একটি অদৃশ্য জনসংখ্যা অবশেষে চোখে পড়তে পারে
নিউট্রন তারা মহাবিশ্বের সবচেয়ে অদ্ভুত বস্তুগুলোর মধ্যে অন্যতম: ভেঙে পড়া নাক্ষত্রিক কেন্দ্র, যা সূর্যের চেয়ে বেশি ভরকে প্রায় একটি শহরের আকারের গোলকে গুঁজে দিতে পারে। জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা নিশ্চিত যে এগুলি মিল্কি ওয়ে জুড়ে ছড়িয়ে থাকা উচিত। সমস্যা হলো, এদের বেশিরভাগকেই খুঁজে পাওয়া অত্যন্ত কঠিন। তারা যদি রেডিও তরঙ্গে স্পন্দিত না হয় বা এক্স-রেতে না জ্বলে, তবে কার্যত অদৃশ্যই থেকে যেতে পারে.
NASA-উদ্ধৃত একটি নতুন গবেষণা ইঙ্গিত দিচ্ছে যে Nancy Grace Roman Space Telescope পর্যবেক্ষণ শুরু করলে এই চিত্র বদলাতে পারে। গবেষকরা মিল্কি ওয়ের সিমুলেশন এবং Roman-এর ভবিষ্যৎ সক্ষমতা ব্যবহার করে দেখিয়েছেন যে এই টেলিস্কোপ astrometric microlensing-এর মাধ্যমে ডজনখানেক একাকী নিউট্রন তারাকে শনাক্ত ও বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করতে পারে। এটি একটি সূক্ষ্ম মহাকর্ষীয় প্রভাব, যা অল্প সময়ের জন্য পটভূমির তারার আপাত উজ্জ্বলতা ও অবস্থান বদলে দেয়.
একাকী নিউট্রন তারা এত অধরা কেন
অনেক নিউট্রন তারা নিজেদের উপস্থিতি জানান দেওয়ার কারণেই আবিষ্কৃত হয়। Pulsar-রা বিস্তৃত রেডিও বিম নির্গত করে। অন্যরা এক্স-রে তরঙ্গে দেখা যেতে পারে। কিন্তু সব নিউট্রন তারা এত সহযোগী নয়। কিছু একা থাকে, ম্লান, এবং প্রচলিত পর্যবেক্ষণ পদ্ধতিতে শনাক্ত করা কঠিন। ফলে জ্যোতির্বিজ্ঞানে একটি বড় blind spot তৈরি হয়, কারণ এসব বস্তু দেখায় বিশাল তারাগুলো কীভাবে মারা যায়, ভারী মৌলগুলো কীভাবে ছড়িয়ে পড়ে, এবং চরম চাপ ও ঘনত্বে পদার্থ কীভাবে আচরণ করে.
Heidelberg University-এর Zofia Kaczmarek, যিনি Astronomy and Astrophysics-এ প্রকাশিত গবেষণাটি নেতৃত্ব দিয়েছেন, প্রদত্ত উৎস-পাঠ্যে চ্যালেঞ্জটি সরাসরি তুলে ধরেছেন: বেশিরভাগ নিউট্রন তারা তুলনামূলকভাবে ম্লান এবং একা, তাই কোনো ধরনের সহায়তা ছাড়া তাদের দেখা ভীষণ কঠিন.
Roman-এর সুবিধা তার নির্ভুলতা
Roman মহাকর্ষকেই চিহ্ন হিসেবে ব্যবহার করে সাহায্য করতে পারে বলে ধারণা করা হচ্ছে। যখন একটি ভারী সামনের বস্তু, যেমন একটি নিউট্রন তারা, দূরের কোনো তারার সামনে দিয়ে যায়, তার মহাকর্ষ পটভূমির তারার আলো বাঁকিয়ে দেয়। সেটাই microlensing। টেলিস্কোপ কখনও কখনও এই সারিবদ্ধতার ফলে সৃষ্ট সাময়িক উজ্জ্বলতা ধরতে পারে, কিন্তু Roman একটি বিশেষভাবে মূল্যবান বিষয় যোগ করতে পারে: পটভূমির তারাটির আপাত অবস্থান আকাশে কীভাবে সরে যায় তার অত্যন্ত নির্ভুল astrometric পরিমাপ.
Photometry এবং astrometry-এর এই সমন্বয়ই মিশনটিকে আশাব্যঞ্জক করে তোলে। শুধু উজ্জ্বলতা বাড়া বোঝাতে পারে যে কোনো ভারী বস্তু একটি তারার সামনে দিয়ে গেছে। অবস্থানগত সরণ lensing বস্তু সম্পর্কে আরও তথ্য দিতে পারে, এমনকি তার ভরও.
এটি গুরুত্বপূর্ণ, কারণ একাকী নিউট্রন তারাকে খুঁজে পাওয়াই শুধু নয়, তাদের ভর মাপাও কঠিন। একটি টেলিস্কোপ যা তাদের শনাক্তও করতে পারে এবং ভরও সীমাবদ্ধ করতে পারে, তা কেবল সংখ্যা গোনার তুলনায় অনেক বেশি বৈজ্ঞানিক লাভ দেবে.
Microlensing কী প্রকাশ করতে পারে
উৎস পাঠ্যে ব্যাখ্যা করা হয়েছে যে সামনের নিউট্রন তারার মহাকর্ষ দূরের পটভূমির তারার আলো বাঁকালে বিকৃত ছবিগুলো সরাসরি আলাদা করা যায় না, তবে তাদের সম্মিলিত আলোকে আরও উজ্জ্বল এবং সামান্য সরে যাওয়া বলে মনে হয়। সময়ের সঙ্গে সারিবদ্ধতা বদলালে জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা সেই পরিবর্তনগুলো অনুসরণ করে অন্যথায় অদৃশ্য বস্তুটির উপস্থিতি অনুমান করতে পারেন.
এটি Roman-কে এমন সঙ্কুচিত, অন্ধকার বা ম্লান বস্তু অধ্যয়নের জন্য উপযুক্ত করে তোলে, যারা আলো নয়, বরং মহাকর্ষের মাধ্যমে নিজেদের জানান দেয়। কার্যত, এই টেলিস্কোপ নাক্ষত্রিক সারিবদ্ধতাকে গ্যালাক্সির লুকানো অবশিষ্টাংশের একটি গণনায় পরিণত করতে পারে.
এটি বৈজ্ঞানিকভাবে শক্তিশালী, কারণ নিউট্রন তারা জ্যোতির্পদার্থবিজ্ঞানের একটি গুরুত্বপূর্ণ সীমান্তে অবস্থান করে। তাদের বৈশিষ্ট্য নাক্ষত্রিক বিবর্তন, supernova অবশেষ, পারমাণবিক পদার্থবিদ্যা, এবং সাধারণ আপেক্ষিকতাকে যুক্ত করে। আরও বেশি, বিশেষ করে একাকী উদাহরণ, খুঁজে বের করা এই সব ক্ষেত্রের মডেলকে আরও নিখুঁত করতে পারে.
ডজনখানেক কেন গুরুত্বপূর্ণ
গবেষণার এই অনুমান যে Roman ডজনখানেক একাকী নিউট্রন তারাকে শনাক্ত ও বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করতে পারে, তা হয়তো ছোট মনে হতে পারে, কিন্তু এমন এক শ্রেণির বস্তুর জন্য এটি বড় অগ্রগতি হবে যা বিশেষ ক্ষেত্র ছাড়া প্রায় অদৃশ্য। জ্যোতির্বিজ্ঞানে, তুলনামূলকভাবে অল্পসংখ্যক উচ্চমানের পরিমাপ, অন্যত্র থাকা হাজার হাজার নিম্নমানের পর্যবেক্ষণের চেয়ে তত্ত্বকে অনেক বেশি বদলে দিতে পারে.
ডজনখানেকের একটি নমুনা কিছু মূল প্রশ্নের উত্তর শুরু করতে পারে: একাকী নিউট্রন তারা মিল্কি ওয়েতে কীভাবে বণ্টিত, তাদের ভর কীভাবে পরিবর্তিত হয়, এবং নাক্ষত্রিক মৃত্যু ও অবশেষ গঠনের বর্তমান মডেলগুলো জনসংখ্যা-স্তরের গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য বাদ দিচ্ছে কি না.
সার্ভে বিজ্ঞানের জন্য নির্মিত মিশন
Roman-এর নকশা সবসময়ই বৃহৎ-পরিসরের, উচ্চ-নির্ভুল সার্ভে কাজের সঙ্গে যুক্ত। নিউট্রন তারা-সংক্রান্ত ফলাফল সেই পদ্ধতির মূল্যকে স্পষ্ট করে। বিস্তৃত ও সংবেদনশীল পর্যবেক্ষণের জন্য তৈরি একটি টেলিস্কোপ তার প্রধান লক্ষ্যগুলোর বাইরেও আবিষ্কার ঘটাতে পারে, কারণ এটি বড় তারামণ্ডলীতে সূক্ষ্ম পরিবর্তন বারবার ধরে ফেলে.
এভাবেই অনেক বড় পর্যবেক্ষণকেন্দ্র স্থায়ী বৈজ্ঞানিক প্রভাব তৈরি করে। তারা এক ধরনের বস্তু বা একটিমাত্র প্রধান প্রশ্নে সীমাবদ্ধ থাকে না। তাদের আসল শক্তি নতুনভাবে দেখার পদ্ধতি সম্ভব করে তোলায়। Roman-এর ক্ষেত্রে, সেই পদ্ধতিগুলোর একটি হতে পারে, খুব কম বা একেবারেই স্পষ্ট সংকেত না দেওয়া ভেঙে পড়া তারাগুলো খুঁজে বের করার ক্ষমতা.
অদৃশ্যকে দেখার বৃহত্তর গুরুত্ব
এই গবেষণার আকর্ষণ নিউট্রন তারার বাইরেও বিস্তৃত। এটি মনে করিয়ে দেয় যে জ্যোতির্বিজ্ঞান increasingly পরোক্ষ প্রমাণ থেকে তথ্য বের করে এগোচ্ছে। মহাবিশ্বের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ কিছু বিষয় এতটা উজ্জ্বল নয় যে পুরোনো পদ্ধতিতে পাওয়া যায়। বরং গবেষকরা সেই চিহ্নগুলো খোঁজেন, যা এসব বস্তু spacetime, গতি, বা পটভূমির আলোয় রেখে যায়.
Roman যদি প্রত্যাশামতো কাজ করে, তবে একাকী নিউট্রন তারা এই নীতির সবচেয়ে পরিষ্কার উদাহরণগুলোর একটি হয়ে উঠতে পারে। যে বস্তুগুলো একসময় মিল্কি ওয়েতে কার্যত হারিয়ে গিয়েছিল, সেগুলো মাপযোগ্য লক্ষ্য হয়ে উঠতে পারে, কারণ তারা হঠাৎ উজ্জ্বল হচ্ছে বলে নয়, বরং তাদের মহাকর্ষীয় স্বাক্ষর টের পাওয়ার মতো নির্ভুল একটি টেলিস্কোপ অবশেষে আসছে বলে.
জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের জন্য, এটি কেবল একটি প্রযুক্তিগত মাইলফলক নয়। এটি গ্যালাক্সির সবচেয়ে চরম অবশেষগুলোর দিকে একটি নতুন পর্যবেক্ষণ জানালা খুলে দেবে, অদৃশ্য নাক্ষত্রিক মৃতদেহগুলোকে মৌলিক পদার্থবিজ্ঞানের জন্য তথ্যসমৃদ্ধ পরীক্ষাগারে পরিণত করবে.
এই নিবন্ধটি NASA-এর রিপোর্টিং-এর ভিত্তিতে লেখা। মূল নিবন্ধটি পড়ুন.
Originally published on nasa.gov