সৌরজগতের সন্নিকটে বিশাল ডার্ক ম্যাটার সাবহ্যালোর অস্তিত্ব খুঁজে পেলেন জ্যোতির্পদার্থবিজ্ঞানীরা

জ্যোতির্পদার্থবিজ্ঞানীরা সৌরজগতের খুব কাছেই ডার্ক ম্যাটার বা অদৃশ্য পদার্থের একটি বিশাল সাবহ্যালোর অস্তিত্বের জোরালো প্রমাণ উপস্থাপন করেছেন। মহাজাগতিক কালনির্ণায়ক হিসেবে পরিচিত পালসারগুলোর অত্যন্ত নিখুঁত সময় পরিমাপের মাধ্যমে এই পর্যবেক্ষণ সম্ভব হয়েছে। এই ফলাফলটি প্রচলিত মহাজাগতিক মডেলগুলোর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, যা নির্দেশ করে যে মিল্কিওয়ে বা আকাশগঙ্গার মতো গ্যালাক্সিগুলো ডার্ক ম্যাটারের বিস্তৃত হ্যালো দ্বারা বেষ্টিত থাকে এবং এর ভেতরে ছোট ছোট পুঞ্জ বা সাবহ্যালো বিদ্যমান থাকে।

২০২৬ সালের ২৯ জানুয়ারি 'ফিজিক্যাল রিভিউ লেটারস' (Physical Review Letters) জার্নালে প্রকাশিত একটি নিবন্ধে এই আবিষ্কারের বিস্তারিত বর্ণনা দেওয়া হয়েছে। এক জোড়া পালসার থেকে প্রাপ্ত সংকেতগুলোর মধ্যে অত্যন্ত সূক্ষ্ম এবং পারস্পরিক সম্পর্কযুক্ত পরিবর্তন শনাক্ত করার ওপর ভিত্তি করে এই গবেষণাটি পরিচালিত হয়। যেহেতু ডার্ক ম্যাটার আলোর সাথে কোনো প্রতিক্রিয়া করে না, তাই এর উপস্থিতি শুধুমাত্র মহাকর্ষীয় প্রভাবের মাধ্যমেই নির্ণয় করা সম্ভব। ইউনিভার্সিটি অফ আলাবামা ইন হান্টসভিলের ডক্টর সুকন্যা চক্রবর্তীর নেতৃত্বে গবেষক দলটি একটি বাইনারি বা দ্বৈত পালসার সিস্টেমের ওপর কাজ করে এই মহাকর্ষীয় প্রভাব বিশ্লেষণ করেছেন।

এই মহাকর্ষীয় বিচ্যুতি বা পার্টারবেশন এমন একটি অদৃশ্য বস্তুর দিকে ইঙ্গিত করে যার ভর সূর্যের ভরের প্রায় ১০ মিলিয়ন বা ১ কোটি গুণ এবং এর বিস্তার কয়েকশ আলোকবর্ষ জুড়ে। গবেষক দলটি নিশ্চিত করেছেন যে, ওই নির্দিষ্ট অঞ্চলে এই ভরের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ কোনো দৃশ্যমান বস্তু যেমন নক্ষত্র বা গ্যাসীয় মেঘ নেই, যা বস্তুটির ডার্ক ম্যাটার হওয়ার বিষয়টিকে জোরালোভাবে প্রমাণ করে। এই সাবহ্যালোটি সূর্য থেকে প্রায় ৩২৬০ আলোকবর্ষ বা এক কিলোপারসেক দূরত্বে অবস্থিত।

গবেষণায় ব্যবহৃত পদ্ধতিটি ছিল 'পালসার টাইমিং', যেখানে দ্রুত ঘূর্ণায়মান নিউট্রন নক্ষত্রগুলো নিখুঁত ঘড়ি হিসেবে কাজ করে। দুটি নক্ষত্রের মধ্যে কক্ষপথের পর্যায়কালের অতি ক্ষুদ্র বিকৃতিগুলো নিকটবর্তী কোনো বিশাল বস্তুর কারণে সৃষ্ট ত্বরণকে প্রকাশ করে। এই গবেষণায় পালসারের একটি বিশাল সেটের ওপর আলোকপাত করা হয়েছে, যেখানে ৫৩টি সিস্টেমের মধ্যে একটি নির্দিষ্ট জোড়া থেকে উল্লেখযোগ্য সংকেত পাওয়া গেছে। রেকর্ড করা ত্বরণ সংকেতটি প্রতি বর্গ সেকেন্ডে প্রায় ১০^-৯ সেন্টিমিটার ($10^{-9} \text{ cm/s}^2$) হিসেবে মূল্যায়ন করা হয়েছে।

পালসার ত্বরণ ব্যবহার করে পরিচালিত এই গবেষণাটি প্রথমবারের মতো বাইনারি এবং একক পালসারের ত্বরণ ক্ষেত্র বিশ্লেষণের মাধ্যমে গ্যালাক্সিতে ডার্ক ম্যাটার সাবহ্যালোর বৈশিষ্ট্যগুলোকে সীমাবদ্ধ করার সুযোগ করে দিয়েছে। যদি এই আবিষ্কারটি নিশ্চিত হয়, তবে এটি হবে আকাশগঙ্গার অভ্যন্তরে শনাক্ত হওয়া এই স্কেলের প্রথম ডার্ক ম্যাটার সাবহ্যালো। এই ধরনের শনাক্তকরণ বিভিন্ন মহাজাগতিক মডেলগুলোকে যাচাই করার মাধ্যমে ডার্ক ম্যাটারের মৌলিক প্রকৃতি অনুসন্ধানের জন্য একটি শক্তিশালী এবং সরাসরি হাতিয়ার প্রদান করবে।

ডক্টর চক্রবর্তী উল্লেখ করেছেন যে, সাবহ্যালোগুলো ডার্ক ম্যাটার মডেলের মূল ভিত্তি এবং এখন গবেষকদের কাছে সেগুলো শনাক্ত করার একটি কার্যকর মাধ্যম রয়েছে। এটি পূর্ববর্তী যেকোনো পদ্ধতির তুলনায় ভরের অনেক বেশি সঠিক অনুমান প্রদান করতে সক্ষম। তাত্ত্বিকভাবে এই ধরনের পুঞ্জগুলোর অস্তিত্বের পূর্বাভাস আগে থেকেই ছিল, কিন্তু সেগুলোর সরাসরি পর্যবেক্ষণ অসম্ভব ছিল। এর ফলে তাত্ত্বিক সিমুলেশনের তুলনায় পর্যবেক্ষণে যে ঘাটতি দেখা যেত, তাকে 'মিসিং স্যাটেলাইট প্রবলেম' বা নিখোঁজ উপগ্রহ সমস্যা বলা হতো, যা এই আবিষ্কারের মাধ্যমে সমাধানের পথে এক ধাপ এগিয়ে গেল।