আধুনিক জ্যোতির্পদার্থবিদ্যা এবং মহাজাগতিক বিদ্যার জন্য দারুণ আগ্রহ হল একটি বিশেষ শ্রেণীর ঘটনা যাকে গামা-রে বিস্ফোরণ বলা হয়। কয়েক দশক ধরে, এবং বিশেষ করে সাম্প্রতিক বছরগুলিতে সক্রিয়ভাবে, বিজ্ঞান এই বৃহৎ আকারের মহাজাগতিক ঘটনা সম্পর্কিত পর্যবেক্ষণমূলক তথ্য সংগ্রহ করছে। এর প্রকৃতি এখনও সম্পূর্ণরূপে ব্যাখ্যা করা হয়নি, তবে যথেষ্ট প্রমাণিত তাত্ত্বিক মডেল রয়েছে যা এটি ব্যাখ্যা করার দাবি করে৷
ঘটনার ধারণা
গামা বিকিরণ ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বর্ণালীর সবচেয়ে কঠিন অঞ্চল, যা প্রায় 6∙1019 Hz থেকে উচ্চ কম্পাঙ্কের ফোটন দ্বারা গঠিত। গামা রশ্মির তরঙ্গদৈর্ঘ্য একটি পরমাণুর আকারের সাথে তুলনীয় হতে পারে, এবং এর চেয়ে ছোট আকারেরও হতে পারে।
গামা-রশ্মি বিস্ফোরণ হল মহাজাগতিক গামা-রশ্মির একটি সংক্ষিপ্ত এবং অত্যন্ত উজ্জ্বল বিস্ফোরণ। এর সময়কাল কয়েক দশ মিলিসেকেন্ড থেকে কয়েক হাজার সেকেন্ড পর্যন্ত হতে পারে; প্রায়ই নিবন্ধিতফ্ল্যাশ প্রায় এক সেকেন্ড স্থায়ী হয়। বিস্ফোরণের উজ্জ্বলতা উল্লেখযোগ্য হতে পারে, নরম গামা পরিসরে আকাশের মোট উজ্জ্বলতার থেকে শতগুণ বেশি। চারিত্রিক শক্তির পরিসীমা কয়েক দশ থেকে হাজার হাজার কিলোইলেক্ট্রনভোল্ট প্রতি রেডিয়েশন কোয়ান্টাম পর্যন্ত।
অগ্নিশিখার উত্সগুলি আকাশের গোলকের উপর সমানভাবে বিতরণ করা হয়। এটি প্রমাণিত হয়েছে যে তাদের উত্সগুলি বিলিয়ন বিলিয়ন আলোকবর্ষের ক্রম অনুসারে মহাজাগতিক দূরত্বে অত্যন্ত দূরে। বিস্ফোরণের আরেকটি বৈশিষ্ট্য হল তাদের বৈচিত্র্যময় এবং জটিল বিকাশ প্রোফাইল, অন্যথায় হালকা বক্ররেখা হিসাবে পরিচিত। এই ঘটনার নিবন্ধন প্রায় প্রতিদিন ঘটে।
অধ্যয়নের ইতিহাস
আমেরিকান সামরিক ভেলা উপগ্রহ থেকে তথ্য প্রক্রিয়াকরণের সময় 1969 সালে আবিষ্কারটি ঘটেছিল। দেখা গেল যে 1967 সালে, উপগ্রহগুলি গামা বিকিরণের দুটি ছোট স্পন্দন রেকর্ড করেছিল, যা দলের সদস্যরা কিছু দিয়ে সনাক্ত করতে পারেনি। কয়েক বছর ধরে এ ধরনের ঘটনার সংখ্যা বেড়েছে। 1973 সালে, ভেলার ডেটা শ্রেণীবদ্ধ করা হয়েছিল এবং প্রকাশিত হয়েছিল, এবং এই ঘটনার উপর বৈজ্ঞানিক গবেষণা শুরু হয়েছিল৷
1970-এর দশকের শেষের দিকে এবং 1980-এর দশকের গোড়ার দিকে সোভিয়েত ইউনিয়নে, KONUS পরীক্ষার একটি সিরিজ 2 সেকেন্ড পর্যন্ত সংক্ষিপ্ত বিস্ফোরণের অস্তিত্বকে প্রতিষ্ঠিত করেছিল এবং এটিও প্রমাণ করেছিল যে গামা বিকিরণ বিস্ফোরণ এলোমেলোভাবে বিতরণ করা হয়।
1997 সালে, "আফটারগ্লো" এর ঘটনাটি আবিষ্কৃত হয়েছিল - দীর্ঘতর তরঙ্গদৈর্ঘ্যে বিস্ফোরণের ধীর ক্ষয়। এর পরে, বিজ্ঞানীরা প্রথমবারের মতো একটি অপটিক্যাল বস্তুর সাথে ইভেন্টটি সনাক্ত করতে সক্ষম হন - একটি খুব দূরবর্তী রেডশিফ্ট গ্যালাক্সি।z=0, 7. এর ফলে ঘটনাটির মহাজাগতিক প্রকৃতি নিশ্চিত করা সম্ভব হয়েছে।
2004 সালে, সুইফ্ট অরবিটাল গামা-রে অবজারভেটরি চালু করা হয়েছিল, যার সাহায্যে এক্স-রে এবং অপটিক্যাল বিকিরণ উত্সগুলির সাহায্যে গামা-রেঞ্জের ঘটনাগুলি দ্রুত সনাক্ত করা সম্ভব হয়েছিল। বর্তমানে, গামা-রে স্পেস টেলিস্কোপ সহ আরও বেশ কয়েকটি ডিভাইস কক্ষপথে কাজ করছে। ফার্মি।
শ্রেণীবিভাগ
বর্তমানে, পর্যবেক্ষিত বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে, দুই ধরনের গামা-রশ্মি বিস্ফোরণকে আলাদা করা হয়েছে:
- দীর্ঘ, 2 সেকেন্ড বা তার বেশি সময়কাল দ্বারা চিহ্নিত। এই ধরনের প্রাদুর্ভাবের প্রায় 70% আছে। তাদের গড় সময়কাল 20-30 সেকেন্ড, এবং GRB 130427A ফ্লেয়ারের সর্বোচ্চ রেকর্ড করা সময়কাল ছিল 2 ঘন্টার বেশি। এমন একটি দৃষ্টিভঙ্গি রয়েছে যা অনুসারে এই ধরনের দীর্ঘ ঘটনাগুলিকে (এখন তাদের তিনটি আছে) একটি বিশেষ ধরনের অতি-দীর্ঘ বিস্ফোরণ হিসাবে আলাদা করা উচিত৷
- সংক্ষিপ্ত। তারা একটি সংকীর্ণ সময় ফ্রেমে বিকাশ এবং বিবর্ণ হয় - 2 সেকেন্ডের কম, কিন্তু গড়ে প্রায় 0.3 সেকেন্ড স্থায়ী হয়। এখন পর্যন্ত রেকর্ড ধারক হল ফ্ল্যাশ, যা মাত্র 11 মিলিসেকেন্ড স্থায়ী হয়েছিল৷
পরবর্তীতে, আমরা দুটি প্রধান ধরণের GRB-এর সম্ভাব্য কারণগুলি দেখব৷
হাইপারনোভা প্রতিধ্বনি
অধিকাংশ জ্যোতির্পদার্থবিদদের মতে, দীর্ঘ বিস্ফোরণগুলি অত্যন্ত বিশাল নক্ষত্রের পতনের ফলাফল। একটি তাত্ত্বিক মডেল রয়েছে যা 30 টিরও বেশি সৌর ভরের ভর সহ একটি দ্রুত ঘূর্ণমান নক্ষত্রকে বর্ণনা করে, যা তার জীবনের শেষে একটি ব্ল্যাক হোলের জন্ম দেয়। অ্যাক্রিশন ডিস্কব্ল্যাক হোলের উপর দ্রুত পতিত নাক্ষত্রিক খামের বিষয়টির কারণে এই ধরনের একটি বস্তু, একটি পতনশীল, উদ্ভূত হয়। ব্ল্যাক হোল কয়েক সেকেন্ডের মধ্যে এটিকে গ্রাস করে।
ফলস্বরূপ, শক্তিশালী মেরু অতি আপেক্ষিক গ্যাস জেট গঠিত হয় - জেট। জেটগুলিতে পদার্থের বহিঃপ্রবাহের গতি আলোর গতির কাছাকাছি, তাপমাত্রা এবং এই অঞ্চলে চৌম্বকীয় ক্ষেত্রগুলি প্রচুর। এই ধরনের একটি জেট গামা বিকিরণের একটি প্রবাহ তৈরি করতে সক্ষম। "সুপারনোভা" শব্দটির সাথে সাদৃশ্য দিয়ে এই ঘটনাটিকে হাইপারনোভা বলা হত।
অনেক গামা-রশ্মির দীর্ঘ বিস্ফোরণগুলি দূরবর্তী ছায়াপথগুলিতে অস্বাভাবিক বর্ণালী সহ সুপারনোভা দিয়ে বেশ নির্ভরযোগ্যভাবে সনাক্ত করা যায়। রেডিও পরিসরে তাদের পর্যবেক্ষণ অতি আপেক্ষিক জেটের সম্ভাব্য অস্তিত্ব নির্দেশ করে।
নিউট্রন তারার সংঘর্ষ
মডেল অনুসারে, বিশাল নিউট্রন তারা বা নিউট্রন তারা-ব্ল্যাক হোল জোড়া মিলিত হলে ছোট বিস্ফোরণ ঘটে। এই ধরনের ইভেন্ট একটি বিশেষ নাম পেয়েছে - "কিলোন", যেহেতু এই প্রক্রিয়ায় নির্গত শক্তি নতুন নক্ষত্রের শক্তি রিলিজকে তিনটি মাত্রায় অতিক্রম করতে পারে৷
এক জোড়া সুপারম্যাসিভ উপাদান প্রথমে মহাকর্ষীয় তরঙ্গ নির্গত করে বাইনারি সিস্টেম তৈরি করে। ফলস্বরূপ, সিস্টেম শক্তি হারায়, এবং এর উপাদানগুলি দ্রুত সর্পিল গতিপথ বরাবর একে অপরের উপর পড়ে। তাদের একত্রীকরণ একটি বিশেষ কনফিগারেশনের একটি শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে একটি দ্রুত ঘূর্ণায়মান বস্তু তৈরি করে, যার কারণে, আবার, অতি আপেক্ষিক জেট তৈরি হয়৷
সিমুলেশন দেখায় যে ফলাফলটি 0.3 সেকেন্ডের মধ্যে ব্ল্যাক হোলে পড়ে একটি অ্যাক্রিশনারি প্লাজমা টরয়েড সহ একটি ব্ল্যাক হোল। অ্যাক্রিশন দ্বারা উত্পন্ন অতি-রেলেটিভিস্টিক জেটগুলির অস্তিত্ব একই পরিমাণ সময় স্থায়ী হয়। পর্যবেক্ষণমূলক তথ্য সাধারণত এই মডেলের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।
আগস্ট 2017 সালে, মহাকর্ষীয় তরঙ্গ সনাক্তকারী LIGO এবং Virgo 130 মিলিয়ন আলোকবর্ষ দূরে একটি গ্যালাক্সিতে একটি নিউট্রন তারকা একত্রিতকরণ সনাক্ত করেছে৷ কিলোনোভার সংখ্যাগত পরামিতিগুলি সিমুলেশনের ভবিষ্যদ্বাণীর মতো পুরোপুরি একই নয়। কিন্তু মহাকর্ষীয় তরঙ্গ ঘটনার সাথে গামা-রশ্মি পরিসরে একটি সংক্ষিপ্ত বিস্ফোরণ, সেইসাথে এক্স-রে থেকে ইনফ্রারেড তরঙ্গদৈর্ঘ্যের প্রভাব ছিল।
অদ্ভুত ফ্ল্যাশ
14 জুন, 2006-এ, সুইফ্ট গামা অবজারভেটরি 1.6 বিলিয়ন আলোকবর্ষ দূরে অবস্থিত একটি খুব বেশি-বিশাল গ্যালাক্সিতে একটি অস্বাভাবিক ঘটনা সনাক্ত করে। এর বৈশিষ্ট্যগুলি দীর্ঘ এবং সংক্ষিপ্ত উভয় ফ্ল্যাশের পরামিতিগুলির সাথে সঙ্গতিপূর্ণ নয়। গামা-রশ্মির বিস্ফোরণ GRB 060614-এর দুটি স্পন্দন ছিল: প্রথমত, একটি শক্ত স্পন্দন যা 5 সেকেন্ডের কম লম্বা, এবং তারপরে নরম গামা রশ্মির একটি 100-সেকেন্ডের "লেজ"। গ্যালাক্সিতে একটি সুপারনোভার চিহ্ন সনাক্ত করা যায়নি৷
এতদিন আগেও একই ধরনের ঘটনা লক্ষ্য করা গেছে, কিন্তু তারা প্রায় ৮ গুণ দুর্বল ছিল। তাই এই হাইব্রিড ঢেউ এখনও তাত্ত্বিক মডেলের কাঠামোর সাথে খাপ খায় না৷
অসাধারণ গামা-রশ্মি বিস্ফোরণ GRB 060614 এর উৎপত্তি সম্পর্কে বেশ কিছু অনুমান রয়েছে। ভিতরে-প্রথমত, আমরা অনুমান করতে পারি যে এটি সত্যিই দীর্ঘ, এবং অদ্ভুত বৈশিষ্ট্য কিছু নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে কারণে। দ্বিতীয়ত, ফ্ল্যাশটি ছোট ছিল এবং কিছু কারণে ইভেন্টের "লেজ" একটি বড় দৈর্ঘ্য অর্জন করেছিল। তৃতীয়ত, এটা ধরে নেওয়া যেতে পারে যে জ্যোতির্পদার্থবিদরা নতুন ধরনের বিস্ফোরণের সম্মুখীন হয়েছেন।
এছাড়াও একটি সম্পূর্ণ বহিরাগত অনুমান রয়েছে: GRB 060614-এর উদাহরণে, বিজ্ঞানীরা তথাকথিত "হোয়াইট হোল"-এর সম্মুখীন হয়েছেন। এটি স্থান-কালের একটি কাল্পনিক অঞ্চল যার একটি ঘটনা দিগন্ত রয়েছে, কিন্তু একটি স্বাভাবিক ব্ল্যাক হোলের বিপরীতে সময় অক্ষ বরাবর চলে। নীতিগতভাবে, আপেক্ষিকতার সাধারণ তত্ত্বের সমীকরণগুলি হোয়াইট হোলের অস্তিত্বের ভবিষ্যদ্বাণী করে, তবে তাদের সনাক্তকরণের জন্য কোনও পূর্বশর্ত নেই এবং এই জাতীয় বস্তুর গঠনের প্রক্রিয়া সম্পর্কে কোনও তাত্ত্বিক ধারণা নেই। খুব সম্ভবত, রোমান্টিক হাইপোথিসিস ত্যাগ করতে হবে এবং মডেল পুনঃগণনার উপর ফোকাস করতে হবে।
সম্ভাব্য বিপদ
মহাবিশ্বে গামা-রশ্মি বিস্ফোরণ সর্বব্যাপী এবং প্রায়শই ঘটে। একটি স্বাভাবিক প্রশ্ন জাগে: তারা কি পৃথিবীর জন্য বিপদ ডেকে আনছে?
তাত্ত্বিকভাবে বায়োস্ফিয়ারের পরিণতি গণনা করা হয়েছে, যা তীব্র গামা বিকিরণ ঘটাতে পারে। সুতরাং, 1052 erg এর শক্তি রিলিজ সহ (যা 1039 MJ বা প্রায় 3.3∙1038 এর সাথে মিলে যায় kWh) এবং 10 আলোকবর্ষের দূরত্ব, বিস্ফোরণের প্রভাব বিপর্যয়কর হবে। এটি গণনা করা হয়েছে যে গোলার্ধে পৃথিবীর পৃষ্ঠের প্রতি বর্গ সেন্টিমিটারে গামা রশ্মি দ্বারা আঘাত করার দুর্ভাগ্য হবেপ্রবাহ, 1013 erg, বা 1 MJ, বা 0.3 kWh শক্তি নির্গত হবে। অন্য গোলার্ধেরও সমস্যা হবে না - সমস্ত জীবন্ত প্রাণী সেখানে মারা যাবে, কিন্তু একটু পরে, গৌণ প্রভাবের কারণে।
তবে, এই ধরনের একটি দুঃস্বপ্ন আমাদের হুমকি দেওয়ার সম্ভাবনা কম: সূর্যের কাছাকাছি এমন কোনও তারা নেই যা এত ভয়ঙ্কর শক্তি মুক্তি দিতে পারে। ব্ল্যাক হোল বা নিউট্রন তারকা হয়ে ওঠার ভাগ্য আমাদের কাছের নক্ষত্রকেও হুমকি দেয় না।
অবশ্যই, একটি গামা-রশ্মি বিস্ফোরণ জীবজগতের জন্য এবং অনেক বেশি দূরত্বে একটি গুরুতর হুমকি সৃষ্টি করবে, তবে, এটি মনে রাখা উচিত যে এর বিকিরণ আইসোট্রপিক্যালি নয় বরং একটি সংকীর্ণ স্রোতে ছড়িয়ে পড়ে।, এবং পৃথিবী থেকে এটিতে পড়ার সম্ভাবনা সাধারণভাবে লক্ষ্য করা যায় না তার চেয়ে অনেক কম৷
শিক্ষার দৃষ্টিভঙ্গি
মহাজাগতিক গামা-রশ্মি বিস্ফোরণ প্রায় অর্ধ শতাব্দী ধরে সবচেয়ে বড় জ্যোতির্বিদ্যার রহস্য হয়ে আছে। এখন পর্যবেক্ষণমূলক সরঞ্জামের দ্রুত বিকাশের কারণে (স্পেস সহ), ডেটা প্রসেসিং এবং মডেলিংয়ের কারণে তাদের সম্পর্কে জ্ঞানের স্তর অনেক উন্নত।
উদাহরণস্বরূপ, বিস্ফোরণের ঘটনাটির উত্স স্পষ্ট করার জন্য খুব বেশি দিন আগে একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ নেওয়া হয়েছিল। ফার্মি স্যাটেলাইট থেকে প্রাপ্ত তথ্য বিশ্লেষণ করার সময়, এটি পাওয়া গেছে যে আন্তঃনাক্ষত্রিক গ্যাসের প্রোটনের সাথে অতি-রেলেটিভিস্টিক জেটের প্রোটনের সংঘর্ষের ফলে গামা বিকিরণ উৎপন্ন হয় এবং এই প্রক্রিয়াটির বিশদ বিবরণ পরিমার্জিত হয়৷
রেডশিফ্ট Z=10 দ্বারা নির্ধারিত দূরত্ব পর্যন্ত আন্তঃগ্যালাকটিক গ্যাসের বিতরণের আরও সঠিক পরিমাপের জন্য দূরবর্তী ঘটনার আফটারগ্লো ব্যবহার করার কথা।
একই সময়েবিস্ফোরণের প্রকৃতির বেশিরভাগই এখনও অজানা, এবং আমাদের নতুন আকর্ষণীয় তথ্যের উত্থানের জন্য এবং এই বস্তুগুলির গবেষণায় আরও অগ্রগতির জন্য অপেক্ষা করা উচিত।
