ইলেকট্রন ট্র্যাকিং ক্যামেরায় গ্যালাকটিক কেন্দ্রের গামা রশ্মির সরাসরি ছবি তুলেছে জেএএক্সএ-র দল

বেলুনে চড়ে পর্যবেক্ষণে ৭.৯ সিগমার সংকেত

২০১৮ সালে অস্ট্রেলিয়ার আকাশে ওড়ানো একটি দূরবীক্ষণযন্ত্র থেকে আকাশগঙ্গার কেন্দ্র থেকে নির্গত গামা রশ্মির সরাসরি ছবি পাওয়া গেছে। ১৫০ থেকে ৬০০ কেভি শক্তি ব্যান্ডে পটভূমি বিকিরণের চেয়ে ৭.৯ স্ট্যান্ডার্ড ডেভিয়েশন বেশি শক্তিশালী সংকেত শনাক্ত হয়েছে। এই ফল এমন এক শক্তি পরিসরে নতুন ইমেজিং পদ্ধতির কার্যকারিতা দেখায়, যেখানে দীর্ঘদিন ধরে নির্ভুল জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক পর্যবেক্ষণ করা কঠিন ছিল।

জাপান অ্যারোস্পেস এক্সপ্লোরেশন এজেন্সি (জেএএক্সএ), কিতাসাতো বিশ্ববিদ্যালয়, জাপানের ন্যাশনাল ইনস্টিটিউট অব অ্যাডভান্সড ইন্ডাস্ট্রিয়াল সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজি এবং কিয়োটো বিশ্ববিদ্যালয় ২০২৬ সালের ৬ অক্টোবর এই গবেষণার ফল ঘোষণা করে। তাঁদের যৌথ গবেষণা ঘোষণায় বলা হয়েছে, এই শক্তি পরিসরে গ্যালাকটিক কেন্দ্র থেকে পজিট্রন বিনাশজনিত বিকিরণের নির্ভুল বর্ণালি পেতে জ্যামিতিক আলোকবিজ্ঞানের নীতির ওপর ভিত্তি করে রৈখিক ইমেজিং ব্যবহারের ঘটনা এটিই প্রথম।

এই পার্থক্যটি গুরুত্বপূর্ণ। ওই অঞ্চলে গামা রশ্মি বা প্রতিপদার্থের বিনাশ শনাক্ত করার ঘটনা এটি প্রথম নয়। বরং আগত গামা রশ্মিকে ছবির নির্দিষ্ট অবস্থানের সঙ্গে যুক্ত করার একটি ভিন্ন পদ্ধতির কার্যকারিতা দেখানো হয়েছে। এর ফলে আকাশীয় উৎসগুলোর বিন্যাস সম্পর্কে অনুমানের ওপর নির্ভরতা কমিয়ে উজ্জ্বলতা ও শক্তি মাপা যায়।

গবেষণায় পজিট্রোনিয়াম-সম্পর্কিত বিকিরণের যে হিসাব পাওয়া গেছে, তা আগের ইন্টেগ্রাল পরিমাপের প্রায় দ্বিগুণ। তবে অনিশ্চয়তা যথেষ্ট বেশি, আর গবেষণাপত্রে দুটি পরিমাপকেই পরিসংখ্যানগতভাবে সামঞ্জস্যপূর্ণ বলা হয়েছে। এই ফল থেকে গ্যালাকটিক কেন্দ্রের উজ্জ্বলতা বেড়েছে বা ডার্ক ম্যাটার শনাক্ত হয়েছে, এমন সিদ্ধান্তে পৌঁছানো যায় না।

দলে রয়েছেন কিতাসাতো বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক তোরু তানিমোরি, যিনি কিয়োটো বিশ্ববিদ্যালয়ের ইমেরিটাস অধ্যাপক; ন্যাশনাল ইনস্টিটিউট অব অ্যাডভান্সড ইন্ডাস্ট্রিয়াল সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজির গবেষক তোমোনোরি ইকেদা; কিয়োটো বিশ্ববিদ্যালয়ের সহযোগী অধ্যাপক আতসুশি তাকাদা; এবং জেএএক্সএ-র ইনস্টিটিউট অব স্পেস অ্যান্ড অ্যাস্ট্রোনটিক্যাল সায়েন্সের সহকারী অধ্যাপক ইয়োশিতাকা মিজুমুরা। তাঁদের প্রস্তাবিত পরবর্তী পরীক্ষা SMILE-3-কে ২০২৮ সালে অস্ট্রেলিয়ায় জেএএক্সএ-র বেলুন উড্ডয়নের একটি সম্ভাব্য অভিযানের প্রার্থী হিসেবে প্রস্তুত করা হচ্ছে।

ক্যামেরা কীভাবে বদল আনে

যন্ত্রটি একটি ইলেকট্রন ট্র্যাকিং কম্পটন ক্যামেরা, বা ETCC। প্রচলিত অপটিক্যাল লেন্স দিয়ে গামা রশ্মি সংগ্রহের বদলে, এটি ডিটেক্টরের ভেতরে সংঘটিত মিথস্ক্রিয়া থেকে রশ্মির আগমনের দিক পুনর্গঠন করে।

গামা রশ্মি কম্পটন বিক্ষেপণের শিকার হলে তার কিছু শক্তি একটি ইলেকট্রনকে দেয় এবং নিজে অন্য দিকে চলতে থাকে। প্রচলিত কম্পটন ক্যামেরা বিক্ষিপ্ত ফোটন মাপে, কিন্তু প্রতিক্ষিপ্ত ইলেকট্রনের দিক যথেষ্ট সম্পূর্ণভাবে মাপতে পারে না। তাই প্রতিটি ঘটনা আকাশের একটি নির্দিষ্ট দিকের বদলে সম্ভাব্য অবস্থানের একটি বলয় নির্দেশ করে।

ETCC ইলেকট্রনের গতিপথের পাশাপাশি বিক্ষিপ্ত ফোটনের শক্তি ও অবস্থানও ধারণ করে। এই পরিমাপগুলো একত্রে আগত রশ্মির দিক পুনর্গঠন করে ছবিতে একটি নির্দিষ্ট অবস্থানের সঙ্গে যুক্ত করতে সাহায্য করে; তবে যন্ত্রটির কৌণিক অনিশ্চয়তা থেকেই যায়।

এতে রৈখিক ইমেজিং সম্ভব হয়। সহজভাবে বললে, কোনো একটি উৎস থেকে মাপা অবদান একা পর্যবেক্ষণ করা হোক বা অন্য উৎসের সঙ্গে একসঙ্গে দেখা হোক, একই থাকার কথা। এরপর জটিলভাবে পরস্পর-ওভারল্যাপ করা বলয় পুনর্গঠনের ওপর প্রধানত নির্ভর না করে, ছবি থেকে উজ্জ্বলতার পরিমাণগত পরিমাপ করা যায়।

অপটিক্যাল জ্যোতির্বিজ্ঞানের সঙ্গে তুলনাটি এই ইমেজিং নীতিকে ঘিরে, যন্ত্রের গঠন বা ছবির তীক্ষ্ণতাকে নয়। ETCC কাচের লেন্স দিয়ে গামা রশ্মিকে ফোকাস করে না, আর গ্যালাকটিক কেন্দ্রের ছবিও বিস্তৃত। এর অগ্রগতি হলো শনাক্ত করা ঘটনা ও আকাশের অবস্থানের মধ্যে আরও সরাসরি ও পরিমাপযোগ্য সম্পর্ক স্থাপন।

গ্যালাকটিক কেন্দ্রের দিকে পাঁচ ঘণ্টার নজর

SMILE-2+ বেলুনটি ২০১৮ সালের ৭ এপ্রিল অস্ট্রেলিয়ান সেন্ট্রাল স্ট্যান্ডার্ড টাইম সকাল ৬টা ২৪ মিনিটে মধ্য অস্ট্রেলিয়ার অ্যালিস স্প্রিংস থেকে উড্ডয়ন করে। এর উড্ডয়ন প্রায় এক দিন স্থায়ী হলেও গ্যালাকটিক কেন্দ্র পর্যবেক্ষণের উপযোগী সময় ছিল অনেক কম।

গবেষণাপত্রের পাণ্ডুলিপি অনুযায়ী, ৮ এপ্রিল রাত প্রায় ১টার দিকে গ্যালাকটিক কেন্দ্র নির্ধারিত দৃষ্টিক্ষেত্রে প্রবেশ করে এবং আনুমানিক পাঁচ ঘণ্টা পর্যবেক্ষণযোগ্য ছিল। বেলুনটি যখন প্রায় ৩৯.৬ কিলোমিটার উচ্চতায় স্থিতিশীলভাবে ভেসে ছিল, সেই সময়ের তথ্য দিয়ে ছবি তৈরি করা হয়।

দূরবীক্ষণযন্ত্রটির দৃষ্টিক্ষেত্র ছিল ৩.১ স্টেরেডিয়ান। স্টেরেডিয়ান সমতল পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল নয়, কৌণিক ক্ষেত্রফল মাপে। পুরো আকাশের ক্ষেত্রফল প্রায় ১২.৬ স্টেরেডিয়ান হওয়ায় যন্ত্রটি একবারে আকাশের মোটামুটি এক-চতুর্থাংশ দেখতে পারত, যদিও বায়ুমণ্ডলীয় দূষণ সীমিত করতে বিশ্লেষণে পর্যবেক্ষণের দিকগুলো আরও সীমাবদ্ধ করা হয়।

ঘটনাক্রমে মূল উড্ডয়ন ও পরবর্তী বৈজ্ঞানিক বিশ্লেষণের মধ্যে পার্থক্য স্পষ্ট:

• ৭ এপ্রিল, ২০১৮: SMILE-2+ অ্যালিস স্প্রিংস থেকে উড্ডয়ন করে।
• ৮ এপ্রিল, ২০১৮: গ্যালাকটিক কেন্দ্র প্রায় পাঁচ ঘণ্টা পর্যবেক্ষণযোগ্য ছিল।
• ২০২২: দলটি অ্যাস্ট্রোফিজিক্যাল জার্নালে গ্যালাকটিক কেন্দ্র শনাক্তের প্রাথমিক বিবরণ প্রকাশ করে।
• ১১ আগস্ট, ২০২৬: নতুন ইমেজিং ও স্পেকট্রোস্কোপি গবেষণা ফিজিক্যাল রিভিউ ডি-তে প্রকাশিত হয়।
• ৬ অক্টোবর, ২০২৬: জাপানের চারটি প্রতিষ্ঠান যৌথভাবে ফল ঘোষণা করে।
• ২০২৮: অস্ট্রেলিয়ায় জেএএক্সএ-র বেলুন উড্ডয়নের সম্ভাব্য অভিযানের প্রার্থী SMILE-3।

শক্তিশালী শনাক্তকরণ মানেই বিস্তারিত মানচিত্র নয়

ফিজিক্যাল রিভিউ ডি-তে প্রকাশিত গবেষণাপত্রটিতে (খণ্ড ১১৪, প্রবন্ধ ০৪৩০২৬) গ্যালাকটিক কেন্দ্রের ছবিতে ৭.৯ সিগমার অতিরিক্ত সংকেতের কথা জানানো হয়েছে। আনুমানিক পটভূমির পরিসংখ্যানগত ওঠানামার তুলনায় সংকেতের মাত্রা বোঝাতে সিগমা ব্যবহার করা হয়।

ব্যবহৃত বিশ্লেষণের ভিত্তিতে ছবিতে বিকিরণের উপস্থিতির পক্ষে এটি জোরালো প্রমাণ। তবে শুধু এ থেকে বিকিরণ সৃষ্টিকারী বস্তুগুলো শনাক্ত করা যায় না, কিংবা বিকিরণটি ছোট কোনো উৎসে কেন্দ্রীভূত নাকি বিশাল অঞ্চলে ছড়িয়ে আছে, তা-ও নির্ধারণ করা যায় না।

গবেষকেরা বিকিরণ ব্যাখ্যা করার তিনটি ধরন যাচাই করেন: গ্যালাকটিক কেন্দ্রের একটি একক উৎস, একাধিক উপাদান নিয়ে গঠিত কাঠামো, এবং দ্বিমাত্রিক গাউসীয় বণ্টন দিয়ে বর্ণিত একটি মসৃণ প্রতিসম বণ্টন। একাধিক উপাদানের কাঠামোটিতে ছিল সরু বাল্জ, প্রশস্ত বাল্জ, অনুজ্জ্বল ডিস্ক এবং একটি কেন্দ্রীয় উৎস।

গবেষণাটি পরিচালনাকারী ইকেদা ও তাঁর সহলেখকেরা গবেষণাপত্রের সারাংশে জানান, পর্যবেক্ষণের ভিত্তিতে এই ব্যাখ্যাগুলোর মধ্যে কোনোটিকেই নিশ্চিতভাবে আলাদা করা যায়নি:

তিনটি ব্যাখ্যাই তথ্যের সঙ্গে পরিসংখ্যানগতভাবে সামঞ্জস্যপূর্ণ বলে দেখা গেছে।

গাউসীয় মডেলে প্রস্থ পাওয়া গেছে ২৬ ± ১২ ডিগ্রি, যা ফুল উইডথ অ্যাট হাফ ম্যাক্সিমামে ৬১ ± ২৮ ডিগ্রির সমান। তবে পরিসংখ্যানগত পরীক্ষায় প্রমাণ হয়নি যে বিস্তৃত কোনো উৎস থাকা আবশ্যক। তাই দলটি অঞ্চলটিতে নির্ভরযোগ্যভাবে বিকিরণ শনাক্ত করলেও এর ভৌত কাঠামো চূড়ান্তভাবে নির্ণয় করতে পারেনি।

ফ্লাক্স দ্বিগুণ হলেই কেন বিরোধ বোঝায় না

পজিট্রোনিয়ামের সঙ্গে সম্পর্কিত বিকিরণের হিসাব ছিল প্রতি বর্গসেন্টিমিটার প্রতি সেকেন্ডে (৩.২ ± ১.৪) × ১০-এর মাইনাস ২ ঘাত ফোটন। পজিট্রোনিয়াম হলো ইলেকট্রন ও তার প্রতিপদার্থ প্রতিরূপ পজিট্রন নিয়ে গঠিত একটি ক্ষণস্থায়ী বন্ধনযুক্ত ব্যবস্থা। এর বিনাশে গামা রশ্মি তৈরি হয়, যার মধ্যে একটি ধারাবাহিক বর্ণালিও রয়েছে যা পর্যবেক্ষিত শক্তি ব্যান্ডে অবদান রাখে।

গবেষণাপত্রে এই হিসাবের সঙ্গে ইন্টেগ্রালের পরিমাপ—প্রতি বর্গসেন্টিমিটার প্রতি সেকেন্ডে (১.৪ ± ০.৩) × ১০-এর মাইনাস ২ ঘাত ফোটন—তুলনা করা হয়েছে। কেন্দ্রীয় মান ভাগ করলে ৩.২ ÷ ১.৪ = প্রায় ২.৩, যা ঘোষণায় ফলটিকে প্রায় দ্বিগুণ বেশি বলার সঙ্গে সামঞ্জস্যপূর্ণ।

কেন্দ্রীয় মানে পার্থক্য আছে, তবে তুলনার সময় অনিশ্চয়তাও বিবেচনায় রাখতে হবে। লেখকেরা পরিমাপ দুটিকে এক সিগমার মধ্যে সামঞ্জস্যপূর্ণ বলে বর্ণনা করেছেন। তাই নতুন ফলকে ইন্টেগ্রালের সঙ্গে নিশ্চিত বিরোধ হিসেবে নয়, বরং আরও নির্ভুল পরিমাপের প্রয়োজন রয়েছে এমন একটি বেশি হিসাব হিসেবে দেখা উচিত।

শুধু পজিট্রোনিয়াম থেকে এসেছে বলে নিশ্চিতভাবে শনাক্ত করা ফোটন গুনে এই মান পাওয়া হয়নি। একাধিক উপাদানবিশিষ্ট মডেলে ১৫০ থেকে ৬০০ কেভি জুড়ে মোট পরিমাপ করা ফ্লাক্স ছিল প্রতি বর্গসেন্টিমিটার প্রতি সেকেন্ডে (৫.৮ ± ১.২) × ১০-এর মাইনাস ২ ঘাত ফোটন।

এরপর গবেষকেরা একই এককে (২.৬ ± ০.৭) × ১০-এর মাইনাস ২ ঘাত ফোটন পরিমাণের ইনভার্স কম্পটন অবদানের হিসাব করে তা বিয়োগ করেন। উচ্চশক্তির ইলেকট্রন যখন ফোটনের কাছে শক্তি হস্তান্তর করে, তখন ইনভার্স কম্পটন বিকিরণ ঘটে। মডেল করা এই অবদানের অনিশ্চয়তাও পজিট্রোনিয়ামের চূড়ান্ত হিসাবে যুক্ত হয়।

সরাসরি ইমেজিংয়েও পটভূমির সংশোধন দরকার

ক্যামেরার দিকনির্দেশক পরিমাপ অস্পষ্টতা কমায়, কিন্তু সব মডেল বা সংশোধনের প্রয়োজন দূর করে না। পাণ্ডুলিপিতে স্পষ্ট বলা হয়েছে, ঘটনার সংখ্যা সীমিত হওয়ায় বিস্তৃত বিকিরণের বণ্টন সম্পূর্ণ স্বতন্ত্রভাবে পুনর্গঠন করা সম্ভব হয়নি।

পর্যবেক্ষিত শক্তি পরিসরে বায়ুমণ্ডলীয় গামা রশ্মিই ছিল পটভূমির প্রধান উৎস। মহাজাগতিক রশ্মির ঘটনা এবং ডিটেক্টরের সম্পর্কহীন সংকেতের আকস্মিক সমাপতনও এতে অবদান রেখেছে। বেলুনের উচ্চতায়ও মহাকাশ থেকে আসা বিকিরণ দূরবীক্ষণযন্ত্রে পৌঁছানোর আগে শোষিত বা বিক্ষিপ্ত হতে পারে।

গবেষকেরা বায়ুমণ্ডলীয় প্রভাবের অনুকরণ করেন এবং গ্যালাকটিক কেন্দ্র দৃষ্টিক্ষেত্রের বাইরে থাকার একটি সময়কে ব্যবহার করে পটভূমির স্বাভাবিকীকরণ নির্ধারণ করেন। সুইফট ও ইন্টেগ্রাল ক্যাটালগের সাহায্যে তাঁরা পরিচিত উজ্জ্বল উৎসগুলোর অবদানও হিসাব করেন।

৪৫০ থেকে ৬০০ কেভি ব্যান্ডে, গ্যালাকটিক কেন্দ্র বিশ্লেষণের বিনে শনাক্ত করা ঘটনার প্রায় ৯২ শতাংশকে পটভূমি হিসেবে চিহ্নিত করা হয়। গবেষণাপত্রে এই ব্যান্ডের সংকেত-শব্দ অনুপাত ৮.৮ শতাংশ বলা হয়েছে। এই শতাংশটি নির্বাচিত ঘটনাগুলোর মধ্যে সংকেত ও পটভূমির অনুপাত বোঝায়, ছবিতে শনাক্তকরণের ৭.৯ সিগমা তাৎপর্য নয়।

অন্য পর্যবেক্ষণকেন্দ্রের সঙ্গে তুলনা করার ক্ষেত্রেও সতর্কতা প্রয়োজন: তারা সবাই আকাশের একই অংশ মাপে না, কিংবা উৎসগুলো একই পদ্ধতিতে বাদ দেয় না। ETCC বিশ্লেষণে গ্যালাকটিক কেন্দ্রের দুই পাশে গ্যালাকটিক দ্রাঘিমা ও অক্ষাংশ বরাবর প্রায় ৩৩ ডিগ্রি বিস্তৃত কেন্দ্রীয় অঞ্চল ব্যবহার করা হয়েছে।

উদ্ধৃত COSI ও INTEGRAL বিশ্লেষণে ভিন্ন অঞ্চল ব্যবহৃত হয়েছে। বিভিন্ন কৌণিক ক্ষেত্রফলের পার্থক্য সমন্বয় করতে গবেষণাপত্রে তাদের তীব্রতার মান সমন্বয় করা হয়েছে। তবে বিস্তৃত বিকিরণের তুলনা আনুমানিকই থাকবে বলে সতর্ক করা হয়েছে, কারণ তা বিকিরণের অনুমিত বণ্টনের ওপরও নির্ভর করে।

নতুন ছবিটি কতটা স্পষ্ট ছিল?

ETCC-তে ইলেকট্রনের গতিপথ ধারণের জন্য ৩০ × ৩০ × ৩০ সেন্টিমিটারের সক্রিয় আয়তনবিশিষ্ট গ্যাস ডিটেক্টর ছিল। এর চারপাশে বিক্ষিপ্ত গামা রশ্মি শনাক্ত করতে ১০৮টি সিন্টিলেটর অ্যারে বসানো হয়। প্রতিক্ষিপ্ত ইলেকট্রনের দিক পুনর্গঠন উন্নত করতে গবেষকেরা একটি কনভল্যুশনাল নিউরাল নেটওয়ার্কও ব্যবহার করেন।

ইলেকট্রন ও পজিট্রনের বিনাশজনিত রেখার বৈশিষ্ট্যপূর্ণ শক্তি ৫১১ কেভিতে যন্ত্রটির হাফ পাওয়ার ব্যাসার্ধ ছিল ২০ ডিগ্রি। অর্থাৎ, একটি বিন্দু উৎস থেকে পুনর্গঠিত ঘটনার অর্ধেক ২০ ডিগ্রি কৌণিক ব্যাসার্ধের মধ্যে পড়ে।

৫১১ কেভিতে এর শক্তি-রেজোলিউশন ছিল ১৪ শতাংশ, যা যন্ত্রটির প্রতিক্রিয়ার ফুল উইডথ অ্যাট হাফ ম্যাক্সিমাম দিয়ে প্রকাশ করা হয়েছে। কোনো একক ফোটন শক্তির ঘটনাগুলো রেকর্ড করা বর্ণালিতে কতটা বিস্তৃত হয়, তা এটি মাপে।

এই বৈশিষ্ট্যগুলো ব্যাখ্যা করে, সরাসরি ইমেজিং এবং উৎসকে নির্ভুলভাবে শনাক্ত করা দুটি পৃথক অর্জন। ক্যামেরাটি নির্দিষ্ট ইমেজিং প্রতিক্রিয়ার মাধ্যমে দিক নির্ধারণ করতে পারে, কিন্তু এর বিস্তৃত কৌণিক রেজোলিউশন গ্যালাকটিক কেন্দ্র অঞ্চলে গাদাগাদি করে থাকা পৃথক বস্তুগুলোকে নির্ভরযোগ্যভাবে আলাদা করতে পারে না।

তাই এই যন্ত্রটি অঞ্চলটির কাঠামো সমাধানের চূড়ান্ত উপায় নয়, বরং একটি পদ্ধতির কার্যকারিতা প্রদর্শন। কোন স্থানিক ব্যাখ্যাটি আকাশের সঙ্গে সবচেয়ে ভালো মেলে, তা নির্ধারণে আরও শক্তিশালী সংকেত, বেশি পর্যবেক্ষণ সময় এবং উন্নত কর্মক্ষমতা সহায়তা করবে।

প্রতিপদার্থের উৎস এখনো অশনাক্ত

গ্যালাকটিক কেন্দ্র ৫১১ কেভি বিনাশ-রেখার একটি উল্লেখযোগ্য উৎস, কিন্তু এর পজিট্রনের উৎপত্তি এখনো অনিশ্চিত। গবেষণাপত্রের পাণ্ডুলিপিতে বলা হয়েছে, পর্যবেক্ষিত বণ্টনের সঙ্গে পরিচিত কোনো জ্যোতিঃপদার্থবৈজ্ঞানিক উৎসের বণ্টন ঠিক মেলে না এবং অন্যান্য তরঙ্গদৈর্ঘ্যের বিকিরণের সঙ্গেও এর সম্পর্ক সামান্য।

গবেষণাপত্রে আলোচিত সম্ভাব্য প্রচলিত উৎসের মধ্যে রয়েছে বিশাল নক্ষত্র ও সুপারনোভা থেকে তৈরি তেজস্ক্রিয় নিউক্লিয়াস। নিউট্রন তারা ও কৃষ্ণগহ্বরও সম্ভাব্য উৎস, কারণ ঘনবস্তুর চারপাশে উচ্চশক্তির ফোটনের মিথস্ক্রিয়ায় ইলেকট্রন ও পজিট্রন তৈরি হতে পারে।

অন্য অনুমানগুলোর মধ্যে রয়েছে ডার্ক ম্যাটারের বিনাশ বা ক্ষয় এবং স্বল্প ভরের আদিম কৃষ্ণগহ্বর। আদিম কৃষ্ণগহ্বর নক্ষত্রের ধস থেকে নয়, বরং আদি মহাবিশ্বে গঠিত হয়ে থাকতে পারে। গবেষণাপত্রে আলোচিত পজিট্রন উৎপাদনের প্রস্তাবিত প্রক্রিয়াটি হলো হকিং বিকিরণ।

নতুন ছবির মাধ্যমে এসব ব্যাখ্যার কোনোটিই প্রতিষ্ঠিত হয়নি। স্থানিক বণ্টন অমীমাংসিত থাকা, ফ্লাক্সের অনিশ্চয়তা এবং অন্য বিকিরণ মডেল করে বাদ দেওয়ার সীমাবদ্ধতা উৎস সম্পর্কে সিদ্ধান্তে পৌঁছানোর সুযোগ সীমিত করে।

পর্যবেক্ষণ পদ্ধতিতেই রয়েছে মূল অগ্রগতি: যে যন্ত্র রৈখিক প্রতিক্রিয়ার মাধ্যমে গামা রশ্মির দিক ও শক্তি মাপতে পারে, তা প্রতিদ্বন্দ্বী ব্যাখ্যাগুলো যাচাইয়ের আরেকটি উপায় তৈরি করে। এতে কোনো ব্যাখ্যাতীত সংকেত অদ্ভুত পদার্থবিজ্ঞানের প্রমাণে পরিণত হয় না।

পরবর্তী পরিমাপের লক্ষ্য SMILE-3

উন্নত সংবেদনশীলতার ETCC ব্যবহারের লক্ষ্যে SMILE-3 প্রস্তুত করছেন তাকাদা। জেএএক্সএ-র ঘোষণা অনুযায়ী, ২০২৮ সালে পরিকল্পিত পরবর্তী অস্ট্রেলীয় বেলুন অভিযানের সম্ভাব্য পরীক্ষাগুলোর একটি এটি। তবে পরীক্ষাটি চূড়ান্তভাবে নির্বাচিত হয়েছে বা উড্ডয়নের তারিখ নিশ্চিত হয়েছে, এমন ঘোষণা দেওয়া হয়নি।

গবেষণার উপকরণে আলোচিত অনুকরণ থেকে ধারণা করা হয়েছে, যন্ত্রের উন্নয়নে ৪৫০ থেকে ৬০০ কেভি ব্যান্ডে সংকেত-শব্দ অনুপাত ৮.৮ শতাংশ থেকে বেড়ে প্রায় ৩২ শতাংশ হতে পারে। এই দুই মানের ভিত্তিতে হিসাব করলে তা বর্তমান অনুপাতের প্রায় ৩.৬ গুণ। তবে এটি একটি পূর্বাভাস, পরীক্ষামূলক উড্ডয়নে প্রমাণিত ফল নয়।

এই কৌশল আরও বিস্তৃত করতে প্রতিষ্ঠানগুলো দীর্ঘ সময় ধরে বেলুনে পর্যবেক্ষণ এবং সম্ভাব্য উপগ্রহ পর্যবেক্ষণের কথাও বলেছে। গ্যালাকটিক কেন্দ্রের বাইরের সম্ভাব্য লক্ষ্যগুলোর মধ্যে রয়েছে সুপারনোভা অবশেষ, সক্রিয় গ্যালাক্সি নিউক্লিয়াস এবং গামা রশ্মির বিস্ফোরণ।

এই লক্ষ্যগুলো ইমেজিং পদ্ধতিকে নির্দিষ্ট বৈজ্ঞানিক পরিমাপের সঙ্গে যুক্ত করে: তেজস্ক্রিয় বিকিরণ দিয়ে নিউক্লীয় বিক্রিয়া ও মৌল সৃষ্টির প্রক্রিয়া অনুসরণ করা যায়, আর অন্য গামা রশ্মির সংকেত উচ্চশক্তির কণার ত্বরিত হওয়ার প্রক্রিয়া খতিয়ে দেখতে পারে। তবে তাৎক্ষণিক লক্ষ্য আরও নির্দিষ্ট: যন্ত্রের উন্নতি করা এবং গ্যালাকটিক কেন্দ্রের উজ্জ্বলতা ও আকৃতি আরও নিশ্চিতভাবে মাপার মতো পর্যাপ্ত তথ্য সংগ্রহ করা।

মূল বিষয়গুলো

• SMILE-2+ ছবিতে গ্যালাকটিক কেন্দ্র থেকে ১৫০ থেকে ৬০০ কেভি শক্তির বিকিরণ ৭.৯ সিগমার অতিরিক্ত সংকেতসহ শনাক্ত করেছে।
• এই ফল ইলেকট্রন ট্র্যাকিং কম্পটন ক্যামেরায় রৈখিক ইমেজিংয়ের কার্যকারিতা দেখায়; অঞ্চলটি থেকে গামা রশ্মি শনাক্তের প্রথম ঘটনা এটি নয়।
• পজিট্রোনিয়াম-সম্পর্কিত ফ্লাক্সের হিসাব ইন্টেগ্রালের কেন্দ্রীয় মানের প্রায় ২.৩ গুণ, তবে গবেষণাপত্রে পরিমাপ দুটিকে পরিসংখ্যানগতভাবে সামঞ্জস্যপূর্ণ বলা হয়েছে।
• তিনটি ভিন্ন স্থানিক মডেলই তথ্যের সঙ্গে মেলে, তাই বিকিরণের বিস্তারিত কাঠামো এখনো অমীমাংসিত।
• পর্যবেক্ষণ থেকে পজিট্রনের উৎস হিসেবে ডার্ক ম্যাটার বা আদিম কৃষ্ণগহ্বর প্রতিষ্ঠিত হয়নি।
• জেএএক্সএ-র পরিকল্পিত ২০২৮ সালের অস্ট্রেলীয় বেলুন অভিযানের সম্ভাব্য প্রার্থী হিসেবে SMILE-3 প্রস্তুত করা হচ্ছে।