কল্পনা করুন যে আপনি দূরের মহাবিশ্বের দিকে তাকাচ্ছেন এবং আপনার অভ্যস্ত চোখে দেখতে পাচ্ছেন তারা, গ্যালাক্সি এবং অন্যান্য আলো-নিঃসরণকারী মহাজাগতিক বস্তু। হঠাৎ একটি অবিশ্বাস্যভাবে শক্তিশালী আলোর ঝলকানি আসে। মাত্র কয়েক মিলিসেকেন্ড বা তারও কম সময় ধরে সেই সংক্ষিপ্ত মুহূর্তের জন্য সেটি আকাশের উজ্জ্বলতম বস্তুর মতো উজ্জ্বল হয়ে ওঠে। তারপরে আপনি অন্যদের খুঁজে পেতে শুরু করেন। তাদের কিছু সমবর্তিত (polarized), অন্যগুলি নন-পোলারাইজড, কিছু একক ঘটনা হিসাবে, কিছু অনিয়মিতভাবে পুনরাবৃত্তি হয়, এমনকি একটি যা নিয়মিতভাবে প্রতি 16.35 দিনে পুনরাবৃত্তি হয়। বাস্তবে যদিও সেগুলি আমাদের কাছে খালি চোখে দৃশ্যমান নয়। এগুলি কেবল রেডিও ফ্রিকোয়েন্সিতে উপস্থিত হয়। তাহলে, এই রহস্যময় বিস্ফোরণ কি?
কাহিনীটি শুরু হয়েছিলো 2007 সালে। জ্যোতির্বিজ্ঞানী ডানকান লোরিমার (Duncan Lorimer) একটি রেডিও টেলিস্কোপ থেকে পুরানো (আর্কাইভাল) ডেটা দেখার জন্য একটি প্রকল্প শুরু করার সিদ্ধান্ত নিয়েছিলেন। সেই তথ্যগুলি মহাকাশে পালসারের খোঁজ করছিলো। পালসার এক প্রকারের নিউট্রন তারা যা প্রতিবার ঘূর্ণন সম্পূর্ণ করার সময় নিয়মিত স্পন্দন নির্গত করে। বিজ্ঞানী লোরিমারের ছাত্র ডেভিড নারকেভিচ (David Narkevic) সেই তথ্য সমুদ্রে 2001 সালের একটি অদ্ভুত কিন্তু অত্যন্ত শক্তিশালী ঘটনা খুঁজে পেয়েছিলেন। রেডিও তরঙ্গের একটি "বিস্ফোরণ" -এর সাথে সেই ঘটনাটির মিল ছিল। তার সময়সীমা ছিল মাত্র 5 মিলিসেকেন্ডেরও কম। আগে এরকম ঘটনা কখনো দেখা যায়নি। এটি Small Magellanic Cloud -এর কাছে অবস্থিত ছিল (কিন্তু সেই গ্যালাক্সিতে নয়) এবং তার কোনো পুনরাবৃত্তি হয়নি। তখন এর নাম দেওয়া হয়েছিলো Lorimer Burst (বিজ্ঞানী লোরিমারের নামানুসারে)।
সাথে সাথেই শুরু হয়ে যায় গবেষণা। লরিমার এবং নারকেভিচের মতে এটি অবশ্যই আমাদের গ্যালাক্সির বাইরে থেকে উদ্ভূত হয়েছে, তবে প্রায় 3 বিলিয়ন আলোকবর্ষের বেশি দূরে নয়। কিছু বিজ্ঞানী বলেছিলেন পুরো আকাশ জরিপ করলে এ রকম অনেক ঘটনা প্রায়ই দেখা যাবে। বিজ্ঞানীরা এই ধরনের ঘটনার নাম দিলেন Fast radio burst. রেডিও জ্যোতির্বিদ্যায়, একটি দ্রুত রেডিও বিস্ফোরণ (fast radio burst বা FRB) হল একটি মিলিসেকেন্ডের ভগ্নাংশ থেকে 3 সেকেন্ডের দৈর্ঘ্যের একটি ক্ষণস্থায়ী রেডিও পালস, যা কিছু উচ্চ-শক্তি জ্যোতির্বিদ্যাগত প্রক্রিয়ার কারণে ঘটে যা এখনও বোঝা যায়নি। মনে করা হয় এগুলো সুপারনোভা থেকে, ম্যাগনেটার থেকে অথবা শ্বেত বামন, নিউট্রন তারা বা এমনকি ব্ল্যাক হোলের একত্রিত হওয়া থেকে উদ্ভূত হয়। আবার কেউ কেউ একে বহির্জাগতিক সভ্যতার সাথে জড়িত থাকার সম্ভাবনা কল্পনা করেছেন।
2011 সালে একটি বিস্ফোরণ পৌঁছেছিল গ্রীন ব্যাঙ্ক টেলিস্কোপে। সেই সংকেত বিশ্লেষণ করে দেখা যায় সেটি একটি লিনিয়ার পোলারাইজেশন। এ থেকে বোঝা যায় সেটি একটি শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্রের মধ্য দিয়ে এসেছিলো। তার উৎস ছিল আমাদের থেকে 6 বিলিয়ন আলোকবর্ষ দূরে। 2012 সালে, একটি অন্য একটি মানমন্দির (observatory), আরেসিবো রেডিও টেলিস্কোপ (Arecibo radio telescope), আরো একটি FRB শনাক্ত করেছিলো, যা প্লাজমা বিচ্ছুরণ (plasma dispersion) নামে পরিচিত একটি প্রভাব দেখায়। পরবর্তীকালে আরও অনেক FRB পাওয়া গেছে, কিন্তু প্রকৃত সাফল্য এসেছে সেই আরেসিবো ডেটার মাধ্যমে 2015 সালে। যেখানে জ্যোতির্বিজ্ঞানী পল স্কোলজ একই উৎস থেকে আরও দশটি বিস্ফোরণ চিহ্নিত করেছিলেন, সেগুলোর পুনরাবৃত্তি হচ্ছিলো কিন্তু অনিয়মিতভাবে।
2015 সালের পর্যন্ত FRB-এর কোনোটিই কখনো পুনরাবৃত্তি করতে দেখা যায়নি, তবে এটি এরই মধ্যে কয়েক ডজন বার পুনরাবৃত্তি হয়েছে। এটি FRB 121102 নামে পরিচিত, অর্থাৎ এটি 2 নভেম্বর, 2012-এ প্রথম আবিষ্কৃত হয়েছিল। এখানে বলে রাখা ভালো মোটামুটিভাবে সকল FRB কে তাদের আবিষ্কারের তারিখ অনুযায়ী নামকরণ করা হয়, yymmdd পদ্ধতিতে। এই বিস্ফোরণ -
🔹পর্যায়ক্রমিক নয় অর্থাৎ তাদের মধ্যে একটি নিয়মিত সময়-ব্যবধান নেই।
🔹তাদের সকলেরই মূল বিস্ফোরণের একই উচ্চ প্লাজমা বিচ্ছুরণ রয়েছে, যা নির্দেশ করে যে তারা অন্য একটি গ্যালাক্সি থেকে উদ্ভূত হয়েছে।
🔹তরঙ্গগুলি অত্যন্ত সমবর্তিত (polarized), যা ইঙ্গিত করে যে তারা একটি শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে একটি গরম প্লাজমার মধ্য দিয়ে গেছে।
🔹কিন্তু সুপারনোভা অথবা মার্জিং সিস্টেমের মতো এককালীন বিপর্যয় থেকে হতে পারে না।
পরবর্তী কালে এমন FRB এর খোঁজ পাওয়া যায় যার নির্দিষ্ট পর্যায়ক্রম রয়েছে। যেমন FRB 121102, টানা 90 দিন ধরে নিয়মিত পর্যায়ক্রমে বিস্ফোরণ হয়ে থাকে। এরপর পরবর্তী 67 দিন ধরে সেটি নীরব থাকে। এভাবে মোট 157-দিনের চক্র দেখা যায়। আবার আর একটি পর্যাবৃত্ত FRB তে মোট 91 ঘন্টা পর্যবেক্ষণ সময়ের মধ্যে, 82 ঘন্টা ধরে 1,863টি বিস্ফোরণ রেকর্ড করা হয়েছে। তার নাম FRB 20201124A.
বর্তমানে আমাদের জানা FRB গুলি এককালীন ঘটনা এবং পর্যাবৃত্ত ঘটনা - দুই ধরনেরই দেখা যায়। যেমন তাদের মধ্যে কয়েকটি একই রকম অনিয়মিত প্যাটার্নের সাথে পুনরাবৃত্তি করতে দেখা যায়, যেমন FRB 180814. আবার এদের মধ্যে কয়েকটির উৎস মোটামুটি নিশ্চিত করা গেছে। যেমন প্রায় 3 বিলিয়ন আলোকবর্ষ দূরে একটি ছোট আকারের গ্যালাক্সির মধ্যে রয়েছে FRB 121102. এটি একটি পর্যাবৃত্ত FRB. আবার একবারই বিস্ফোরিত হওয়া FRB 180924 আমাদের থেকে প্রায় ৩.৬ বিলিয়ন আলোকবর্ষ দূরে একটি গ্যালাক্সিতে অবস্থিত। আমাদের নিকটতম FRB মাত্র 11.7 মিলিয়ন আলোকবর্ষ দূরে M81 গ্যালাক্সিতে অবস্থিত।
কিন্তু সব থেকে অদ্ভুত ফাস্ট রেডিও বার্স্ট হলো FRB 180916, যেটি একমাত্র FRB যা খুব নিয়মিত পর্যায়ের সাথে পুনরাবৃত্তি হয়। প্রতি 16.35 দিনে, এটি প্রায় 4 দিনের জন্য একটি নন-স্ট্যান্ডার্ড প্যাটার্ন বিকিরণ নির্গত করার পর প্রায় 12 দিন নীরব থাকে এবং তারপরে একটি সামান্য ভিন্ন বিকিরণ প্যাটার্নের সাথে পুনরাবৃত্ত হয়।
আমাদের কাছে মূল রহস্যটি কিন্তু থেকেই গেছে, FRB কী কারণে হয় এবং এর উৎস কোথায়?
মূলত বিজ্ঞানীদের ঘূর্ণনশীল নিউট্রন নক্ষত্রের কথা ভেবেছিলেন, কারণ সেগুলি ইতিমধ্যেই আমাদের কাছে তড়িৎ চুম্বকীয় বর্ণালীর রেডিও অংশে "পালস" হিসাবে পরিচিত। তবে পরিচিত পালসারগুলির প্রায় সমস্তই মিল্কিওয়েতে অবস্থিত, যেখানে কেবলমাত্র একটি FRB সম্ভবত আমাদের নিজেদের গ্যালাক্সির মধ্যে অবস্থিত, তবে সেটি FRB কিনা তাও নিশ্চিত নয়।
যাইহোক, নিউট্রন নক্ষত্রের একটি শ্রেণী রয়েছে যাদের বলা হয় ম্যাগনেটার। এই ম্যাগনেটার সম্ভবত মহাবিশ্বের সবচেয়ে শক্তিশালী চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের অধিকারী। তিনজন বিজ্ঞানী, Brian Metzger, Ben Margalit এবং Lorenzo Sironi একটি গবেষণা করেন এবং একটি মডেল প্রকাশ করেন। তাঁদের মতে পূর্ববর্তী দশার নক্ষত্রের মধ্যে একটি সদ্য জন্মানো ম্যাগনেটার নক্ষত্রটির বিস্ফোরণের ফলে প্লাজমা ধ্বংসাবশেষ তৈরী হয়। পুনরায় যখন ম্যাগনেটারটি থেকে জেট বিস্ফোরিত হয় সেটির সঙ্গে পূর্ববর্তী বিস্ফোরিত ফ্লেয়ারের সংঘর্ষ ঘটে। এর ফলে সেখানে অতি শক্তিশালী শক ওয়েভ উৎপন্ন হয় এবং চৌম্বকীয় ক্ষেত্রগুলি উত্থিত হয়। তখন জেটের মধ্যে অবস্থিত শক্তিশালী কণাগুলো বলয়াকারে আবর্তিত (gyrate) হয়। এবং সেই গতি রেডিও তরঙ্গের বিস্ফোরণ ঘটায়। সময়ের সাথে শক (shock) ধীর হয়ে যাওয়ার সাথে সাথে সেই সংকেতটি উচ্চ থেকে নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সিতে স্থানান্তরিত হয়। এরপর সম্ভবত অনেক দূরে এবং বহুকাল পরে, পৃথিবীর জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা রেডিও টেলিস্কোপ থেকে সেই সংকেতকে লক্ষ করেন [তথ্যসূত্র 4 দ্রষ্টব্য]। সেই মডেল কিছু নির্দিষ্ট মতামত রেখেছে।
🔹সকল FRB-এর ফ্রিকোয়েন্সিতে একই নিম্নগামী শিফট অনুসরণ করা উচিত।
🔹তারা গামা-রে বা এক্স-রে নির্গমন দেখাতে পারে, যা স্পিটলারের মতো জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা ইতিমধ্যেই সন্ধান করতে শুরু করেছেন।
🔹তাদের এমন গ্যালাক্সিতে বাস করা উচিত যা প্রচুর নতুন নক্ষত্র তৈরি করছে এবং একই সাথে সদ্য জন্মানো ম্যাগনেটার তৈরি করছে।
🔹যখন তারা পুনরাবৃত্তি করে, একটি বড় ফ্লেয়ার নির্গমন করার পরে তাদের পরবর্তী বিস্ফোরণ থেকে বিরতি নেওয়া উচিত।
🔹সেই মুহুর্তে, সিস্টেমটি উপাদানের সাথে এতটাই "দমবন্ধ অবস্থা" হয়ে যায় যে পরবর্তী ফ্ল্যাশগুলি মুক্ত স্পেসে বের হতে পারে না।
যদিও অনেক বিজ্ঞানী এই ম্যাগনেটার হাইপোথিসিসকে সমর্থন করেছেন তবুও এই বিষয়ে আরও বিস্তারিত গবেষণার প্রয়োজন রয়েছে। সময়ের সাথে সাথে কিছু FRB -এর পোলারাইজেশন যেভাবে পরিবর্তিত হয় তা বোঝায় যে চৌম্বক ক্ষেত্রের শক্তি এবং চুম্বকের চারপাশে কণার ঘনত্ব ওঠানামা করছে। তবে কি ম্যাগনেটার ফ্ল্যাকচুয়েট করছে বলে এরকমটা হচ্ছে? পুনরাবৃত্ত (repeating) এবং অ-পুনরাবৃত্ত FRB -এর ব্যাখ্যা কি হতে পারে? চৌম্বকীয় গঠনটি একবার শক্তি ছাড়ার পর কি কোনো পুনরায় শক্তি সঞ্চয়ের মেকানিজম আছে? নাকি কোনো প্রদক্ষিণকারী মহাজাগতিক বস্তু এর কারণ হতে পারে? এর উৎপত্তি কি সাধারণ উপায়ে সুপারনোভা থেকে হতে পারে? কিছুই জানা নেই।
এটা স্পষ্ট যে FRB গুলি আমরা যা কল্পনা করেছি তার চেয়েও বেশি রহস্যময়। এই FRB আমাদের জ্যোতির্বিদ্যা সংক্রান্ত জ্ঞানের সীমানার বাইরে নিয়ে যায়। বিজ্ঞানীরা এখনো কেবল প্রাথমিক সম্ভাবনাকে খুঁজে চলেছেন। এরকমটা হতেই পারে যে ভবিষ্যতে কিছু অভাবনীয় ঘটনা আমাদের জন্য অপেক্ষা করে আছে। এই FRB যাই হোক না কেন, বিজ্ঞানীদের নিরলস কৌতুহল এবং গবেষণা অদূর ভবিষ্যতে আরও বিস্তারিত চিত্রের দিকে আমাদের নিয়ে যাবে।
লিখাঃ সরোজ নাগ।
তথ্যসূত্র — 1) Jodrell Bank leads international effort which reveals 157 day cycle in unusual cosmic radio bursts. UNIVERSITY OF MANCHESTER. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
2) A single fast radio burst localized to a massive galaxy at cosmological distance. SCIENCE 27 Jun 2019 Vol 365, Issue 6453 pp. 565-570
3) Periodic activity from a fast radio burst source. arXiv:2001_10275 (astro-ph)
4) Fast radio bursts as synchrotron maser emission from decelerating relativistic blast waves. Brian Metzger, Ben Margalit, Lorenzo Sironi arXiv:1902_01866. (astro-ph)