একটি স্পন্দিত তারা ফাঁস করে দিল তার অদৃশ্য সঙ্গীকে

যে ব্ল্যাক হোল ও নিউট্রন তারা পদার্থ গিলছে না, তাদের সরাসরি দেখা প্রায় অসম্ভব। তাদের খোঁজার একটি উপায় হলো সেই দৃশ্যমান তারাটিকে পর্যবেক্ষণ করা যার সঙ্গে তারা আবর্তন করে। গবেষণাপত্রে উল্লেখ আছে, জ্যোতির্বিদেরা এভাবে এমন “সুপ্ত” প্রার্থীর ক্রমবর্ধমান সংখ্যা খুঁজে পেয়েছেন, এবং সবচেয়ে ভারী নিউট্রন তারা ও সবচেয়ে হালকা ব্ল্যাক হোলের মাঝের ভর-পরিসর এখনো খুব কম পর্যবেক্ষিত।

TIC 160582982 একটি অস্বাভাবিক পথ দেখায়: তারাটি নিজেই একটি ঘড়ি।

সময় রাখা একটি তারা

TIC 160582982 একটি ডেল্টা স্কুটি (δ Scuti) তারা: A শ্রেণির একটি উত্তপ্ত, দ্রুত ঘূর্ণায়মান তারা, যা একসঙ্গে বহু চাপ-বিধায় (pressure modes) কাঁপে। চীনা বিজ্ঞান একাডেমির শিনজিয়াং জ্যোতির্বিজ্ঞান মানমন্দির এবং গ্রানাদার আন্দালুসিয়া জ্যোতিঃপদার্থবিজ্ঞান ইনস্টিটিউটের চেংলং লিউ (Chenglong Lv)-এর নেতৃত্বে একটি দল TESS মহাকাশ দুরবিনের প্রায় ৩৫২ দিনের পরিমাপ বিশ্লেষণ করে এবং তার মিটমিটে আলো থেকে ১২৮টি কম্পাঙ্ক বের করে।

এমন একটি তারা যখন কোনো সঙ্গীর সঙ্গে আবর্তন করে, তখন সে কখনো আমাদের থেকে একটু দূরে, কখনো একটু কাছে থাকে। তার আলো পৌঁছাতে কখনো বেশি, কখনো কম সময় নেয় — তাই স্পন্দনগুলো একটি নিয়মিত চক্রে আগে-পরে সরে যাচ্ছে বলে মনে হয়। এই সরে যাওয়া মাপলেই কক্ষপথের রেখা পাওয়া যায়। একে বলে দশা মডুলেশন (phase modulation)।

ভারী সঙ্গীসহ ৮৯ দিনের কক্ষপথ

ছয়টি স্থিতিশীল স্পন্দন, একসঙ্গে ঘড়ি হিসেবে ব্যবহার করলে, একটি সামঞ্জস্যপূর্ণ উত্তর দেয়:

• কক্ষীয় পর্যায়কাল: ৮৯.২৯ ± ০.১৯ দিন, অত্যন্ত লম্বাটে কক্ষপথে (উৎকেন্দ্রিকতা ০.৫৪)।
• দৃশ্যমান তারার কক্ষপথের প্রক্ষিপ্ত আকার (তার অর্ধ-পরাক্ষ) প্রায় ১৪৬ আলোক-সেকেন্ড, অর্থাৎ ০.২৯ জ্যোতির্বিজ্ঞান একক।
• ফলস্বরূপ “ভর অপেক্ষক”, যা দুটি ভরের একটি সমন্বয়, ০.৪১৬ সৌর ভর — এই ধরনের তারার জন্য বড়।

দ্বিতীয় একটি স্বাধীন পদ্ধতি, যা কক্ষপথের কারণে দুটি সবচেয়ে শক্তিশালী স্পন্দনের চারপাশে তৈরি পার্শ্ব-শিখরের ওপর ভিত্তি করে, একই কক্ষপথ দেয়: ৮৯.৩৬ দিন।

দৃশ্যমান তারাটির ভর প্রায় ১.৯৩ সৌর ভর, এটি প্রায় ২৬৩ পারসেক দূরে এবং সূর্যের চেয়ে ৩৭.৬ গুণ উজ্জ্বল। কক্ষপথের সঙ্গে মিলিয়ে এর মানে হলো সঙ্গীর ভর অন্তত প্রায় ১.৮ সৌর ভর — এটি সর্বনিম্ন মান, যা মেলে যদি আমরা কক্ষপথটিকে ঠিক কিনারা থেকে দেখি। সঙ্গীটি সাধারণ তারা হলে সবচেয়ে ভালো অনুমান হতো প্রায় ২.২ সৌর ভর।

হারানো আলো

এত ভারী একটি সাধারণ তারা সহজেই চোখে পড়ার কথা। দলটি হিসাব করেছে সেটি কতটা আলো যোগ করত: ১.৭০ থেকে ১.৮৬ সৌর ভরের সঙ্গীর জন্য দৃশ্যমান ও অবলোহিত ব্যান্ডে ব্যবস্থাটির আলোর প্রায় ১৮ থেকে ২৬%; ২.৩ সৌর ভরে প্রায় ৪৩%।

কিন্তু দৃশ্যমান থেকে মধ্য-অবলোহিত পর্যন্ত মাপা ব্যবস্থাটির আলো একটিমাত্র A শ্রেণির তারার সঙ্গে নিখুঁতভাবে মেলে, কোনো অবলোহিত আধিক্য ছাড়াই। সংরক্ষিত বর্ণালিতেও রেখার কোনো স্পষ্ট দ্বিতীয় সেট দেখা যায় না, যদিও তারাটির দ্রুত ঘূর্ণন তার রেখাগুলোকে ঝাপসা করে দেয়। তাই একটি সাধারণ একক সঙ্গীর সম্ভাবনা “জোরালোভাবে অসমর্থিত”, লেখকেরা লিখেছেন।

দুই সন্দেহভাজন বাকি

দুটি ব্যাখ্যা থেকে যায়, এবং বর্তমান তথ্য তাদের আলাদা করতে পারে না:

1. একটি লুকানো জোড়া। সঙ্গীটি নিজেই হতে পারে তারার একটি ঘনিষ্ঠ জোড়া, যেমন প্রায় ০.৯ সৌর ভরের দুটি তারা। একসঙ্গে তারা প্রয়োজনীয় ভর জোগাবে, অথচ দৃশ্যমান আলোয় মাত্র প্রায় ৪% এবং অবলোহিতে ৮ থেকে ৯% যোগ করবে।
2. একটি মৃত তারা। একটি ঘন অবশেষ — নিউট্রন তারা, এমনকি নাক্ষত্রিক ভরের ব্ল্যাক হোলও — খুব সামান্য বা কোনো আলোই যোগ করবে না।

দলটি একটি ধীরতর সংকেতও লক্ষ করেছে, যা প্রতি ০.৫৪৪ দিনে পুনরাবৃত্ত হয়, এবং যার তীব্রতা কক্ষপথের সঙ্গে ওঠানামা করে, দুই বস্তুর সবচেয়ে কাছাকাছি আসার সময়ের আশপাশে শীর্ষে পৌঁছায়। এটি উৎকেন্দ্রিক কক্ষপথের জোয়ার-প্রভাবে বিঘ্নিত একটি স্পন্দন হতে পারে, তবে লেখকেরা একে কেবল প্রার্থী হিসেবে শ্রেণিভুক্ত করেছেন।

পূর্ণ কক্ষপথ জুড়ে বর্ণালি

চূড়ান্ত পরীক্ষা হলো বর্ণালিবীক্ষণ: পূর্ণ ৮৯ দিনের কক্ষপথ জুড়ে বারবার নেওয়া উচ্চ-বিভেদনের বর্ণালি স্বাধীনভাবে কক্ষপথ যাচাই করবে এবং এমন ম্লান রেখা খুঁজবে যা একটি সঙ্গীর সঙ্গে বা লুকানো জোড়ার দুটি তারার সঙ্গে সরে যায়। গাইয়া (Gaia) মহাকাশ মানমন্দিরের ভবিষ্যৎ পরিমাপ, যাতে তারাটির প্রায় এক হাজার ভাগের এক আর্কসেকেন্ড দোলা দেখা যাওয়ার কথা, কক্ষপথের হেলানো এবং সঙ্গীর মোট ভর নির্ধারণ করতে পারবে।

arXiv-এর তালিকা অনুযায়ী, গবেষণাপত্রটি The Astrophysical Journal-এ গৃহীত হয়েছে; এখানে পড়া সংস্করণটি লেখকদের পাণ্ডুলিপি।