ধ্বংসপ্রাপ্ত তারকার হৃদয়ে সৃষ্টির একটি অবশেষ
নিউট্রন তারকাগুলি পরিচিত মহাবিশ্বের সবচেয়ে চরম বস্তু। সুপারনোভা বিস্ফোরণের সময় বিশাল নক্ষত্র মূলগুলির সহিংস সংকোচন থেকে জন্ম নিয়ে, তারা সূর্যের চেয়ে বেশি ভর একটি শহরের আকার পরিধিতে সংকুচিত করে, এমন চরম ঘনত্ব উত্পাদন করে যে তাদের ভিতরের পদার্থের প্রকৃত প্রকৃতি অনিশ্চিত। এখন, তাত্ত্বিক এবং পর্যবেক্ষণমূলক প্রমাণের ক্রমবর্ধমান সংস্থা পরামর্শ দেয় যে নিউট্রন তারকার মূলগুলি পদার্থের একটি অবস্থা ধারণ করতে পারে যা মহাবিশ্ব মাইক্রোসেকেন্ড পুরানো থেকে স্বাধীনভাবে দৃশ্যমান ছিল না: quark-gluon plasma, বিগ ব্যাঙ্গের আদিম পদার্থ।
Quark-gluon plasma হল পদার্থের অবস্থা যা বিদ্যমান ছিল যখন মহাবিশ্ব এক মিলিয়ন সেকেন্ডের কম বয়সী এবং তাপমাত্রা লক্ষ লক্ষ ডিগ্রি অতিক্রম করেছিল। সেই অবস্থায়, quarks — প্রোটন এবং নিউট্রনের মৌলিক উপাদান — যৌগিক কণাগুলির ভিতরে সীমাবদ্ধ নয় বরং gluons সহ একটি গরম, ঘন স্যুপে স্বাধীনভাবে বিদ্যমান, শক্তিশালী পারমাণবিক শক্তি মধ্যস্থতা করা কণা। যেহেতু মহাবিশ্ব শীতল হয়েছে, quarks প্রোটন, নিউট্রন এবং অন্যান্য হ্যাড্রন ভেতরে স্থায়ীভাবে সীমাবদ্ধ হয়েছিল, এবং quark-gluon plasma প্রাকৃতিক পরিস্থিতিতে একটি মুক্ত পর্যায় হিসাবে অস্তিত্ব ছেড়েছে।
নিউট্রন তারকার ভিতরে ব্যতিক্রম সম্ভবত। গণনা পরামর্শ দেয় যে নিউট্রন তারকাগুলি এমন ঘনত্ব অর্জন করতে পারে যা পৃথক নিউক্লিয়নগুলির মধ্যে সীমানা দ্রবীভূত করে, quarks মুক্তভাবে ঘোরাফেরা করে এমন শর্তাবলী পুনরায় তৈরি করে — বিগ ব্যাঙ্গের গরম প্লাজমার থেকে আলাদা কিন্তু একই মৌলিক পদার্থবিজ্ঞান দ্বারা শাসিত ঠান্ডা, ঘন quark পদার্থ। এটি নিশ্চিত করা হল আধুনিক যুগে খ্যাত পদার্থবিজ্ঞান এবং পারমাণবিক পদার্থবিজ্ঞানের সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য আবিষ্কারগুলির একটি হবে।
এ পর্যন্ত প্রমাণ
নিউট্রন তারকার ভিতরে quark পদার্থের প্রমাণ একাধিক পরোক্ষ দিক থেকে আসে, প্রতিটি স্বতন্ত্রভাবে সিদ্ধান্তমূলক নয়। সবচেয়ে শক্তিশালী সীমাবদ্ধতা LIGO এবং Virgo দ্বারা নিউট্রন তারকা merge এর মাধ্যাকর্ষণ তরঙ্গ পর্যবেক্ষণ থেকে আসে। দুটি নিউট্রন তারকা একে অপরের গ্রাভিটেশনাল ক্ষেত্রে সর্পিল হয় এবং merge হয় যখন, তারা নির্গত করা মাধ্যাকর্ষণ তরঙ্গগুলি তারার অভ্যন্তরীণ কাঠামো সম্পর্কে তথ্য বহন করে — বিশেষত পরস্পরের মহাকর্ষ ক্ষেত্রে কতটা বিকৃত হতে পারে, একটি সম্পত্তি যা tidal deformability বলা হয়। GW170817 ইভেন্ট থেকে পরিমাপ করা tidal deformabilities নিউট্রন তারকা অবস্থার সমীকরণকে এমনভাবে সীমাবদ্ধ করেছে যে কিছু তাত্ত্বিক মডেল পরামর্শ দেয় যে এটি তারকীয় মূলে quark পদার্থের উপস্থিতি দ্বারা সবচেয়ে স্বাভাবিকভাবে ব্যাখ্যা করা হয়।
নিউট্রন তারকা সংখ্যা এবং ব্যাসার্ধের এক্স-রে পর্যবেক্ষণ পরিপূরক সীমাবদ্ধতা প্রদান করে। International Space Station এর NICER যন্ত্র পর্যাপ্ত নির্ভুলতার সাথে বিভিন্ন নিউট্রন তারকার আকার পরিমাপ করেছে তাদের অভ্যন্তরীণ কাঠামো সীমাবদ্ধ করতে। সংমিশ্রিত সংখ্যা এবং ব্যাসার্ধ পরিমাপ কিছু তাত্ত্বিক অবস্থার সমীকরণকে বাতিল করতে পারে এবং অন্যদের অনুকূল, সম্ভাব্য অভ্যন্তরীণ রচনার পরিসীমা সংকীর্ণ করতে পারে। বর্তমান NICER ডেটা quark পদার্থ নিশ্চিতভাবে চিহ্নিত করে না, কিন্তু এটি সবচেয়ে ঘন নিউট্রন তারকার উপস্থিতির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।
চ্যালেঞ্জ হল নিউট্রন তারকার ভিতরটি সরাসরি পর্যবেক্ষণের অ্যাক্সেসযোগ্য নয়, এবং নিউট্রন তারকা ঘনত্বে পদার্থের আচরণের তাত্ত্বিক গণনা অত্যন্ত কঠিন। Quantum chromodynamics — quark এবং gluon মিথস্ক্রিয়া পরিচালনা করে তত্ত্ব — গণনামূলক jjice QCD পদ্ধতি ব্যবহার করে পারমাণবিক নিউক্লিয়াসে পাওয়া ঘনত্ব এবং প্রাথমিক মহাবিশ্বের চরম ঘনত্বে সমাধান করা যায়, কিন্তু নিউট্রন তারকা মূলের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ মধ্যবর্তী ঘনত্ব একটি শাসনে থাকে যেখানে বর্তমান তাত্ত্বিক পদ্ধতি অবিশ্বাস্য। অনিশ্চয়তা পদার্থবিজ্ঞানের ব্যর্থতা নয় বরং গণনার প্রকৃত সীমান্ত।
