আইনস্টাইন প্রোব উন্মোচন করল মহাজাগতিক বিস্ফোরণের এক অজানা ধরন: এক্স-রে জ্যোতির্বিদ্যায় নতুন যুগ

চীনের আইনস্টাইন প্রোব রহস্যময় মহাজাগতিক বিস্ফোরণের ওপর আলো ফেলেছে

এক যুগান্তকারী আবিষ্কারে, চীনের আইনস্টাইন প্রোব (EP) স্যাটেলাইট আগে অজানা এক ধরনের মহাজাগতিক বিস্ফোরণ শনাক্ত করেছে। এতে উন্মোচিত হয়েছে—বিশাল নক্ষত্রের মৃত্যুর অন্তিম পর্যায়ে ঘটে এমন অনুজ্জ্বল ও দ্রুতগতির এক্স-রে ক্ষণস্থায়ী ঘটনার এক লুকানো জনগোষ্ঠী। ২০২৫ সালের জুনে Nature Astronomy-তে প্রকাশিত এই আবিষ্কার নক্ষত্রের ধস নিয়ে প্রতিষ্ঠিত তত্ত্বকে চ্যালেঞ্জ করেছে এবং উচ্চ-শক্তির জ্যোতিঃপদার্থবিজ্ঞানে নতুন অধ্যায়ের সূচনা করেছে। EP240414a নামে চিহ্নিত ঘটনাটি ৪০০ কোটি আলোকবর্ষ দূরের একটি নক্ষত্র থেকে আসা ক্ষণস্থায়ী ১৫০ সেকেন্ডের এক্স-রে ঝলক হিসেবে দেখা যায়। পরে এর সঙ্গে বিরল এক সুপারনোভা, SN 2024gsa-র যোগসূত্র পাওয়া যায়। এই আবিষ্কার চিরাচরিত সুপারনোভা ও শক্তিশালী গামা-রশ্মি বিস্ফোরণের (GRB) মধ্যকার ব্যবধানই শুধু পূরণ করে না, আইনস্টাইন প্রোবের উন্নত প্রযুক্তির অনন্য সক্ষমতাও তুলে ধরে।

আইনস্টাইন প্রোব কী আবিষ্কার করেছে?

আইনস্টাইন প্রোবের EP240414a শনাক্তকরণে প্রথমবারের মতো জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা সুপারনোভার সঙ্গে সরাসরি সম্পর্কিত দ্রুতগতির এক্স-রে ক্ষণস্থায়ী ঘটনা (FXRT) পর্যবেক্ষণ করেছেন। FXRT হলো কয়েক সেকেন্ড থেকে কয়েক মিনিট স্থায়ী উজ্জ্বল, তীব্র এক্স-রে ঝলক, যা শনাক্ত করা অত্যন্ত কঠিন। এ ক্ষেত্রে এক্স-রে ঝলকের সঙ্গে ছিল দুর্বল আপেক্ষিকতাবাদী জেট—পদার্থের এমন বহিঃপ্রবাহ, যা আলোর গতির কাছাকাছি বেগে চলে, তবে সাধারণ GRB-তে দেখা জেটের তুলনায় ধীর ও কম শক্তিশালী।

দৃশ্যমান আলো ও রেডিও তরঙ্গদৈর্ঘ্যে পরবর্তী পর্যবেক্ষণগুলো এক্স-রে ক্ষণস্থায়ী ঘটনা এবং সুপারনোভা SN 2024gsa-র যোগসূত্র নিশ্চিত করেছে। ঘটনাটির অনন্য বৈশিষ্ট্য—নরম এক্স-রে বর্ণালি, দ্রুত পরিবর্তন এবং দুর্বল জেটের সঙ্গে সম্পর্ক—এটিকে দীর্ঘস্থায়ী GRB বা স্বল্প-দীপ্তির GRB-র মতো আগে জানা মহাজাগতিক বিস্ফোরণের ধরন থেকে আলাদা করেছে। বরং এটি নক্ষত্রের মৃত্যুর একটি নতুন মধ্যবর্তী শ্রেণির দিকে ইঙ্গিত করে। সম্ভবত এর সঙ্গে জড়িত উলফ-রায়ে নক্ষত্রের ধস (এমন এক বিশাল নক্ষত্র, যার বাইরের স্তরগুলো ঝরে গেছে), যাতে পূর্ণমাত্রার GRB তৈরির জন্য পর্যাপ্ত কৌণিক ভরবেগ নেই।

গবেষণাটির প্রধান লেখক, বেইজিং নরমাল ইউনিভার্সিটির অধ্যাপক হে গাও ব্যাখ্যা করেন:

এই দ্রুতগতির এক্স-রে ক্ষণস্থায়ী ঘটনাগুলো মহাজাগতিক আতশবাজির মতো—উজ্জ্বল, কিন্তু ক্ষণস্থায়ী; তাই এগুলো শনাক্ত করা অত্যন্ত কঠিন। এগুলো গামা-রশ্মি বিস্ফোরণের ‘মৃদু সংস্করণ’-এর মতো এবং আমাদের ধারণার চেয়ে অনেক বেশি সাধারণও হতে পারে। এক্স-রে পর্যবেক্ষণের সীমিত সক্ষমতার কারণে আগের অভিযানগুলো এগুলো শনাক্ত করতে পারেনি।

এই আবিষ্কার বিশাল নক্ষত্রের মৃত্যু সম্পর্কে আমাদের ধারণাকে প্রসারিত করার পাশাপাশি ইঙ্গিত দেয়, এমন অনুজ্জ্বল ও দ্রুত ক্ষণস্থায়ী ঘটনা মহাবিশ্বে সাধারণ হলেও আগে আমাদের চোখের আড়ালে ছিল।

আইনস্টাইন প্রোব কীভাবে কাজ করে?

আইনস্টাইন প্রোব হলো অত্যাধুনিক মহাকাশ পর্যবেক্ষণাগার। এটি ২০২৪ সালের জানুয়ারিতে চাইনিজ অ্যাকাডেমি অব সায়েন্সেসের উদ্যোগে ইউরোপীয় মহাকাশ সংস্থা (ESA), ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক ইনস্টিটিউট ফর এক্সট্রাটেরেস্ট্রিয়াল ফিজিকস (জার্মানি) এবং ফরাসি মহাকাশ সংস্থা CNES-এর সহযোগিতায় উৎক্ষেপণ করা হয়। স্যাটেলাইটটিতে রয়েছে অনন্য ‘লবস্টার-আই’ এক্স-রে অপটিকস—গলদা চিংড়ির দেখার ধরন থেকে অনুপ্রাণিত প্রযুক্তি, যা প্রতিসরণের বদলে প্রতিফলন ব্যবহার করে বিস্তৃত দৃশ্যক্ষেত্রের আলো ধারণ করে।

প্রোবটির প্রধান যন্ত্র, ওয়াইড-ফিল্ড এক্স-রে টেলিস্কোপ (WXT), বারোটি মডিউল নিয়ে গঠিত। এগুলো একসঙ্গে একবারে পুরো আকাশের প্রায় এক-এগারোংশ পর্যবেক্ষণ করতে পারে। FXRT-র মতো অনিশ্চিত ও স্বল্পস্থায়ী ঘটনা ধরতে এই বিস্তৃত পর্যবেক্ষণক্ষেত্র অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। WXT নতুন কোনো এক্স-রে উৎস শনাক্ত করলে, স্যাটেলাইটটি দ্রুত ঘুরে সেটিকে আরও সংবেদনশীল ফলো-আপ এক্স-রে টেলিস্কোপ (FXT) দিয়ে লক্ষ্য করতে পারে, ফলে ঘটনাটির পরিবর্তন বিস্তারিতভাবে পর্যবেক্ষণ করা যায়।

আইনস্টাইন প্রোবের প্রধান গবেষক ড. ওয়েইমিন ইউয়ান অভিযানের সক্ষমতা তুলে ধরে বলেন:

EP240414a দেখিয়েছে, আইনস্টাইন প্রোব কীভাবে নতুন মহাজাগতিক ঘটনা উন্মোচন করতে পারে। ভবিষ্যতে চরম মহাবিশ্ব সম্পর্কে আরও অনেক আবিষ্কারের প্রত্যাশা করছি।

স্যাটেলাইটটি প্রায় ৬০০ কিলোমিটার উচ্চতায় প্রতি ৯৬ মিনিটে একবার পৃথিবীকে প্রদক্ষিণ করে। ফলে কয়েক ঘণ্টা পরপর পুরো রাতের আকাশ স্ক্যান করা সম্ভব হয়। উদ্ভাবনী CMOS সেন্সরসহ এর উন্নত শনাক্তক যন্ত্রগুলো উচ্চ সংবেদনশীলতা ও দ্রুত সাড়া দেয়। এর ফলে আগের অভিযানগুলোর অগোচরে থেকে যাওয়া অনুজ্জ্বল, ক্ষণস্থায়ী এক্স-রে উৎস শনাক্ত ও অধ্যয়ন করা সম্ভব হয়েছে।

দ্রুতগতির এক্স-রে ক্ষণস্থায়ী ঘটনা কেন গুরুত্বপূর্ণ?

EP240414a-র মতো দ্রুতগতির এক্স-রে ক্ষণস্থায়ী ঘটনা মহাবিশ্বের সবচেয়ে চরম প্রক্রিয়াগুলো বোঝার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। ধারণা করা হয়, বিশাল নক্ষত্রের অন্তিম মুহূর্তে—যখন এর কেন্দ্র ধসে পড়ে এবং সুপারনোভা বিস্ফোরণ ঘটায়—এ ধরনের ঘটনা সৃষ্টি হয়। কোনো কোনো ক্ষেত্রে এই ধসের ফলে আপেক্ষিকতাবাদী গতিতে পদার্থের জেটও ছুটে যায়, যা GRB তৈরি করে। তবে সব জেটই নক্ষত্রের বাইরে বেরিয়ে আসার মতো শক্তিশালী নয় বা শনাক্তযোগ্য গামা-রশ্মি তৈরি করে না।

EP240414a-তে দুর্বল কিন্তু সফল একটি জেটের আবিষ্কার ইঙ্গিত দেয়, জেটচালিত বিস্ফোরণের একটি ধারাবাহিকতা রয়েছে—জেটবিহীন সাধারণ সুপারনোভা থেকে শুরু করে শক্তিশালী জেটসহ তীব্র GRB পর্যন্ত; EP240414a-র মতো ঘটনা রয়েছে মাঝামাঝি অবস্থানে। এই আবিষ্কার দুই চরম অবস্থার মধ্যকার ব্যবধান পূরণে সহায়তা করে এবং জেট তৈরির পদার্থবিজ্ঞান, নক্ষত্রের ঘূর্ণনের ভূমিকা ও নক্ষত্রমৃত্যুর বৈচিত্র্য সম্পর্কে নতুন ধারণা দেয়।

গবেষণাটির যৌথ যোগাযোগকারী লেখক, সিংহুয়া ইউনিভার্সিটির অধ্যাপক শিয়াওফেং ওয়াং এর গুরুত্ব তুলে ধরে বলেন:

সুপারনোভার সঙ্গে সম্পর্কিত এক্স-রে ক্ষণস্থায়ী ঘটনা আইনস্টাইন প্রোবের প্রথম আবিষ্কার এটি। এর মধ্য দিয়ে সময়-নির্ভর উচ্চ-শক্তির জ্যোতিঃপদার্থবিজ্ঞানে নতুন যুগের সূচনা হলো। ঘনিষ্ঠ আন্তর্জাতিক সহযোগিতার মাধ্যমেই এই ফলাফল সম্ভব হয়েছে।

এ ধরনের ঘটনার প্রাথমিক ও অনুজ্জ্বল এক্স-রে বিকিরণ ধারণের মাধ্যমে আইনস্টাইন প্রোব জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের আশপাশের পদার্থের সঙ্গে জেটের মিথস্ক্রিয়ার গতিবিদ্যা, পূর্বসূরি নক্ষত্রের গঠন এবং জেট সফল হবে নাকি ব্যর্থ—তা নির্ধারণকারী প্রক্রিয়াগুলো অধ্যয়নের সুযোগ করে দেয়।

আবিষ্কারের পেছনের প্রযুক্তি: লবস্টার-আই অপটিকস

আইনস্টাইন প্রোবের সাফল্য নির্ভর করছে এর বৈপ্লবিক লবস্টার-আই অপটিকসের ওপর। সংকীর্ণ দৃশ্যক্ষেত্রের আলোকে কেন্দ্রীভূত করতে লেন্স বা আয়না ব্যবহার করা প্রচলিত টেলিস্কোপের বিপরীতে, লবস্টার-আই অপটিকসে ক্ষুদ্র বর্গাকার চ্যানেলের সারি ব্যবহার করে বিস্তৃত এলাকা থেকে আসা এক্স-রে প্রতিফলিত করে শনাক্তকে পাঠানো হয়। এই নকশার কারণে WXT একসঙ্গে আকাশের বিস্তীর্ণ অঞ্চল পর্যবেক্ষণ করতে পারে, ফলে বিরল ও ক্ষণস্থায়ী ঘটনা ধরার সম্ভাবনা বাড়ে।

সফল eROSITA এক্স-রে টেলিস্কোপের আদলে তৈরি FXT উচ্চ-রেজোলিউশনের ফলো-আপ পর্যবেক্ষণ দেয়। বিস্তৃত ক্ষেত্রজুড়ে নজরদারি এবং দ্রুত, সংবেদনশীল ফলো-আপের সমন্বয় সময়-নির্ভর জ্যোতির্বিদ্যার ক্ষেত্রে যুগান্তকারী। এর ফলে এমন ঘটনা শনাক্ত ও বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করা সম্ভব, যা অন্যথায় নজরে আসত না।

ESA-র আইনস্টাইন প্রোব প্রকল্পের বিজ্ঞানী এরিক কুলকার্সের ভাষায়:

আইনস্টাইন প্রোবের চোখ আকাশের দিকে মেলতেই এটি আকর্ষণীয় নতুন ঘটনা খুঁজে পেয়েছে। এটি বেশ ভালো লক্ষণ; এর অর্থ, সামনে আরও অনেক আকর্ষণীয় আবিষ্কার আসতে পারে।

এই অভিযানে আন্তর্জাতিক সহযোগিতার ফলে তথ্য ও আবিষ্কার বিশ্বজুড়ে বৈজ্ঞানিক সম্প্রদায়ের সঙ্গে ভাগ করে নেওয়া হচ্ছে। এতে দ্রুত পরবর্তী পর্যবেক্ষণ এবং বিশ্বের বিভিন্ন স্থল ও মহাকাশভিত্তিক টেলিস্কোপে বহু-তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পর্যবেক্ষণ সহজ হচ্ছে।

বৃহত্তর তাৎপর্য: গতিশীল মহাবিশ্ব দেখার নতুন জানালা

আইনস্টাইন প্রোবের EP240414a আবিষ্কার কেবল শুরু। কার্যক্রমের প্রথম কয়েক মাসেই স্যাটেলাইটটি শ্বেত বামন, নিউট্রন নক্ষত্র, কৃষ্ণগহ্বর ও গামা-রশ্মি বিস্ফোরণসহ ডজনখানেক ক্ষণস্থায়ী ঘটনা শনাক্ত করেছে। দূরবর্তী বিস্ফোরণের প্রাথমিক এক্স-রে বিকিরণ ধারণের সক্ষমতা মহাবিশ্বের সবচেয়ে শক্তিশালী ও রহস্যময় ঘটনা অধ্যয়নের নতুন পথ খুলে দিয়েছে।

অভিযানটির অন্যতম প্রধান লক্ষ্য হলো মহাকর্ষীয় তরঙ্গের উৎসের অবস্থান নির্ণয়ে সহায়তা করা—কৃষ্ণগহ্বর ও নিউট্রন নক্ষত্রের একীভবনে সৃষ্টি হওয়া স্থান-কালের ঢেউ। এসব প্রলয়ংকরী ঘটনা প্রায়ই এক্স-রে নির্গত করে। আইনস্টাইন প্রোবের বিস্তৃত পর্যবেক্ষণক্ষেত্র এদের উৎস শনাক্ত করতে সাহায্য করতে পারে এবং LIGO ও Virgo-র মতো স্থলভিত্তিক মহাকর্ষীয় তরঙ্গ শনাক্তকের পরিপূরক হিসেবে কাজ করতে পারে।

স্যাটেলাইটটি চীনের জ্যোতির্বিদ্যার দীর্ঘ ঐতিহ্যকেও সম্মান জানায়। চীনা ভাষায় এর নাম ‘তিয়ানগুয়ান’, যা সং রাজবংশের সেই জ্যোতির্বিদদের প্রতি শ্রদ্ধা নিবেদন করে, যাঁরা ১০৫৪ সালের সুপারনোভা নথিবদ্ধ করেছিলেন; সেই বিস্ফোরণেই বিখ্যাত কাঁকড়া নীহারিকা তৈরি হয়। ক্ষণস্থায়ী ও সহিংস মহাবিশ্ব সম্পর্কে আমাদের জ্ঞানের সীমানা প্রসারিত করে এই অভিযান সেই ঐতিহ্য এগিয়ে নিচ্ছে।

আন্তর্জাতিক সহযোগিতা ও ভবিষ্যৎ সম্ভাবনা

আইনস্টাইন প্রোব আন্তর্জাতিক বৈজ্ঞানিক সহযোগিতার উজ্জ্বল দৃষ্টান্ত। এই অভিযানে চীন, ইউরোপ ও অন্যান্য অঞ্চলের বিশেষজ্ঞ জ্ঞান ও সম্পদ একত্র হয়েছে। ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক ইনস্টিটিউট ফর এক্সট্রাটেরেস্ট্রিয়াল ফিজিকস FXT-র গুরুত্বপূর্ণ উপাদান দিয়েছে। ESA ভূমি স্টেশনের সহায়তা ও অভিযানের ১০ শতাংশ তথ্য ব্যবহারের সুযোগ দিচ্ছে। ফরাসি মহাকাশ সংস্থা CNES তাৎক্ষণিক তথ্য পাঠানোর কাজে সহায়তা করছে, যাতে আবিষ্কারগুলো দ্রুত ছড়িয়ে দেওয়া যায়।

এই সহযোগিতামূলক পদ্ধতি বৈজ্ঞানিক অগ্রগতিকে ত্বরান্বিত করে এবং অভিযানের আবিষ্কার থেকে পুরো জ্যোতির্বিজ্ঞানী সম্প্রদায়ের উপকৃত হওয়া নিশ্চিত করে। আইনস্টাইন প্রোব অন্তত তিন বছর কাজ করবে বলে আশা করা হচ্ছে; মেয়াদ বাড়ানোরও সম্ভাবনা রয়েছে। গতিশীল এক্স-রে আকাশ স্ক্যান অব্যাহত রাখায় বিজ্ঞানীরা আরও অনেক যুগান্তকারী আবিষ্কারের প্রত্যাশা করছেন।

লেস্টার ইউনিভার্সিটির জ্যোতিঃপদার্থবিজ্ঞান বিভাগের প্রধান পল ও’ব্রায়েন এই অভিযানের প্রভাব তুলে ধরে বলেন:

এক্স-রে উৎস খোঁজা ও পর্যবেক্ষণ করার আইনস্টাইন প্রোবের সক্ষমতা ইতিমধ্যেই মহাবিশ্ব সম্পর্কে আমাদের বোঝাপড়ায় উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলছে।

অভিযান অব্যাহত থাকলে জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা মহাজাগতিক বিস্ফোরণের আরও অজানা ধরন উন্মোচন, নক্ষত্রের বিবর্তন সম্পর্কে ধারণা গভীর করা এবং হয়তো কৃষ্ণগহ্বর, নিউট্রন নক্ষত্র ও মহাবিশ্বের সবচেয়ে শক্তিশালী বিস্ফোরণের উৎপত্তি নিয়ে দীর্ঘদিনের রহস্য সমাধানের আশা করছেন।

সংক্ষেপে

• আইনস্টাইন প্রোব স্যাটেলাইট নক্ষত্রের মৃত্যুর সঙ্গে সম্পর্কিত অনুজ্জ্বল, দ্রুতগতির এক্স-রে ক্ষণস্থায়ী ঘটনা—মহাজাগতিক বিস্ফোরণের এক নতুন ধরন—শনাক্ত করেছে।
• সুপারনোভা SN 2024gsa-র সঙ্গে সম্পর্কিত EP240414a-র আবিষ্কার দুর্বল আপেক্ষিকতাবাদী জেটসহ নক্ষত্রের বিস্ফোরণের এক লুকানো শ্রেণির সন্ধান দিয়েছে।
• স্যাটেলাইটটির লবস্টার-আই অপটিকস ও বিস্তৃত ক্ষেত্রের এক্স-রে পর্যবেক্ষণক্ষমতা আগের অভিযানগুলোর চোখ এড়িয়ে যাওয়া ক্ষণস্থায়ী ও অনিশ্চিত ঘটনা ধরতে পারে।
• এই আবিষ্কার চিরাচরিত সুপারনোভা ও শক্তিশালী গামা-রশ্মি বিস্ফোরণের মধ্যকার ব্যবধান পূরণ করে এবং নক্ষত্রের ধস নিয়ে প্রচলিত তত্ত্বকে চ্যালেঞ্জ করে।
• আইনস্টাইন প্রোব চীন, ESA, জার্মানি ও ফ্রান্সের অংশগ্রহণে পরিচালিত একটি আন্তর্জাতিক সহযোগিতামূলক অভিযান। আগামী বছরগুলোতে এটি আরও অনেক আবিষ্কার করবে বলে আশা করা হচ্ছে।
• এই অভিযানের তথ্য জেট তৈরির পদার্থবিজ্ঞান, নক্ষত্রমৃত্যুর বৈচিত্র্য এবং মহাকর্ষীয় তরঙ্গের ঘটনাগুলোর উৎপত্তি বুঝতে সহায়তা করবে।