মিল্কি ওয়ের turbulence দূরবর্তী quasar-গুলিকে ঝাপসা করছে এবং black hole imaging জটিল করছে

একটি দূরবর্তী blazar দেখিয়ে দিল, সমস্যাটা আমাদের আরও কাছেই

প্রায় 10 বিলিয়ন আলোকবর্ষ দূরের একটি blazar নিয়ে গবেষণা করা জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা দেখেছেন, তার radio signal-এ যে বিকৃতি দেখা যাচ্ছে তার কিছু অংশ উৎসের কাছের পদার্থের কারণে নয়, বরং মিল্কি ওয়ের ভিতরের turbulence-এর কারণে। এই আবিষ্কার গবেষকদের আরও স্পষ্ট ধারণা দেয় যে আমাদের গ্যালাক্সির interstellar medium কীভাবে precision radio observations-এ বাধা সৃষ্টি করে, যার মধ্যে মিল্কি ওয়ের কেন্দ্রীয় black hole-এর আশপাশের পরিবেশের ছবি তোলার চেষ্টাও রয়েছে।

Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian এবং তাদের সহযোগীদের করা এই কাজটি quasar TXS 2005+403-কে কেন্দ্র করে, এবং এটি The Astrophysical Journal Letters-এ প্রকাশিত হয়েছে।

scattering-এর দুই ধরন, একটিকে আলাদা করা কঠিন

দূরবর্তী active galactic nuclei থেকে আসা radio signals পৃথিবীতে পৌঁছানোর আগে একাধিক উপায়ে পরিবর্তিত হতে পারে। জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা ইতিমধ্যেই জানেন যে উৎসের কাছের plasma diffractive scattering তৈরি করতে পারে, যা signal-কে চওড়া ও ঝাপসা করে। এই প্রভাব very long baseline interferometry, বা VLBI, দিয়ে অধ্যয়ন করা হয়েছে, যা হাজার হাজার কিলোমিটার দূরের radio telescope-গুলোর পর্যবেক্ষণ একত্র করে।

আরও কঠিন চ্যালেঞ্জ হলো refractive scattering, যা মধ্যবর্তী turbulent material-এর কারণে হওয়া একটি সূক্ষ্ম distortion। এই ক্ষেত্রে, গবেষকদের মতে মিল্কি ওয়ের interstellar medium fine-scale substructure যোগ করে, যা দূরবর্তী blazar থেকে আসা signal-কে আরও ঝাপসা করে।

TXS 2005+403 কেন গুরুত্বপূর্ণ

গবেষণায় ব্যবহৃত quasar অস্বাভাবিকভাবে কার্যকর ছিল, কারণ এটি উজ্জ্বল, প্রচণ্ডভাবে scattered, এবং উৎসের কাছের plasma দিয়েই আগেই broaden করা ছিল। এতে আমাদের নিজস্ব গ্যালাক্সির ভেতরের turbulence-এর বাড়তি imprint আলাদা করে দেখার জন্য এটি একটি ভালো probe হয়ে ওঠে। কার্যত, বস্তুটি একটি background beacon হয়ে যায়, যা জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের দেখায় মিল্কি ওয়ে তার ভেতর দিয়ে আসা আলোর সঙ্গে কী করছে।

এটি গুরুত্বপূর্ণ, কারণ compact, bright radio source-এর পর্যবেক্ষণ নির্ভর করে ছবির কোন অংশটি উৎসের আর কোন অংশটি উৎস ও পর্যবেক্ষকের মাঝের medium দ্বারা smear হয়ে গেছে, তা বোঝার ওপর।

মিল্কি ওয়ের হস্তক্ষেপ আরও ভালোভাবে বোঝা

গবেষকদের মতে, এই আবিষ্কার ঠিক কীভাবে interstellar medium-এর turbulence ছবি প্রভাবিত করে তা চিহ্নিত করে। এটি বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ angular resolution-এর সীমার কাছাকাছি কাজের জন্য, যেখানে সামান্য distortion-ও জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা কী দেখছেন তা materially বদলে দিতে পারে।

Radio VLBI ইতিমধ্যেই astronomy-তে সর্বোচ্চ angular resolution দেয়, কিন্তু সেই শক্তির সঙ্গে propagation effects-এর প্রতি সংবেদনশীলতাও আসে। যদি গ্যালাক্সির নিজস্ব gas এবং turbulence অতিরিক্ত blur তৈরি করে, তাহলে black hole, jets, বা compact galactic nuclei-এর মতো চরম বস্তু নিয়ে সিদ্ধান্ত নেওয়ার আগে সেই blur ভালোভাবে model করতে হবে।

black hole imaging-এর প্রভাব

source material-এ চিহ্নিত একটি বাস্তব প্রভাব হলো, ভবিষ্যতে মিল্কি ওয়ের supermassive black hole-এর ছবি তোলা। সেই দৃশ্যগুলো আরও শার্প করতে হলে কেবল ভালো instruments-ই নয়, আমাদের গ্যালাক্সি যে foreground distortion চাপিয়ে দেয় সেটির আরও ভালো বোঝাপড়াও দরকার।

সেই অর্থে, এই গবেষণা একক কোনো exotic quasar নিয়ে কম, বরং calibration নিয়ে বেশি। local turbulence incoming radio waves-কে কীভাবে reshape করে তা শিখে, দূরবর্তী ও compact phenomena-র পরিষ্কার ছবি পুনরুদ্ধারের জন্য প্রয়োজনীয় correction tools জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা আরও নিখুঁত করতে পারবেন।

জ্যোতির্বিজ্ঞান যে medium-এর কথাও বলে, তা মনে করিয়ে দেয়

জ্যোতির্বিজ্ঞানকে কেবল দূর লক্ষ্যবস্তু নিয়ে কাজ করা একটি শাস্ত্র ভাবা সহজ, কিন্তু এই ফলাফল দেখায় যে নির্ধারক ভেরিয়েবল অনেক সময় মাঝখানের জায়গাতেই থাকে। আলো ও radio waves অক্ষত অবস্থায় আসে না। তারা যে medium-এর মধ্য দিয়ে যায় তার প্রতিটি ছাপ বহন করে, যার মধ্যে মিল্কি ওয়ে জুড়ে ছড়িয়ে থাকা diffuse এবং turbulent material-ও রয়েছে।

এতে interstellar medium আর শুধু পটভূমির দৃশ্য থাকে না। এটি measurement problem-এর সক্রিয় অংশ, এবং কিছু ক্ষেত্রে নিজেই মূল্যবান তথ্যের উৎস।

এরপর কী

Radio astronomy আরও finer resolution এবং আরও ambitious black hole imaging-এর দিকে এগোতে থাকায়, গবেষকদের বিভিন্ন sight line-এ scattering map করতে এমন probe-এর প্রয়োজন হবে। intrinsic structure-কে galactic distortion থেকে যত বেশি নির্ভুলভাবে আলাদা করা যাবে, তারা যা দেখছেন তা তত বেশি আত্মবিশ্বাস নিয়ে ব্যাখ্যা করতে পারবেন।

TXS 2005+403-এর ফলাফল দেখিয়ে এই প্রচেষ্টাকে এগিয়ে দেয় যে মিল্কি ওয়ের turbulence quasar আলোতে measurable, direct imprint ফেলে। জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের জন্য এটি একই সঙ্গে complication এবং opportunity।

এই প্রবন্ধটি Universe Today-এর প্রতিবেদনের উপর ভিত্তি করে লেখা। মূল প্রবন্ধটি পড়ুন.