নতুন সিমুলেশন দেখাচ্ছে, কীভাবে একটি নক্ষত্রের ধ্বংস একটি লুকানো ব্ল্যাক হোলকে একটি পুরো গ্যালাক্সি আলোকিত করতে পারে

ব্যর্থ এক মিল্কি ওয়ে দৃশ্যও একটি দরকারি বৈজ্ঞানিক প্রশ্ন রেখে গিয়েছিল

২০১৪ সালে, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা G2 নামে একটি বস্তুকে খুব কাছ থেকে Sagittarius A*-এর পাশ দিয়ে যেতে মনোযোগ দিয়ে দেখেছিলেন, যা মিল্কি ওয়ের কেন্দ্রে থাকা সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোল। অনেকেই জোরালো বিস্ফোরণমূলক দৃশ্যের আশা করেছিলেন। যদি বস্তুটিকে আরও সরাসরি টেনে নেওয়া হতো, তাহলে ব্ল্যাক হোলের চারপাশে উত্তপ্ত পদার্থ থেকে উজ্জ্বল একটি ফ্লেয়ার তৈরি হতে পারত। কিন্তু, সরবরাহকৃত উৎস পাঠ অনুযায়ী, G2 সেই flyby-তে টিকে যায় এবং একটি সংক্ষিপ্ত কক্ষপথে চলতে থাকে। প্রত্যাশিত outburst না আসাই ঘটনাটিকে বৈজ্ঞানিকভাবে মূল্যবান করে তুলেছিল।

প্রত্যাশা ও ফলাফলের এই অমিল Syracuse University এবং University of Zurich-এর জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের নতুন কাজের পটভূমি তৈরি করে। তাঁদের কম্পিউটার সিমুলেশনগুলো ব্যাখ্যা করতে চাইছে, একটি সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোলের সঙ্গে নক্ষত্রের ঘনিষ্ঠ সংঘর্ষ কখন নাটকীয় ফ্লেয়ারে পরিণত হয় আর কখন প্রায় কিছুই ঘটে না।

মহাজাগতিক tidal disruption ঘটনাগুলোই লুকানো ব্ল্যাক হোল অধ্যয়নের অন্যতম বিরল উপায়

সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোল সরাসরি আলো ছাড়ে না, কিন্তু তাদের চারপাশের পদার্থ তা করতে পারে। যখন কোনো নক্ষত্র ধ্বংসাত্মক সংঘর্ষে পড়ে, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা সেটিকে tidal disruption event, বা TDE, বলেন। উৎস পাঠে বর্ণিত দৃশ্যপটে, নক্ষত্রটি ভিতরের দিকে ঘুরতে ঘুরতে ছিঁড়ে যায়, আর তার কিছু ধ্বংসাবশেষ ব্ল্যাক হোলের চারপাশে একটি accretion disk গঠন করে। সেই ধ্বংসাবশেষের মধ্যে সংঘর্ষ ও ঘর্ষণ পদার্থটিকে এমনভাবে উত্তপ্ত করে যে তা তীব্রভাবে জ্বলে ওঠে, কখনও কখনও হোস্ট গ্যালাক্সির চেয়েও উজ্জ্বল হয়ে।

এই কারণেই TDE-গুলো বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ। এগুলো এমন ব্ল্যাক হোলগুলোকে অধ্যয়নের সবচেয়ে স্পষ্ট পর্যবেক্ষণমূলক পথগুলোর একটি, যেগুলো অন্যভাবে দেখা কঠিন। Syracuse University-এর Eric Coughlin, যাকে উৎসে উদ্ধৃত করা হয়েছে, বলেন যে জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা tidal disruption ঘটনাগুলো ব্যবহার করে Sagittarius A* এবং অন্যান্য গ্যালাক্সিতে থাকা অনুরূপ অবজেক্টসহ দৃশ্যের বাইরে লুকিয়ে থাকা ব্ল্যাক হোল সম্পর্কে আরও জানতে পারেন।

নতুন ফলাফল কেবল দৃশ্যের নয়, পরিবর্তনেরও কথা বলে

TDE-গুলোর একটি দীর্ঘস্থায়ী ধাঁধা হলো, কোনো দুইটি ঘটনাই একেবারে একইভাবে দেখা যায় না। কিছু ঘটনা অসাধারণ ফ্লেয়ার তৈরি করে। কিছু আবার উজ্জ্বলতা, সময় বা কাঠামোর দিক থেকে ভিন্নভাবে বিবর্তিত হয়। Universe Today-এ বর্ণিত নতুন সিমুলেশনগুলো এই বৈচিত্র্যের ওপরই জোর দেয়। নক্ষত্র ভাঙাকে একক মানক প্রক্রিয়া হিসেবে দেখার বদলে, কাজটি বোঝার চেষ্টা করছে কোন ভৌত পরিস্থিতিগুলো ফলাফলের ফ্লেয়ারকে আকার দেয়।

এটি গুরুত্বপূর্ণ, কারণ জ্যোতির্বিজ্ঞান এখন পর্যবেক্ষিত light curve এবং spectrum-কে বিস্তারিত ভৌত মডেলের সঙ্গে মিলিয়ে দেখার ওপর আরও বেশি নির্ভর করে। গবেষকেরা যদি বুঝতে পারেন কেন একটি ঘনিষ্ঠ সংঘর্ষ একটি উজ্জ্বল transient তৈরি করে, আর আরেকটি প্রায় ধরা-ই পড়ে না, তাহলে স্বল্পমেয়াদি মহাজাগতিক ঘটনাগুলোর ডেটা ব্যাখ্যার জন্য আরও শক্তিশালী কাঠামো পান।

G2 দেখায় কেন প্রতিটি ঘনিষ্ঠ গমন একইভাবে শেষ হয় না

এখানে G2 উপকারী, কারণ এটি সাধারণ গ্যাস মেঘ ছিল না বলেই মনে হয়। উৎস পাঠ বলছে, পর্যবেক্ষণে ইঙ্গিত মিলেছিল যে এটি ধুলায় মোড়া একটি protostellar বস্তু, অথবা সম্ভবত একাধিক মিলিত নক্ষত্র ছিল। এটি ব্যাখ্যা করতে সাহায্য করে কেন Sagittarius A*-এর পাশ দিয়ে যাওয়ার সময় বহু প্রতীক্ষিত প্রদর্শনটি দেখা যায়নি।

অন্য কথায়, ব্ল্যাক হোল সংঘর্ষের ফল কেবল ব্ল্যাক হোলের ওপরই নির্ভর করে না; আগত বস্তুর প্রকৃতি এবং সংঘর্ষের জ্যামিতিও গুরুত্বপূর্ণ। একটি সরাসরি, ধ্বংসাত্মক পাস উজ্জ্বল ধ্বংসাবশেষ তৈরি করতে পারে। একটি পাশ কাটানো বা কম ঝুঁকিপূর্ণ সংঘর্ষ তেমন নাও করতে পারে। নতুন সিমুলেশনগুলো এই জটিলতাকে সরল মডেলের চেয়ে বেশি রেজোলিউশনে ধরতে চায়।

গ্যালাক্টিক কেন্দ্রের জন্য এটি কেন গুরুত্বপূর্ণ

গ্যালাক্টিক নুকলিয়াসগুলো অধ্যয়ন করা কঠিন। এগুলো ঘনবসতিপূর্ণ, শক্তিশালী এবং প্রায়ই আড়াল করা। তবু সেগুলোতে সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোল থাকে, যা গ্যালাক্সির বিবর্তনকে এমনভাবে প্রভাবিত করে যা এখনও জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা বোঝার চেষ্টা করছেন। যদি TDE-গুলো সেই পরিবেশগুলোকে অল্প সময়ের জন্য আলোকিত করতে পারে, তাহলে সেগুলো কীভাবে গঠিত হয় তা বোঝা extragalactic astronomy-তে একটি গুরুত্বপূর্ণ হাতিয়ার হয়ে ওঠে।

উৎসে দেওয়া চমকপ্রদ দাবিটি হলো, একটি ছিন্নভিন্ন নক্ষত্রের উত্তপ্ত ধ্বংসাবশেষ ব্ল্যাক হোল থাকা গ্যালাক্সির চেয়েও বেশি উজ্জ্বল হতে পারে। এটি এই ঘটনাগুলোকে শুধু বৈজ্ঞানিকভাবেই সমৃদ্ধ নয়, পর্যবেক্ষণগতভাবেও শক্তিশালী করে তোলে। যে গ্যালাক্সি অন্যথায় শান্ত দেখায়, সেটি হঠাৎ তার কেন্দ্রে চলা একটি সক্রিয় feeding event-এর উপস্থিতি জানাতে পারে।

কারণ কোনো দুইটি tidal disruption ঘটনাই এক নয়, তাই সম্ভাব্য ফলাফলের পরিসর মানচিত্রায়নকারী সিমুলেশন কাজ বিশেষ মূল্যবান। এটি জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের নির্ধারণ করতে সাহায্য করতে পারে, একটি ফ্লেয়ারের আকৃতি, সময় বা তীব্রতা ব্ল্যাক হোলের ভর, নক্ষত্রের গঠন, বা সংঘর্ষের কক্ষপথগত বিবরণকে প্রতিফলিত করছে কি না।

বড় শিক্ষাটি হলো, ব্ল্যাক হোল প্রায়ই পরোক্ষভাবে প্রকাশ পায়

ব্ল্যাক হোল গবেষণা প্রায়ই অনুমানের মাধ্যমে এগোয়। জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা কাছের পদার্থের আচরণ দেখেন এবং সেটিকে চালানো অদৃশ্য বস্তুকে পুনর্গঠন করেন। TDE-গুলো সেই ধরণটির একদম সঙ্গে মিলে যায়। একটি নক্ষত্রের ধ্বংস অল্প সময়ের জন্য এক উজ্জ্বল সংকেতে পরিণত হয়, যা অন্যথায় অদৃশ্য একটি মাধ্যাকর্ষণ ইঞ্জিনকে প্রকাশ করে।

G2 ঘটনাটি একসময় একটি হারানো সুযোগ বলে মনে হয়েছিল। এখন পেছনে তাকালে, এটি সমস্যাটি স্পষ্ট করেছে: প্রতিটি ঘনিষ্ঠ পাশ প্রত্যাশিত ফ্লেয়ার তৈরি করে না, এবং কেন তা বুঝতে জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের আরও ভালো মডেলের প্রয়োজন। এখানে বর্ণিত নতুন সিমুলেশনগুলো সেই বোঝাপড়াকে এগিয়ে নিয়ে যায়, কারণ তারা সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোলের চারপাশের নক্ষত্র ধ্বংসকে একক স্ক্রিপ্ট নয়, বরং সম্ভাব্য ফলাফলের একটি পরিবার হিসেবে দেখে।

এটি একটি দরকারি পরিবর্তন। ভবিষ্যতে যদি আরও নক্ষত্র লুকানো ব্ল্যাক হোলের কাছে ছিঁড়ে যেতে দেখা যায়, তাহলে গবেষকদের যা দেখছেন তা ব্যাখ্যা করতে শক্তিশালী মডেল দরকার হবে। এ ধরনের গবেষণা সেই ব্যাখ্যামূলক মানচিত্র তৈরিরই অংশ।

এই নিবন্ধটি Universe Today-এর প্রতিবেদনের ওপর ভিত্তি করে। মূল নিবন্ধটি পড়ুন.