নব-আবিষ্কৃত S301 তারা মিল্কি ওয়ের ব্ল্যাক হোলের কাছে আপেক্ষিকতার পরীক্ষাকে আরও সূক্ষ্ম করতে পারে

মিল্কি ওয়ের কেন্দ্রের জন্য দ্রুত নতুন একটি অনুসন্ধান

জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা Sagittarius A*-এর অত্যন্ত কাছে অস্বাভাবিকভাবে কক্ষপথে ঘুরছে এমন একটি সদ্য-স্বীকৃত তারা শনাক্ত করেছেন, যা মিল্কি ওয়ের কেন্দ্রের সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোল। Universe Today-এর প্রতিবেদনের ভিত্তিতে, এবং Nature-এ প্রকাশনার জন্য প্রস্তুত গবেষণার ওপর নির্ভর করে, S301 নামের এই তারাটিকে এখন পর্যন্ত খুঁজে পাওয়া সবচেয়ে দ্রুতগতির S-তারা এবং ওই শ্রেণির ব্ল্যাক হোলের সবচেয়ে কাছের পরিচিত সদস্য হিসেবে বর্ণনা করা হচ্ছে। এই আবিষ্কার চরম পরিস্থিতিতে মহাকর্ষ ও স্পেসটাইম অধ্যয়নের জন্য গবেষকদের একটি সম্ভাব্য শক্তিশালী নতুন উপায় দেয়।

S-তারারা বৈজ্ঞানিকভাবে গুরুত্বপূর্ণ একটি গোষ্ঠী, কারণ তাদের কক্ষপথ আমাদের গ্যালাক্সির কেন্দ্রে একটি সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোল আছে তার সবচেয়ে শক্তিশালী প্রমাণগুলোর কিছু সরবরাহ করেছে। এই তারাগুলো প্রায় ৪০ লক্ষ সৌরভরের একটি ঘন বস্তুর চারপাশে দ্রুত ছুটে চলে, এবং তাদের পথ যথেষ্ট নিখুঁতভাবে অনুসরণ করা যায় যাতে বোঝা যায় পর্যবেক্ষণযোগ্য সবচেয়ে তীব্র পরিবেশগুলোর একটিতে মহাকর্ষ কীভাবে আচরণ করে। S301-এর মাধ্যমে জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের হাতে এখন এমন একটি তারা আছে, যা সেই পরীক্ষাগুলোকে আরও এগিয়ে নিয়ে যায়।

S301-কে আলাদা করে তার গতি ও নৈকট্যের সমন্বয়। Universe Today জানায়, এই তারা প্রায় ২৫,০০০ কিলোমিটার প্রতি সেকেন্ড বেগে পৌঁছায় এবং মাত্র ৮.৭ বছরে একটি কক্ষপথ সম্পন্ন করে। এটি ব্ল্যাক হোলের কাছে প্রায় ১২ জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক একক পর্যন্ত পৌঁছে যায়, যা মহাজাগতিক মানদণ্ডে বিস্ময়করভাবে কাছাকাছি। সেই দূরত্ব পৃথিবী-সূর্য ব্যবধানের মাত্র প্রায় এক ডজন গুণ, এবং সূর্যের তুলনায় লক্ষ লক্ষ গুণ বেশি ভরবিশিষ্ট ব্ল্যাক হোলের চারপাশে ঘুরতে থাকা একটি বস্তুর জন্য এটি আশ্চর্যরকম ছোট।

কেন নৈকট্য প্রদর্শনীর চেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ

S301-এর মূল্য কেবল এই নয় যে এটি দ্রুত। এর সংকীর্ণ কক্ষপথ একে আপেক্ষিক প্রভাবের প্রতি বিশেষভাবে সংবেদনশীল করে তোলে, যার মধ্যে রয়েছে এর চারপাশের স্পেসটাইমে ব্ল্যাক হোলের স্পিনের প্রভাব। সাধারণ পরিস্থিতিতে, আপেক্ষিকতার সূক্ষ্মতর পূর্বাভাসগুলোকে জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক ব্যবস্থায় বিদ্যমান বেশি গোলমেলে মহাকর্ষীয় পারস্পরিক ক্রিয়া থেকে আলাদা করা কঠিন হতে পারে। কিন্তু Sagittarius A*-এর কাছে পরিস্থিতি এতটাই তীব্র যে যথেষ্ট নিখুঁত পর্যবেক্ষণে সেই প্রভাবগুলো মাপা সম্ভব হওয়া উচিত।

এই কারণেই গবেষকেরা S301-কে S-তারা পরিবারের আরেকটি সদস্যের চেয়ে বেশি কিছু হিসেবে তুলে ধরছেন। Universe Today গবেষণার সহলেখক Felix Mang-কে উদ্ধৃত করে কক্ষপথটিকে অভূতপূর্বভাবে সংকীর্ণ বলে বর্ণনা করেছে, এবং নোবেলজয়ী Reinhard Genzel-কে উদ্ধৃত করেছে, যিনি বলেছেন এই তারা গ্যালাকটিক কেন্দ্রের ব্ল্যাক হোলের চারপাশে স্পেসটাইমের মৌলিক বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে পর্যবেক্ষণের একটি নতুন জানালা খুলে দেয়। বাস্তবে এর মূল তাৎপর্য হলো, S301 জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের Sagittarius A*-এর স্পিন নির্ধারণে সাহায্য করতে পারে, যা ভরের তুলনায় অনেক বেশি কঠিন একটি পরিমাপ।

ব্ল্যাক হোলের স্পিন গুরুত্বপূর্ণ, কারণ এটি বস্তুর ইতিহাসের একটি অংশকে ধারণ করে। ব্ল্যাক হোলের ঘূর্ণন ইঙ্গিত দিতে পারে কীভাবে এটি তৈরি হয়েছে, কী উপাদান এটি শোষণ করেছে, এবং সময়ের সঙ্গে তার পরিবেশের সঙ্গে কীভাবে মিথস্ক্রিয়া করেছে। Sagittarius A*-এর স্পিনের আরও ভালো অনুমান তাই শুধু আপেক্ষিকতার পরীক্ষাই নয়, মিল্কি ওয়ের কেন্দ্রীয় ইঞ্জিনের বিবর্তন কাহিনীকেও তথ্য দেবে।

এই আবিষ্কারটি প্রযুক্তিগতভাবে কেন গুরুত্বপূর্ণ

গ্যালাকটিক কেন্দ্র জ্যোতির্বিজ্ঞানের সবচেয়ে কঠিন পর্যবেক্ষণ লক্ষ্যের একটি। ঘন গ্যাস, ধূলি, এবং আশপাশের বহু তারার ভিড় বস্তুগুলোকে আলাদা করা এবং দীর্ঘ সময় ধরে তাদের গতিপথ অনুসরণ করা কঠিন করে তোলে। S-তারাগুলো শক্তিশালী টেলিস্কোপ ও বিশেষ যন্ত্র ব্যবহার করে দীর্ঘমেয়াদি, উচ্চ-রেজোলিউশনের অভিযানগুলোর মাধ্যমেই বিজ্ঞানের কাছে এসেছে। এই ক্ষেত্রে Universe Today ইউরোপীয় দক্ষিণী মানমন্দিরের Very Large Telescope এবং এর GRAVITY যন্ত্রের পর্যবেক্ষণের কথা বলেছে, যা Sagittarius A*-এর একেবারে কাছাকাছি গতিবিধি অসাধারণ নির্ভুলতায় আলাদা করতে পারে।

সেই নির্ভুলতা অপরিহার্য, কারণ জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা শুধু একটি তারা কোথায় আছে তা নয়, সময়ের সঙ্গে তার কক্ষপথ কীভাবে বদলায় সেটাও জানতে চান। আপেক্ষিক প্রভাব কক্ষপথের অভিমুখ বা সময়ে ক্ষুদ্র সরে যাওয়া হিসেবে দেখা দিতে পারে, এবং তারা ব্ল্যাক হোলের যত কাছ দিয়ে যায়, সেই প্রভাবগুলো তত বেশি স্পষ্ট হতে পারে। স্বল্প কক্ষীয় সময়ও সাহায্য করে। S301 যেহেতু Sagittarius A*-এর চারপাশে নয় বছরেরও কম সময়ে একটি পূর্ণ চক্কর দেয়, বিজ্ঞানীরা কয়েক দশক অপেক্ষা না করে ব্যবহারিক গবেষণার সময়সীমার মধ্যে বারবার, তুলনীয় পর্যবেক্ষণ সংগ্রহ করতে পারেন।

সংক্ষিপ্ত পর্ব, উচ্চ গতি, এবং নিকটবর্তী অতিক্রমের এই সমন্বয় S301-কে একটি অস্বাভাবিকভাবে কার্যকর প্রাকৃতিক প্রোব বানায়। এককালীন কোনও মহাজাগতিক সারিবদ্ধতার ওপর নির্ভর না করে, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা একই তারাকে তার কক্ষপথের বিভিন্ন অংশে বারবার ফিরে আসতে দেখতে পারেন এবং তথ্য উন্নত হওয়ার সঙ্গে সঙ্গে তাদের মডেল পরিমার্জন করতে পারেন।

যেখানে তা সবচেয়ে কঠিন, সেখানে মহাকর্ষ পরীক্ষা করার পথে এক ধাপ

সাধারণ আপেক্ষিকতা এখন পর্যন্ত তার ওপর ছোড়া সব বড় পরীক্ষামূলক চ্যালেঞ্জই পেরিয়ে গেছে, বুধের কক্ষপথের প্রিসেশন থেকে শুরু করে মহাকর্ষীয় তরঙ্গ সনাক্তকরণ পর্যন্ত। তবু পদার্থবিজ্ঞানীরা তত্ত্বটিকে সবচেয়ে চরম সম্ভব অবস্থায় চ্যালেঞ্জ করতে চান, কারণ যেকোনো বিচ্যুতি আরও গভীর পদার্থবিজ্ঞানের ইঙ্গিত দিতে পারে। একটি সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোলের ঠিক আশেপাশের অঞ্চল এমনই একটি ক্ষেত্র।

S301 একাই সব খোলা প্রশ্নের সমাধান করবে না। মূল উপাদান থেকে এমনটি বোঝা যায় না যে আপেক্ষিকতার চিহ্নগুলো ইতিমধ্যেই পুরোপুরি মাপা হয়ে গেছে বা এই একটি তারার ভিত্তিতে ব্ল্যাক হোলের স্পিন ইতিমধ্যেই নির্দিষ্ট করা হয়েছে। তবে আবিষ্কারটি এই কাজের জন্য একটি নতুন ও অস্বাভাবিকভাবে সম্ভাবনাময় লক্ষ্য দেয়। এর কক্ষপথ এটিকে ঠিক সেই ধরনের পরিবেশে রাখে বলে মনে হচ্ছে, যেখানে বাঁকানো স্পেসটাইম সম্পর্কে সূক্ষ্ম পূর্বাভাসগুলো পর্যবেক্ষণযোগ্য হয়ে উঠতে পারে।

এখানে একটি বৃহত্তর বৈজ্ঞানিক ধরণও আছে। জ্যোতির্বিজ্ঞান প্রায়ই একটি একক ধারণাগত অগ্রগতির বদলে যন্ত্র, ধৈর্য, এবং উন্নত প্রোবের মাধ্যমে এগোয়। S301 গুরুত্বপূর্ণ দেখাচ্ছে কারণ এটি প্রোবটিকে উন্নত করে। এটি Sagittarius A*-এর চারপাশের মহাকর্ষ ক্ষেত্রের আরেকটি নির্ভুল চিহ্নক দেয় গবেষকদের, এবং সম্ভবত ঘটনা-দিগন্তের আশপাশে ঘূর্ণনজনিত প্রভাব অধ্যয়নের জন্য এখন পর্যন্ত সেরা একটি।

পরবর্তী পর্যবেক্ষণ যদি এই সম্ভাবনাকে নিশ্চিত করে, তবে S301 আধুনিক গ্যালাকটিক জ্যোতির্বিজ্ঞানের সবচেয়ে মূল্যবান তারাগুলোর একটি হয়ে উঠতে পারে। Sagittarius A* কী, তা বদলে দেওয়ার কারণে নয়, বরং ব্ল্যাক হোলটি তার চারপাশের স্পেসটাইমকে কীভাবে গঠন করে সে বিষয়ে বিজ্ঞানীদের আরও নির্দিষ্ট প্রশ্ন করতে সাহায্য করার কারণে। সেই অর্থে, এই আবিষ্কার মনে করিয়ে দেয় যে এমন একটি গ্যালাক্সিতেও, যা আমরা দশকের পর দশক ধরে অধ্যয়ন করছি, সবচেয়ে প্রকাশক বস্তুগুলো এখনও আরও কাছ থেকে এবং আরও সতর্কভাবে দেখার মাধ্যমে বেরিয়ে আসতে পারে।

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