মিল্কি ওয়ের সক্রিয় নক্ষত্র-নার্সারিগুলির একটিকে অধ্যয়নকারী জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা দেখিয়েছেন, একটি মহাজাগতিক সরবরাহ-নেটওয়ার্কের মধ্য দিয়ে গ্যাস কীভাবে চলাচল করে, যা তারাগুলি তাদের গঠনের জন্য প্রয়োজনীয় কাঁচামাল কীভাবে জোগাড় করে তার আরও পরিষ্কার চিত্র দেয়।
এই কাজটি মনোসেরোস R2-কে কেন্দ্র করে, যা প্রায় 2,700 আলোকবর্ষ দূরে অবস্থিত একটি নক্ষত্রগঠনের অঞ্চল, এবং এটি একটি হাব-ফিলামেন্ট ব্যবস্থার মধ্য দিয়ে গ্যাস কীভাবে চলাচল করে তা পরীক্ষা করে। এ ধরনের কাঠামোতে, দীর্ঘ ঘন ফিলামেন্টগুলি সঙ্কুচিত হাবের সঙ্গে মিলিত হয়, যেখানে নক্ষত্রগঠন বিশেষভাবে তীব্র। নতুন পর্যবেক্ষণ দেখায় যে ওই ফিলামেন্টের ভেতরের ঘন গ্যাসই পুরো গল্প নয়। ফিলামেন্টগুলির মাঝের ফাঁকা জায়গায় থাকা নিম্ন ঘনত্বের গ্যাসও ব্যবস্থাটিকে খাওয়াচ্ছে, পাশ দিয়ে ঘন চ্যানেলগুলিতে ঢুকে সেগুলি পুনরায় পূরণ করছে।
ফলটি অ্যাস্ট্রোফিজিক্সের একটি মৌলিক সমস্যায় আরও বিশদ যোগ করে। তারা গ্যাস থেকে গড়ে ওঠে, কিন্তু গ্যাস ঠিক কীভাবে সংগ্রহ করা হয়, ঘনীভূত করা হয়, এবং নক্ষত্রগঠনের অঞ্চলে পৌঁছে দেওয়া হয়, তা বোঝা এখনও কঠিন। বিষয়টি গুরুত্বপূর্ণ কারণ নক্ষত্রগঠন শুধু তারা তৈরি করে না। এটি গ্যালাক্সি গঠন করে, রাসায়নিক সমৃদ্ধি নিয়ন্ত্রণ করে, এবং মহাজাগতিক সময়ে পদার্থ কীভাবে পুনর্ব্যবহৃত হয় তা নির্ধারণ করে।
হাব-ফিলামেন্ট ব্যবস্থা কেন গুরুত্বপূর্ণ
অনেক নক্ষত্র-নার্সারিতে গ্যাস কোনো মেঘের মধ্যে সমানভাবে ছড়ানো থাকে না। এটি দীর্ঘ, সরু ফিলামেন্টে সংগঠিত হয়, যাদের aspect ratio অনেক বেশি। এই ফিলামেন্টগুলির কয়েকটি যেখানে একত্রিত হয়, সেখানে হাব তৈরি হয়। এই হাবগুলিতে বৃহত্তর গ্যাস কলাম ঘনত্ব থাকে এবং মনে করা হয় যে এগুলি উচ্চ ভরের তারকা ও তারকাগুচ্ছের জন্মে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রাখে।
জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা দীর্ঘদিন ধরেই জানেন যে ঘন গ্যাস ফিলামেন্ট বরাবর ওই হাবগুলোর দিকে প্রবাহিত হয়। সেই ছবি ইতিমধ্যে হাব-ফিলামেন্ট ব্যবস্থাকে নক্ষত্রগঠনের তত্ত্বের কেন্দ্রে নিয়ে এসেছিল। কিন্তু মূল চলাচলের পথের বাইরে কী ঘটে, তা বোঝার ক্ষেত্রে একটি ফাঁক ছিল। যদি ফিলামেন্টগুলো হাবকে সরবরাহ করতে থাকে, তবে ফিলামেন্টগুলোকেই আবার কে সরবরাহ করে?
মনোসেরোস R2-এর পর্যবেক্ষণ সেই প্রশ্নের উত্তর দিতে সাহায্য করে। প্রতিবেদনে বলা হয়েছে, ঘন গ্যাস ফিলামেন্টের ভিতর দিয়ে দ্রুত হাবের দিকে চলে যায়, আর আন্তঃফিলামেন্ট অঞ্চলের কম ঘন গ্যাস ধীরে এবং পাশ দিয়ে ফিলামেন্টে প্রবেশ করে। এর ফলে দুটি ধাপের একটি সরবরাহ-শৃঙ্খল তৈরি হয়: আশপাশের গ্যাস ফিলামেন্টগুলোকে পুনরায় পূরণ করে, আর ফিলামেন্টগুলো পরে ভরকে হাবের দিকে চালিত করে।
তারা কীভাবে জ্বালানি জোগাড় করে, তার আরও সম্পূর্ণ চিত্র
এই স্তরভিত্তিক প্রবাহ গুরুত্বপূর্ণ, কারণ এটি ইঙ্গিত দেয় যে নক্ষত্রগঠনকারী কাঠামোগুলো নির্দিষ্ট একটি ভাণ্ডার থেকে সম্পদ টেনে নেওয়া বিচ্ছিন্ন পাইপলাইন নয়। এগুলো বৃহত্তর পরিবেশে বসানো, যা ক্রমাগত সেগুলিকে নতুন করে পূরণ করে। অন্য অঞ্চলেও যদি এটি নিশ্চিত হয়, তবে এই ফলাফল সমর্থন করবে যে নক্ষত্রগঠন একক ঘন কাঠামোর ভেতরে সরল ভাঙনের চেয়ে বহু স্কেলে সমন্বিত গ্যাস গতির ওপর নির্ভর করে।
গবেষণাটি The Astrophysical Journal Letters-এ From Interfilamentary Gas to Filaments and Hubs: Gas Flows in the Monoceros R2 Hub–Filament System শিরোনামে প্রকাশিত হয়েছে। প্রধান লেখক জিহিয়ে হোয়াং কিউশু বিশ্ববিদ্যালয়ের Institute for Advanced Study-র সহকারী অধ্যাপক।
দলটি এই গতিবিধি ট্র্যাক করেছে কার্বন মনোক্সাইডের পর্যবেক্ষণ ব্যবহার করে, যা নক্ষত্রগঠন অঞ্চলের আণবিক গ্যাসের একটি মানক proxy। আণবিক হাইড্রোজেন এ ধরনের মেঘের প্রধান উপাদান, কিন্তু সেটিকে সরাসরি পর্যবেক্ষণ করা প্রায়ই বেশি কঠিন। তাই কার্বন মনোক্সাইড নিঃসরণ জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের জন্য সেই ঠান্ডা গ্যাসের আচরণ মানচিত্রায়নের একটি ব্যবহারিক উপায় দেয়, যেখান থেকে তারার জন্ম হয়।
মনোসেরোস R2 একটি উপযোগী লক্ষ্য, কারণ মহাজাগতিক হিসাবে এটি তুলনামূলকভাবে কাছাকাছি এবং এটি ইতিমধ্যেই সক্রিয় নক্ষত্রগঠনের মধ্য দিয়ে যাচ্ছে বলে জানা। ইনফ্রারেড ইমেজিং একটি আলোকিত আণবিক মেঘ দেখিয়েছে, যা তারকাজন্মকে জ্বালানি দেওয়া গ্যাসে সমৃদ্ধ। ফলে নতুন তারা জ্বলে ওঠার আগে গ্যাস কীভাবে সংগঠিত ও পরিবাহিত হয়, তা পরীক্ষা করার জন্য এটি একটি স্বাভাবিক পরীক্ষাগার।
ঘন গ্যাস দ্রুত চলে, বিচ্ছুরিত গ্যাস ব্যবস্থাকে সহায়তা করে
ফলাফলের আকর্ষণীয় অংশটি শুধু এই নয় যে গ্যাস প্রবাহ আছে। জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা তা প্রত্যাশা করেছিলেন। আসল বিষয়টি হলো, ভিন্ন ঘনত্বের গ্যাসের ভিন্ন ভিন্ন ভূমিকা। ঘন ফিলামেন্ট গ্যাস হাবের দিকে প্রধান পরিবাহক বলে মনে হয় এবং এটি দ্রুত চলে। আরও বিচ্ছুরিত আন্তঃফিলামেন্ট গ্যাস ধীর এবং একইভাবে সরাসরি হাবের দিকে যায় না। বরং এটি পাশ দিয়ে ফিলামেন্টে ঢুকে পড়ে, কার্যত সেই কাঠামোগুলোকে পুনরায় জ্বালানি জোগায় যেগুলি শেষ ধাপের সরবরাহ করে।
এই পার্থক্য ব্যাখ্যা করতে সাহায্য করে যে নক্ষত্রগঠনকারী হাবগুলো সময়ের সঙ্গে কীভাবে উপাদান টেনে নিতে থাকে। পুনরায় পূরণ না হলে, একটি ফিলামেন্ট শেষ পর্যন্ত তার তাত্ক্ষণিক পথে থাকা গ্যাস শেষ করে ফেলবে। আশপাশের নিম্ন ঘনত্বের গ্যাস থেকে পুনরায় পূরণ পেলে, ব্যবস্থা একটি সক্রিয়ভাবে রক্ষিত নেটওয়ার্কের মতো আচরণ করে।
এই সন্ধান জ্যোতির্বিজ্ঞানের একটি বৃহত্তর শিক্ষাও জোরদার করে: যেসব কাঠামো দৃশ্যত প্রধান বলে মনে হয়, সেগুলো প্রায়ই তাদের পরিবেশের কম দৃশ্যমান উপাদান দ্বারা টিকে থাকে। এ ক্ষেত্রে, উজ্জ্বল ধারণাগত ফোকাস ছিল ঘন ফিলামেন্ট, কিন্তু আশপাশের গ্যাস তাদের throughput বজায় রাখতে অপরিহার্য হতে পারে।
তারকা ও গুচ্ছ গঠনের উপর প্রভাব
হাব-ফিলামেন্ট ব্যবস্থাকে বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ মনে করা হয় বৃহৎ ভরের তারকা ও তারকাগুচ্ছের গঠন ও বিবর্তনে। এই বস্তুগুলির তুলনামূলকভাবে সঙ্কুচিত অঞ্চলে বিপুল পরিমাণ পদার্থ জমা হওয়া দরকার। পুনরায় পূরণ হওয়া ফিলামেন্ট নেটওয়ার্ক যথেষ্ট দ্রুত পর্যাপ্ত গ্যাস ঘনীভূত করার একটি সম্ভাব্য পথ দেয়।
যদি হাবগুলো ক্রমাগত বহু ফিলামেন্টের দ্বারা সরবরাহ পায়, এবং সেই ফিলামেন্টগুলো আবার আন্তঃফিলামেন্ট গ্যাস থেকে পুনরায় সরবরাহ পায়, তবে নক্ষত্রগঠন এককালীন ভাঙনের বদলে স্তরবদ্ধ inflow-এর মাধ্যমে বজায় থাকতে পারে। এই কাঠামো ব্যাখ্যা করতে সাহায্য করতে পারে কেন কিছু নক্ষত্র-নার্সারি উত্পাদনশীল থাকে এবং কেন কিছু হাব গুচ্ছবদ্ধ তারকাজন্মের জন্য পছন্দের স্থান হয়ে ওঠে।
এটি তাত্ত্বিকদের সিমুলেশন আরও পরিশীলিত করতেও সাহায্য করতে পারে। আণবিক মেঘের মডেলগুলিকে প্রায়ই turbulence, gravity, magnetic fields, এবং তরুণ তারাদের feedback উপস্থাপন করতে হয়। বাস্তব গ্যাস-প্রবাহ জ্যামিতির আরও ভালো পর্যবেক্ষণমূলক সীমাবদ্ধতা কোন ভৌত প্রক্রিয়াগুলিতে জোর দেওয়া হবে এবং পদার্থ পরিবহন কীভাবে parameterize করা হবে, তা উন্নত করতে পারে।
- ঘন গ্যাস ফিলামেন্ট ধরে দ্রুত একটি হাবের দিকে প্রবাহিত হতে দেখা যায়।
- নিম্ন ঘনত্বের গ্যাস আন্তঃফিলামেন্ট অঞ্চলের মধ্য দিয়ে আরও ধীরে চলে।
- সেই বিচ্ছুরিত গ্যাস পাশ দিয়ে ফিলামেন্টে ঢুকে সেগুলো পুনরায় পূরণ করছে বলে মনে হয়।
- ফলাফল নক্ষত্রগঠন অঞ্চলগুলো কীভাবে পদার্থ সংগঠিত করে তার বহু-স্কেল দৃষ্টিভঙ্গিকে সমর্থন করে।
একটি মেঘের বাইরে কেন এটি গুরুত্বপূর্ণ
মনোসেরোস R2 কেবল একটি অঞ্চল, কিন্তু গবেষণার তাৎপর্য রয়েছে এই সম্ভাবনায় যে এটি একটি সাধারণ প্রক্রিয়া ধরেছে। প্রবন্ধটি উল্লেখ করে যে হাব-ফিলামেন্ট ব্যবস্থা নক্ষত্রগঠন পরিবেশে ব্যাপক। যদি একই পুনরায় পূরণ-প্যাটার্ন অন্যত্রও পাওয়া যায়, তবে জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের কাছে তারকাজন্মের সবচেয়ে ঘন স্থানে গ্যাস কীভাবে পাঠানো হয় তার আরও শক্তিশালী সাধারণ মডেল থাকবে।
এটি অ্যাস্ট্রোফিজিক্সের কোনো বিশেষায়িত কোণার বাইরেও গুরুত্বপূর্ণ। নক্ষত্রগঠন নির্ধারণ করে গ্যালাক্সিগুলি কীভাবে গ্যাসকে উজ্জ্বল কাঠামোতে রূপান্তরিত করে। এটি ভারী উপাদানের সৃষ্টি, গ্রহীয় ব্যবস্থার বিবর্তন, এবং মহাবিশ্বের বৃহৎ-স্কেলের ecology-কে প্রভাবিত করে। এর পেছনের গ্যাস গতিবিদ্যা বোঝার ক্ষেত্রে সামান্য উন্নতিও জ্যোতির্বিজ্ঞানের বহু শাখায় প্রভাব ফেলতে পারে।
মনোসেরোস R2-এর ফলাফল নক্ষত্রগঠনকে পুরোপুরি সমাধান করে না। এটি আরও ব্যবহারিক কিছু করে: এটি প্রক্রিয়ার একটি লজিস্টিক ধাপ স্পষ্ট করে। তারাদের জ্বালানি দরকার, হাবগুলোর সরবরাহ দরকার, এবং সরবরাহ-পথগুলোর পুনরায় পূরণ দরকার। এখন পর্যবেক্ষণগুলো ইঙ্গিত দিচ্ছে যে ফিলামেন্টের মাঝের স্থানটি শুধু পটভূমি নয়। এটি যন্ত্রেরই অংশ।
এটি জোরের একটি অর্থপূর্ণ পরিবর্তন। নক্ষত্র-নার্সারিতে ফাঁকা দেখানো অঞ্চলগুলো আসলে ফাঁকা নয়, আর স্পষ্ট চ্যানেলগুলো স্বয়ংসম্পূর্ণ নয়। ব্যবস্থাটি কাজ করে কারণ উপাদান উভয়ের মধ্য দিয়েই চলাচল করছে।
এই নিবন্ধটি Universe Today-এর প্রতিবেদনের উপর ভিত্তি করে। মূল নিবন্ধটি পড়ুন.
Originally published on universetoday.com