মিল্কি ওয়ের একমাত্র হিলিয়াম নোভার উৎস অবশেষে শনাক্ত করলেন জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা

২৫ বছরের পুরোনো এক নক্ষত্র-রহস্য এখন পরিষ্কার হতে শুরু করেছে

২০০০ সালের শেষ দিকে V445 Puppis বিস্ফোরিত হলে, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা সঙ্গে সঙ্গেই বুঝেছিলেন যে তারা অস্বাভাবিক কিছুর মুখোমুখি হয়েছেন। সেই বিস্ফোরণে হাইড্রোজেন ছিল না, যা সাধারণত একটি classical nova-কে শক্তি জোগায়। তারপর, প্রায় সঙ্গে সঙ্গেই, এই সিস্টেমটি ঘন ধুলোর পর্দার আড়ালে ঢেকে যায়, কেন্দ্রীয় উৎসকে লুকিয়ে ফেলে এবং একটি বিরল ঘটনাকে দীর্ঘস্থায়ী astrophysical রহস্যে পরিণত করে।

এখন সেই ধুলো যথেষ্ট পাতলা হওয়ায় গবেষকেরা কী ঘটেছিল তা পুনর্গঠন করতে পেরেছেন। উৎসবস্তুর অনুযায়ী, University of Warwick-এর John Mills Very Large Telescope-এর infrared observations, Hubble imaging, Southern African Large Telescope থেকে দুই দশকের spectroscopy, এবং NASA-র TESS mission-এর photometry একত্র করে V445 Puppis-এর কেন্দ্রে থাকা binary system প্রকাশ করেছেন। ফলাফল বলছে, বস্তুটি একটি helium star থেকে পদার্থ টেনে নিচ্ছে এমন একটি white dwarf, যা অবশেষে ব্যাখ্যা করছে কীভাবে হাইড্রোজেন ছাড়াই সেই বিস্ফোরণ ঘটতে পেরেছিল।

এই আবিষ্কার গুরুত্বপূর্ণ, কারণ V445 Puppis এখনও মিল্কি ওয়ের একমাত্র নিশ্চিত helium nova। তাই এটি কেবল একটি কৌতূহল নয়। এটি mass transfer, thermonuclear ignition, এবং binary evolution কীভাবে কাজ করে তা পরীক্ষা করার একটি বিরল পরীক্ষাগার, যখন hydrogen নয়, helium ঘটনাটিকে চালায়।

শুরু থেকেই V445 Puppis কেন আলাদা ছিল

একটি সাধারণ nova-তে, একটি white dwarf একটি companion star-কে প্রদক্ষিণ করে এবং সময়ের সঙ্গে সঙ্গে সেখান থেকে hydrogen-rich gas টেনে নেয়। সেই পদার্থ white dwarf-এর পৃষ্ঠে জমতে থাকে, যতক্ষণ না pressure এবং temperature যথেষ্ট বেড়ে runaway thermonuclear flash সৃষ্টি করে। বিস্ফোরণটি নাটকীয়, কিন্তু white dwarf সাধারণত টিকে যায়, ফলে accretion চলতে থাকলে এই চক্র আবারও ঘটতে পারে।

V445 Puppis মোটামুটি একই কাঠামো অনুসরণ করেছিল, তবে একটি নির্ণায়ক পার্থক্য ছিল: জ্বালানি ছিল helium। উৎস লেখায় বলা হয়েছে, companion-টি একটি helium star, অর্থাৎ এমন একটি তারা যার বাইরের hydrogen envelope ছিনিয়ে নেওয়া হয়েছে, সম্ভবত সেই একই white dwarf-ই এটি stripping করেছে, যা এখন সেখান থেকে accreting করছে। এমন তারা অত্যন্ত বিরল। নিবন্ধটি বলছে, ছায়াপথে শত শত বিলিয়ন তারার মধ্যে এদের সংখ্যা সম্ভবত মাত্র কয়েক হাজার।

এই বিরলতাই ব্যাখ্যা করে helium nova কেন এত কম দেখা যায়। একই সঙ্গে এটি প্রতিটি নতুন সীমাবদ্ধতার গুরুত্বও বাড়ায়, যা জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা এই সিস্টেমে প্রয়োগ করতে পারেন। মিল্কি ওয়েতে যখন কেবল একটি নিশ্চিত উদাহরণই আছে, তখন তার orbit, debris, composition, এবং eruption-পরবর্তী আচরণের বিবরণ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে।

ধুলো প্রমাণ লুকিয়েছিল, কিন্তু চিরতরে নয়

২০০০ সালের eruption শুধু এক বিরল ধরনের nova-র ঘোষণা করেনি। এটি এমন পরিস্থিতিও তৈরি করেছিল, যা সিস্টেমটিকে অধ্যয়ন করা কঠিন করে তোলে। outburst একটি bipolar shell ছুড়ে দিয়েছিল, যা এক ট্রিলিয়ন কিলোমিটারেরও বেশি বিস্তৃত হয়েছিল, এবং একটি ঘন dust disc তৈরি করেছিল যা প্রায় এক চতুর্থাংশ শতাব্দী ধরে কেন্দ্রীয় binary-কে আড়াল করে রেখেছিল। বছরের পর বছর, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা debris-এর বিস্তার দেখতে পেলেও যে ইঞ্জিন এটি তৈরি করেছিল, তা দেখতে পারেননি।

এখন সেই geometry-ই গল্পের কেন্দ্রে বলে মনে হচ্ছে। উৎসে বর্ণিত pinched-waist structure-সহ expanding shell-টির কেন্দ্রে থাকা dust disc-ই সিস্টেমটিকে লুকিয়ে রেখেছিল। debris ধীরে ধীরে সরে যাওয়ার সঙ্গে সঙ্গে, বহু যন্ত্রের সাহায্যে binary-টির পুনর্গঠন সম্ভব করার মতো যথেষ্ট আলো বেরিয়ে আসে।

জ্যোতির্বিজ্ঞানের রহস্য কীভাবে সমাধান হয়, তার একটি দরকারী স্মরণ এটি। একক snapshot দিয়ে নয়, বরং দশক ধরে এবং বিভিন্ন wavelength জুড়ে অধ্যবসায়ের মাধ্যমে। Infrared data visible light-এর চেয়ে ভালোভাবে ধুলো ভেদ করতে পারে। Spectroscopy গতি ও composition অনুসরণ করে। Space-based photometry timing তথ্য যোগ করে। Hubble এবং বড় ground telescope spatial detail আনে। V445 Puppis-এ, সেই দীর্ঘ পর্যবেক্ষণভিত্তিই নির্ণায়ক ছিল।

অবিশ্বাস্য orbital period-সহ এক বিরল binary

পুনরুদ্ধার করা সিস্টেম-চিত্রে অন্তত দুইটি উল্লেখযোগ্য ফল আছে। প্রথমত, দুটি তারা একে অপরকে ৩.৭ দিনে একবার প্রদক্ষিণ করে, যা উৎসের ভাষায় জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা আগে যা ভেবেছিলেন তার চেয়ে প্রায় দ্বিগুণ দীর্ঘ। সংশোধিত orbital timing গবেষকদের binary-টি কীভাবে মডেল করবেন তা বদলে দেয়, যার মধ্যে পদার্থ কীভাবে স্থানান্তরিত হয় এবং ভবিষ্যৎ eruption-এর জন্য পরিস্থিতি কত দ্রুত আবার গড়ে উঠতে পারে, সেটিও রয়েছে।

দ্বিতীয়ত, accretion apparently ইতিমধ্যেই আবার শুরু হয়েছে। অর্থাৎ, white dwarf আবারও তার helium-star companion থেকে পদার্থ চুরি করতে শুরু করেছে। এটি ইঙ্গিত দেয় যে ২০০০ সালের ঘটনাটি সিস্টেমের গল্প শেষ করেনি; এটি সেটি reset করেছে। binary এখনও সক্রিয়, এবং তাই V445 Puppis কেবল একটি postmortem case নয়, বরং ভবিষ্যৎ পরিবর্তনের জন্য নজরে রাখার মতো একটি evolving object।

outflow-এ গ্যাসের embedded clump-ও রয়েছে, সম্ভবত oxygen-rich, যা ঘণ্টায় ১২ মিলিয়ন কিলোমিটার পর্যন্ত গতিতে চলছে। উৎসবস্তুর অনুযায়ী, Mills সন্দেহ করেন এই knots-গুলো মূল outburst-এর পরে নিক্ষিপ্ত হয়েছিল, এবং এর মতো কিছু অন্য কোনো nova-তে দেখা যায়নি। এটি নিশ্চিত হলে, গ্যালাকটিক রেকর্ডে একাই দাঁড়িয়ে থাকা এই সিস্টেমে আরও একটি অদ্ভুত মাত্রা যোগ হবে।

একটি অদ্ভুত তারার বাইরেও helium nova কেন গুরুত্বপূর্ণ

Helium nova নিজের মধ্যেই আকর্ষণীয়, কিন্তু V445 Puppis আরও বড় এক প্রশ্নের সঙ্গেও সম্পর্কিত হতে পারে: কিছু white dwarf কীভাবে বিপর্যয়কর বিস্ফোরণের দিকে বিবর্তিত হয়? উৎস লেখাটি এই অনুসন্ধানকে Type Ia supernova-র সঙ্গে যুক্ত করেছে, যেগুলো cosmological yardstick হিসেবে ব্যবহৃত stellar explosions এবং মহাবিশ্বের ত্বরান্বিত প্রসারণ উন্মোচনে সাহায্য করেছে।

নিবন্ধটি বলেনি যে V445 Puppis-এর পরিণতি অবশ্যই Type Ia supernova হওয়ার পথে, এবং সেই পার্থক্যটি গুরুত্বপূর্ণ। যা এটি ইঙ্গিত করে তা হল, সিস্টেমটি এমন একটি পথ আলোকিত করতে পারে যার মাধ্যমে white dwarf-রা অস্বাভাবিক পরিস্থিতিতে পদার্থ সংগ্রহ করে এবং প্রক্রিয়াকরণ করে। সেই পথ বোঝা গবেষকদের মডেল উন্নত করতে সাহায্য করতে পারে, কোন binary recurrent nova হিসেবে টিকে থাকে, কোনগুলো অতিরিক্ত mass হারিয়ে বড় হতে পারে না, এবং কোনগুলো আরও বিধ্বংসী ঘটনার সীমানার দিকে এগোতে পারে।

এটাই বিরল সিস্টেমগুলোর বৈজ্ঞানিক মূল্য। তারা বিদ্যমান শ্রেণিবিভাগকে চ্যালেঞ্জ করে। একটি hydrogen-free nova জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের জিজ্ঞাসা করতে বাধ্য করে, তাদের standard framework যথেষ্ট বিস্তৃত কি না, এবং আপাতদৃষ্টিতে বিচিত্র binary-গুলো কি আরও পরিচিত cosmic phenomena-র ব্যাখ্যায় সাহায্য করতে পারে কি না।

এর পর কী

V445 Puppis এখন আর সম্পূর্ণভাবে অদৃশ্য নয়, কিন্তু সব দিক থেকে এটি সমাধান হয়ে যাওয়া কেসও নয়। উচ্চ-গতির clump-গুলোর composition, outflow-এর সঠিক ক্রম, এবং সিস্টেমের পুনরায় শুরু হওয়া accretion কীভাবে বিবর্তিত হবে, এসব নিয়ে প্রশ্ন রয়ে গেছে। ধারাবাহিক পর্যবেক্ষণ গুরুত্বপূর্ণ হবে, বিশেষ করে কারণ এই বস্তু ইতিমধ্যেই দেখিয়েছে যে এটি দশকের পর দশক নিজের visibility বদলে নিতে পারে।

তবু কেন্দ্রীয় রহস্যটি অনেকটাই সংকুচিত হয়েছে। জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা এখন মনে করছেন, মিল্কি ওয়ের একমাত্র নিশ্চিত helium nova-র জন্য দায়ী binary-টি শনাক্ত করেছেন: ৩.৭ দিনের orbit-এ একটি stripped helium star থেকে পদার্থ গ্রহণকারী একটি white dwarf। ২৫ বছরের পরোক্ষ সূত্রের পরে, এটি বড় অগ্রগতি। কখনও কখনও জ্যোতির্বিজ্ঞানে ব্রেকথ্রু মানে নতুন কিছু খুঁজে পাওয়া নয়। মানে হলো, দীর্ঘদিন ধরে থাকা জিনিসটিকে অবশেষে দেখা।

• V445 Puppis ২০০০ সালে হাইড্রোজেন ছাড়াই বিস্ফোরিত হয়েছিল, ফলে এটি মিল্কি ওয়ের একমাত্র নিশ্চিত helium nova।
• গবেষকেরা লুকিয়ে থাকা binary system শনাক্ত করতে VLT, Hubble, SALT, এবং TESS data ব্যবহার করেছেন।
• সিস্টেমটি একটি white dwarf নিয়ে গঠিত, যা একটি বিরল helium star থেকে পদার্থ accrete করছে।
• তারা ৩.৭ দিনে একবার প্রদক্ষিণ করে, এবং eruption-এর পর accretion ইতিমধ্যেই আবার শুরু হয়েছে।

এই নিবন্ধটি Universe Today-এর প্রতিবেদন অবলম্বনে লেখা। মূল নিবন্ধটি পড়ুন.