মিল্কিওয়ে কসমিক রশ্মির 'নি'-এর উৎস মাইক্রোকোয়াসার: LHAASO বিজ্ঞানীদের প্রস্তাবনা

বৃহৎ উচ্চতা বায়ু ঝরনা পর্যবেক্ষণাগার (LHAASO) পরিচালনাকারী বিজ্ঞানীরা জ্যোতির্পদার্থবিদ্যার ক্ষেত্রে একটি গুরুত্বপূর্ণ অগ্রগতি সাধন করেছেন, যেখানে মিল্কিওয়ে ছায়াপথের মধ্যে সবচেয়ে শক্তিশালী কসমিক রশ্মির প্রধান চালক হিসেবে মাইক্রোকোয়াসারদের চিহ্নিত করা হয়েছে। এই গবেষণাটি প্রায় সাত দশক ধরে অমীমাংসিত থাকা উচ্চ-শক্তির কণাগুলির উৎস সংক্রান্ত একটি কেন্দ্রীয় প্রশ্নের সমাধান দিয়েছে। মাইক্রোকোয়াসারগুলি হলো এমন দ্বৈত ব্যবস্থা যেখানে একটি কৃষ্ণগহ্বর তার সঙ্গী নক্ষত্র থেকে সক্রিয়ভাবে উপাদান গ্রহণ করে এবং এর ফলে অত্যন্ত শক্তিশালী আপেক্ষিক জেট তৈরি হয় যা কণাকে চরম গতিতে চালিত করে।

এই গবেষণায় চাইনিজ অ্যাকাডেমি অফ সায়েন্সেস (CAS)-এর ইনস্টিটিউট অফ হাই এনার্জি ফিজিক্স এবং নানজিং ইউনিভার্সিটি সহ একটি আন্তর্জাতিক কনসোর্টিয়ামের বিজ্ঞানীরা জড়িত ছিলেন। তাদের ফলাফলগুলি ন্যাশনাল সায়েন্স রিভিউ এবং সায়েন্স বুলেটিন-এর মতো গুরুত্বপূর্ণ প্রকাশনাগুলিতে বিস্তারিতভাবে তুলে ধরা হয়েছে। LHAASO-এর উন্নত হাইব্রিড ডিটেক্টর অ্যারে ব্যবহার করে পর্যবেক্ষণ অভিযানটি পরিচালিত হয়, যা দূরবর্তী উৎস থেকে অতি-উচ্চ-শক্তির গামা রশ্মি সনাক্তকরণ এবং সৌরজগতের কাছাকাছি কসমিক রশ্মি কণার সঠিক পরিমাপ একইসাথে করার জন্য সক্ষম। এই দ্বৈত ক্ষমতা গবেষকদের কসমিক রশ্মি শক্তির বর্ণালীতে পরিলক্ষিত তীক্ষ্ণ প্রবাহ হ্রাস, যা প্রায় ৩ পেটা-ইলেকট্রন ভোল্ট (PeV) এর উপরে দেখা যায় এবং 'নি' (knee) নামে পরিচিত, তাকে সরাসরি এই কৃষ্ণগহ্বর জেট সিস্টেমগুলির সাথে সংযুক্ত করতে সাহায্য করেছে।

এই সিদ্ধান্তের সমর্থনে মূল তথ্যগুলির মধ্যে রয়েছে সাইগনাস নক্ষত্র গঠনকারী অঞ্চলের মধ্যে একটি কাঠামো থেকে ১ পেভ-এর বেশি শক্তির ফোটন সনাক্তকরণ, যেখানে সর্বোচ্চ রেকর্ড করা শক্তি ২.৫ পেভ-এ পৌঁছেছে। উপরন্তু, মাইক্রোকোয়াসার SS 433-এর বিশ্লেষণ দেখায় যে এর চালিত প্রোটনগুলির শক্তি ১ পেভ অতিক্রম করেছে, যার শক্তি উৎপাদন প্রতি সেকেন্ডে চার ট্রিলিয়ন শক্তিশালী হাইড্রোজেন বোমার শক্তির সমতুল্য বলে অনুমান করা হয়েছে। আরেকটি চিহ্নিত মাইক্রোকোয়াসার, V4641 Sgr, ০.৮ পেভ পর্যন্ত গামা-রশ্মি শক্তি প্রদান করেছে, যা ছায়াপথের মধ্যে একাধিক পেভ কণা ত্বরণকারীর উপস্থিতি নিশ্চিত করে। এই নতুন প্রমাণ ঐতিহ্যবাহী জ্যোতির্পদার্থবিদ্যার ধারণাকে মৌলিকভাবে চ্যালেঞ্জ করে, যা গ্যালাকটিক কসমিক রশ্মির উৎপাদনের জন্য মূলত সুপারনোভা অবশিষ্টাংশকে দায়ী করত, কারণ তাত্ত্বিক মডেল এবং পর্যবেক্ষণগুলি ইঙ্গিত করে যে সুপারনোভা অবশিষ্টাংশগুলির 'নি'-এর সাথে যুক্ত শক্তি পৌঁছানোর ক্ষমতা নেই।

LHAASO ডেটা একটি জটিল শক্তির কাঠামো প্রকাশ করে যেখানে একটি নতুন 'উচ্চ-শক্তির উপাদান' বিদ্যমান, যা ইঙ্গিত দেয় যে মিল্কিওয়েতে একাধিক জনসংখ্যার কণা ত্বরণকারী রয়েছে, যাদের প্রত্যেকেরই স্বতন্ত্র শক্তির সীমা রয়েছে। LHAASO সুবিধাটি চীনের সিচুয়ান প্রদেশের গারজে তিব্বতি স্বায়ত্তশাসিত প্রিফেকচারের দাওচেং কাউন্টির হাইজি পর্বতে সমুদ্রপৃষ্ঠ থেকে ৪,৪১০ মিটার উচ্চতায় অবস্থিত। এই মানমন্দিরটি এপ্রিল ২০১৯ সালে তার পর্যবেক্ষণ শুরু করে এবং প্রায় ১৪৫ হেক্টর এলাকা জুড়ে বিস্তৃত। প্রকল্পটি ৩১ ডিসেম্বর, ২০১৫ তারিখে জাতীয় উন্নয়ন ও সংস্কার কমিশন দ্বারা আনুষ্ঠানিকভাবে অনুমোদিত হয়েছিল এবং এটি CAS ও সিচুয়ান প্রদেশের গণপ্রজাতন্ত্রী সরকার দ্বারা যৌথভাবে স্পনসর করা হয়েছে।

LHAASO-এর প্রধান গবেষক এবং CAS-এর একজন শিক্ষাবিদ কাও ঝেন উপসংহারে পৌঁছেছেন যে এই গবেষণাগুলি কেবল কসমিক রশ্মির উৎসের পেছনের মূল প্রক্রিয়াগুলিকেই আলোকিত করে না, বরং কৃষ্ণগহ্বর সিস্টেমগুলির মধ্যে ঘটা চরম ভৌত প্রক্রিয়াগুলির বোধগম্যতাকেও উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে। এই গবেষণায় গ্যালাক্সিতে প্রায় এক ডজন মাইক্রোকোয়াসার উৎস শনাক্ত করা হয়েছে, যা ভবিষ্যতে উন্নত গামা-রশ্মি এবং নিউট্রিনো পরীক্ষার জন্য বাস্তবসম্মত লক্ষ্য সরবরাহ করে, যা উচ্চ-শক্তির জ্যোতির্পদার্থবিদ্যার জন্য একটি নতুন পথ নির্ধারণ করে। এই আবিষ্কার মহাবিশ্বের সবচেয়ে রহস্যময় এবং শক্তিশালী বস্তুগুলির আমাদের ধারণাকে নতুনভাবে আকার দিচ্ছে।