একটি বিখ্যাত starburst galaxy থেকে সরাসরি পরিমাপ
XRISM মহাকাশযানের Resolve যন্ত্র ব্যবহার করে, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা প্রথমবারের মতো starburst galaxy M82 থেকে বেরিয়ে আসা অতিউত্তপ্ত গ্যাসের গতি সরাসরি পরিমাপ করেছেন। এই ফলাফল গবেষকদের জন্য একটি নতুন উপায় দেয়, যাতে তারা পরীক্ষা করতে পারেন কীভাবে তীব্র তারা-গঠন এবং supernova কার্যকলাপ শক্তিশালী বায়ুপ্রবাহ চালাতে পারে, যা পুরো গ্যালাক্সিকে আকার দেয়।
NASA-এর মতে, এই পদার্থ ঘণ্টায় ২০ লক্ষ মাইলেরও বেশি, অর্থাৎ ঘণ্টায় ৩০ লক্ষ কিলোমিটারেরও বেশি বেগে চলছে। গবেষকদের মতে, গ্যালাক্সির কেন্দ্র থেকে হাজার হাজার আলোকবর্ষ দূরে বিস্তৃত হয়ে থাকা ইতিমধ্যেই পরিচিত ঠান্ডা, বৃহৎ-স্কেলের আউটফ্লো-এর প্রধান চালিকাশক্তি হিসেবে কাজ করার জন্য এই গতি যথেষ্ট দ্রুত। এই অনুসন্ধানগুলো ২৫ মার্চ Nature-এ প্রকাশিত হয়েছে।
M82, যাকে প্রায়ই Cigar galaxy বলা হয়, Ursa Major-এ প্রায় ১.২ কোটি আলোকবর্ষ দূরে অবস্থিত। এটি একটি starburst galaxy হিসেবে শ্রেণিবদ্ধ, কারণ এটি তার আকারের গ্যালাক্সির জন্য Milky Way-এর তুলনায় প্রায় ১০ গুণ দ্রুত হারে তারা তৈরি করছে। এই তীব্র কার্যকলাপ এটিকে গ্যালাক্সির মধ্যে তারা ও নক্ষত্র-বিস্ফোরণ কীভাবে গ্যাসকে পুনর্গঠন করে এবং পদার্থকে আন্তঃগ্যালাকটিক মহাকাশে ঠেলে দেয়, তা বোঝার অন্যতম সেরা পরীক্ষাগারে পরিণত করেছে।
কেন এই ফলাফল গুরুত্বপূর্ণ
বছরের পর বছর ধরে, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা starburst galaxy-র একটি ক্লাসিক মডেল নিয়ে কাজ করেছেন: তারা-গঠন এবং supernova shock wave-এর শক্তি গ্যালাকটিক কেন্দ্রের কাছের গ্যাসকে উত্তপ্ত করে, এবং সেই উত্তপ্ত গ্যাস একটি আউটফ্লো শুরু করে যা অনেক বড় একটি galactic wind চালাতে সাহায্য করে। তবে এতদিন M82-তে সেই ধারণা আত্মবিশ্বাসের সঙ্গে পরীক্ষা করার জন্য প্রয়োজনীয় সরাসরি বেগ-পরিমাপ তাদের কাছে ছিল না।
XRISM সেটি বদলে দিয়েছে। NASA বলেছে, নতুন পর্যবেক্ষণে দেখা গেছে উত্তপ্ত গ্যাস কিছু মডেলের পূর্বাভাসের চেয়েও দ্রুত গতিতে চলছে। ফলে এই আবিষ্কারটি শুধু কাছের একটি গ্যালাক্সির জন্য নয়, আরও অনেক গ্যালাক্সির ক্ষেত্রেও গুরুত্বপূর্ণ। Galactic wind গ্যালাক্সি কীভাবে বৃদ্ধি পায়, কতদিন তারা তারা তৈরি করে, তারা কীভাবে ভারী মৌল বণ্টন করে, এবং তাদের আশপাশের পরিবেশের সঙ্গে কীভাবে পারস্পরিক ক্রিয়া করে, তা প্রভাবিত করে। জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা যদি এই বায়ুপ্রবাহগুলোর গতি ও গঠন আরও নির্ভুলভাবে মাপতে পারেন, তবে গ্যালাক্সি বিবর্তন নিয়ন্ত্রণকারী feedback প্রক্রিয়াগুলো আরও ভালোভাবে বুঝতে পারবেন।
University of Maryland, College Park এবং NASA’s Goddard Space Flight Center-এর Erin Boettcher, যিনি এই পেপারের নেতৃত্ব দিয়েছেন, বলেছেন যে মিশনটি প্রয়োজনীয় বেগ-পরিমাপ পাওয়ার প্রথম সুযোগ দেয়। NASA-এর সারাংশে বলা হয়েছে, ফলাফলটি এই ধারণাকে সমর্থন করে যে আউটফ্লোর উত্তপ্ত অংশের কাছে গ্যালাক্সির বাইরের প্রান্ত পর্যন্ত পদার্থ ঠেলে দেওয়ার মতো যথেষ্ট শক্তি রয়েছে।
XRISM-এর Resolve যন্ত্রের ক্ষমতা
এই পরিমাপ XRISM-এর উচ্চ-রেজোলিউশনের X-ray spectroscopy-এর ওপর নির্ভর করেছিল। JAXA-র নেতৃত্বে, NASA এবং ESA-এর অবদান নিয়ে পরিচালিত এই মিশনটি মহাবিশ্ব জুড়ে থাকা উত্তপ্ত, শক্তিশালী ঘটনাগুলো অধ্যয়নের জন্য তৈরি। এই কাজে ব্যবহৃত Resolve যন্ত্রটিও NASA এবং JAXA যৌথভাবে উন্নয়ন করেছে।
এই সক্ষমতা গুরুত্বপূর্ণ, কারণ M82-এর মতো ব্যবস্থায় সবচেয়ে উত্তপ্ত গ্যাস X-ray-তে বিকিরণ করে। সেই বিকিরণের সূক্ষ্ম পরিবর্তন বিশ্লেষণ করে জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা হিসাব করতে পারেন গ্যাস কত দ্রুত চলছে। এই ক্ষেত্রে, Resolve গবেষকদের এমন একটি galactic wind উপাদান পরিমাপ করতে সাহায্য করেছে, যা আগে সরাসরি নির্ণয় করা কঠিন ছিল।
এই ফলাফল M82-এর সহিংস কেন্দ্রীয় পরিবেশকে তার অনেক বড় দৃশ্যমান কাঠামোর সঙ্গে যুক্ত করে। গ্যালাক্সিটি ইতিমধ্যেই এমন একটি ঠান্ডা গ্যাস ও ধূলির wind-এর জন্য পরিচিত, যা কেন্দ্র থেকে 40,000 আলোকবর্ষ পর্যন্ত বিস্তৃত। নতুন XRISM তথ্য ইঙ্গিত দেয় যে কেন্দ্র থেকে আসা অনেক বেশি উত্তপ্ত, দ্রুত প্রবাহই সেই বৃহত্তর ঘটনাটির প্রধান চালক।
অত্যন্ত চাপে থাকা একটি গ্যালাক্সি
M82-এর কেন্দ্র একটি অস্বাভাবিকভাবে সক্রিয় স্থান। দ্রুত তারা-গঠন মানে আরও বেশি বিশাল তারা জন্ম নিচ্ছে, এবং বিশাল তারারা দ্রুত বাঁচে এবং বিস্ফোরকভাবে মারা যায়। সেই supernovaগুলো, তীব্র তারাজননের সঙ্গে যুক্ত turbulence এবং radiation-এর সঙ্গে মিলিত হয়ে, আশপাশের পরিবেশে বিপুল শক্তি ঢেলে দেয়। ফলাফল হিসেবে তৈরি হয় একপ্রকার উত্তপ্ত গ্যাসের ক্যালড্রন, যা অসাধারণ গতিতে পদার্থকে বাইরে ছুড়ে দিতে সক্ষম।
এই প্রক্রিয়াটি astrophysics-এ feedback-এর অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ রূপ। যদি গ্যালাক্সিগুলো নিয়ন্ত্রণহীনভাবে তারা তৈরি করত, তবে বাস্তবে যেমন করে তেমনভাবে তারা তাদের গ্যাস ব্যবহার করত না। তারা, black holes, বা দুটির সম্মিলিত প্রভাব থেকে চালিত wind গ্যাসকে উত্তপ্ত করে, সরিয়ে এবং পুনর্বণ্টন করে এই চক্রকে নিয়ন্ত্রণে রাখে। M82 এমন একটি ইঞ্জিনকে কাজ করতে কাছ থেকে দেখার সুযোগ দেয়।
নতুন ফলাফলটি এটাও দেখায় যে multi-observatory astronomy কেন গুরুত্বপূর্ণ। NASA XRISM ঘোষণার সঙ্গে Chandra, Hubble, Spitzer, এবং Webb-এর ছবির উল্লেখ যুক্ত করেছে, যা একসঙ্গে M82-এর বিভিন্ন উপাদান প্রকাশ করে, উত্তপ্ত X-ray-নিঃসরণকারী অঞ্চল থেকে শুরু করে শীতল ধূলি ও তারার আলো পর্যন্ত। XRISM এই ছবিতে বিশেষভাবে মূল্যবান কিছু যোগ করে: সবচেয়ে উত্তপ্ত গ্যাস সম্পর্কে সরাসরি বেগের তথ্য।
গবেষকরা এরপর কী জানতে পারেন
২৫ মার্চের পেপারটি একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ, তবে এটি একটি শুরুও বটে। একবার জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা ভালোভাবে অধ্যয়ন করা starburst galaxy-তে উত্তপ্ত wind-এর গতি মাপতে পারলে, তারা সেই পর্যবেক্ষণগুলো galaxy evolution মডেল এবং ভিন্ন তারাগঠন হার ও কাঠামোযুক্ত অন্যান্য গ্যালাক্সির সঙ্গে তুলনা করতে পারবেন। এতে স্পষ্ট হতে পারে কখন উত্তপ্ত wind পালিয়ে যায়, কখন থমকে যায়, এবং তারা গ্যালাকটিক কেন্দ্র থেকে ভর ও শক্তি কতটা দক্ষতার সঙ্গে দূরে সরিয়ে নিয়ে যায়।
এটি রাসায়নিক মৌলগুলো গ্যালাক্সির মধ্যে কীভাবে মিশে যায় এবং আশপাশের মহাকাশে কীভাবে ছড়িয়ে পড়ে, সে সম্পর্কেও আরও ভালো ধারণা দিতে পারে। Supernova-চালিত wind শুধু পদার্থ সরায় না। তারা তারার বিবর্তনের উৎপাদিত উপাদান বহন করে, যার ফলে তারার ভেতরে তৈরি হওয়া ভারী মৌলগুলো আরও বিস্তৃত cosmic পরিবেশে ছড়িয়ে পড়ে।
এখনকার জন্য মূল উপসংহারটি সহজ। জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা অবশেষে M82-এর কেন্দ্র থেকে বেরিয়ে আসা অতিউত্তপ্ত গ্যাসের গতি মেপেছেন, এবং সংখ্যাগুলো ইঙ্গিত দিচ্ছে যে এই আউটফ্লোটি গ্যালাক্সির অনেক বাইরে পর্যন্ত প্রসারিত বিখ্যাত বায়ুপ্রবাহ চালাতে পুরোপুরি সক্ষম। এতে দীর্ঘদিনের একটি ধারণা পরিমাপিত ফলাফলে পরিণত হয়েছে, এবং দেখায় XRISM কীভাবে উত্তপ্ত, গতিশীল মহাবিশ্বের জন্য একটি নতুন জানালা খুলতে পারে।
এই নিবন্ধটি science.nasa.gov-এর প্রতিবেদন অবলম্বনে লেখা হয়েছে। মূল নিবন্ধ পড়ুন.
