলনায় ভিন্ন রাসায়নিক ও কাঠামোগত ইতিহাস বোঝাবে। ধাতু-দরিদ্র একটি নক্ষত্র এমনভাবে বিবর্তিত হতে পারে যে ভর হারানোর সঙ্গে তার ব্যাসার্ধ কীভাবে বদলায়, তা বদলে যায়। আরও ঘন একটি কোর নক্ষত্রটিকে সঙ্কুচিত রাখতে পারে, যদিও সে white dwarf-এ পদার্থ সরবরাহ করে যেতে থাকে, ফলে সাধারণভাবে প্রত্যাশিতের চেয়ে ছোট কক্ষপথের সময়কাল সম্ভব হয়।

এই সম্ভাবনাগুলো গুরুত্বপূর্ণ, কারণ এগুলো নিছক হিসাবনিকাশের খুঁটিনাটি নয়। ঘনিষ্ঠ দ্বৈত ব্যবস্থায়, উপাদানগত গঠন ও অভ্যন্তরীণ কাঠামো নির্ধারকভাবে ঠিক করতে পারে কীভাবে পদার্থ প্রবাহিত হয়, কীভাবে কৌণিক ভরবেগ হারায়, এবং সময়ের সঙ্গে সঙ্গে কক্ষপথ কীভাবে সাড়া দেয়। তাই period minimum-এর নিচের একটি ব্যবস্থা সেইসব মডেলের জন্য এক ধরনের stress test হিসেবে কাজ করে, যেগুলোর ওপর জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা তত্ত্বকে পর্যবেক্ষণের সঙ্গে যুক্ত করতে নির্ভর করেন।

এটিকে ধরতে বৈশ্বিক পর্যবেক্ষণক্ষমতা কেন দরকার হয়েছিল

এ ধরনের বস্তু খুঁজে পাওয়া কঠিন, কারণ এগুলো ম্লান, দ্রুতগতির, এবং সবসময় সক্রিয় নয়। একটি ধরতে প্রয়োজন অধ্যবসায় ও সঠিক সময়। কোরিয়ান দলটি KMTNet-এর ওপর নির্ভর করেছে, যা চিলি, দক্ষিণ আফ্রিকা, ও অস্ট্রেলিয়ায় অবস্থিত তিনটি অভিন্ন টেলিস্কোপের একটি নেটওয়ার্ক। দীর্ঘ দ্রাঘিমাংশ জুড়ে ছড়িয়ে থাকায়, পৃথিবী ঘুরতে ঘুরতে এই কেন্দ্রগুলো কার্যত রাতের আকাশকে এক জায়গা থেকে আরেক জায়গায় হস্তান্তর করতে পারে, ফলে ন্যূনতম বিরতিতে একই লক্ষ্যকে টানা পর্যবেক্ষণ করা সম্ভব হয়।

এই অবিচ্ছিন্ন কভারেজ বিশেষ করে স্বল্প-পর্যায়ের ব্যবস্থার জন্য মূল্যবান। যখন একটি পূর্ণ কক্ষপথের ঘড়ি এক ঘণ্টার কিছু বেশি সময়ে মাপা হয়, তখন চক্রের একটি অংশ মিস হলে ব্যাখ্যা ঝাপসা হয়ে যেতে পারে। বৈশ্বিকভাবে বিস্তৃত নেটওয়ার্ক সেই অন্ধস্থানগুলো কমায় এবং সাময়িক উজ্জ্বলতা-বৃদ্ধির ঘটনা ধরার সম্ভাবনা বাড়ায়।

প্রাথমিক শনাক্তকরণের পর, Gemini Observatory থেকে অনুসরণী পর্যবেক্ষণ আসে, যার 8-মিটার আয়না ব্যবস্থাটিকে আরও নির্ভুলভাবে চিহ্নিত করার জন্য প্রয়োজনীয় বিস্তারিত পরিমাপ দেয়। উৎস উপাদানে বলা হয়েছে, কোরিয়ান দলটি KMTNet এবং Gemini-সংক্রান্ত কাজ উভয়ই পরিচালনায় সহায়তা করে, ফলে এ ধরনের আবিষ্কারের জন্য যে বিস্তৃত পর্যবেক্ষণ ও গভীর অনুসরণ দরকার, তার সমন্বয় তাদের হাতে থাকে।

ফলাফলটি মনে করিয়ে দেয় যে আধুনিক জ্যোতির্বিজ্ঞান ক্রমশ একক যন্ত্রের চেয়ে সমন্বিত অবকাঠামোর ওপর বেশি নির্ভর করছে। বিরল ব্যবস্থা প্রায়ই তখনই সামনে আসে, যখন জরিপ, সময়মাপ, এবং উচ্চ-সংবেদনশীল নিশ্চিতকরণ একসঙ্গে কাজ করে। KSP-OT-202104a সেই পদ্ধতিরই সফল এক উদাহরণ।

ছোট একটি নমুনা, কিন্তু প্রভাব বিশাল

period minimum-এর নিচে জানা দশটি ব্যবস্থা এখনও খুবই ছোট একটি নমুনা, তবে আর তুচ্ছ নয়। গণনা যখন একক ব্যতিক্রমী বস্তুকে ছাড়িয়ে যায়, তখন জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের প্রশ্ন করতে হয়, এই ব্যতিক্রমগুলো কি এমন এক বৃহত্তর জনগোষ্ঠীকে প্রকাশ করছে, যা পুরনো জরিপগুলো মিস করেছিল। যদি তা-ই হয়, তাহলে সমস্যা এই নয় যে একটি নক্ষত্রজুটি নিয়ম ভেঙেছে। সমস্যা হলো, নিয়মগুলো অসম্পূর্ণ প্রমাণের ভিত্তিতে লেখা হয়েছিল।

এই সম্ভাবনার বড় প্রভাব রয়েছে ঘনিষ্ঠ দ্বৈত ব্যবস্থায় নক্ষত্রীয় বিবর্তনের শেষ পর্যায়গুলো গবেষকেরা কীভাবে ব্যাখ্যা করেন, তার ওপর। ডোয়ার্ফ নোভা ভর স্থানান্তর, accretion physics, এবং কমপ্যাক্ট ব্যবস্থার জীবনচক্র সম্পর্কিত প্রশ্নের সঙ্গে যুক্ত। অস্বাভাবিক উদাহরণগুলো ভালোভাবে বোঝা বৃহত্তর কাঠামোর নির্ভরযোগ্যতা বাড়াতে পারে।

KSP-OT-202104a নিজে একা নক্ষত্রীয় বিবর্তন তত্ত্ব উল্টে দেয় না। কিন্তু এটি প্রত্যাশা ও পর্যবেক্ষণের মধ্যে বাস্তব এক উত্তেজনাকে তীক্ষ্ণ করে তোলে, এবং এমন এক ব্যবস্থার মাধ্যমে তা করে যা এতটাই নির্ভুলভাবে মাপা যে তা মনোযোগ দাবি করে। এই আবিষ্কার এক বিরল শ্রেণির বস্তুকে বিস্তৃত করে এবং শক্তিশালী করে সেই যুক্তি, যে কিছু নক্ষত্র এমন পথ ধরে মারা যায়, যা প্রচলিত চিত্রটি এখনও খুব ভালোভাবে ধরতে পারেনি।

জ্যোতির্বিজ্ঞানের জন্য, এটাই ঠিক সেই ধরনের ব্যতিক্রম যা ধরে রাখা উচিত। সবচেয়ে মূল্যবান outliers তারা নয়, যারা আরও ভালো তথ্যের নিচে মিলিয়ে যায়। তারা সেইসব বস্তু, যারা যাচাইয়ে টিকে থাকে এবং তত্ত্বকে আরও পূর্ণতর হতে বাধ্য করে। এই নতুন শনাক্ত ডোয়ার্ফ নোভা সেই শ্রেণিতেই পড়ছে বলে মনে হচ্ছে।

এই নিবন্ধটি Universe Today-এর প্রতিবেদনের ভিত্তিতে লেখা। মূল নিবন্ধটি পড়ুন.