প্রতিবেশী এক শীতল বামনে বৃহস্পতির মতো মেরুজ্যোতি

অতি-শীতল বামনেরা (ultracool dwarfs) নক্ষত্র ও গ্রহের সীমান্তে অবস্থান করে। এই পরিবারে আছে খুব কম ভরের নক্ষত্র, বাদামি বামন এবং গ্রহ-ভরের বস্তু, যারা সবাই প্রায় ২,৭০০ কেলভিনের চেয়ে শীতল — এতটাই শীতল যে তাদের বায়ুমণ্ডলে ঘনীভূত পদার্থ মেঘের মতো কাঠামোয় জড়ো হতে পারে। ২০০১ সালে এমন বস্তু থেকে বেতার নিঃসরণ দৈবক্রমে আবিষ্কৃত হওয়ার পর থেকে, তা কয়েক হাজার গাউসের চৌম্বকক্ষেত্র উন্মোচন করেছে। এদের প্রায় ১৫ থেকে ২০% “বেতার-সরব” (radio-loud)।

এদের বেতার সংকেতের প্রায়ই দুটি অংশ থাকে: একটি স্থির, “শান্ত” দীপ্তি, আর প্রবল বৃত্তীয় সমবর্তনযুক্ত উজ্জ্বল, ঘূর্ণায়মান স্পন্দন। স্পন্দনগুলোর কারণ হিসেবে ধরা হয় ইলেকট্রন সাইক্লোট্রন মেজার অস্থিতিশীলতা নামের একটি প্রক্রিয়াকে — যে প্রক্রিয়া বৃহস্পতি ও শনির বেতার মেরুজ্যোতিকে শক্তি জোগায়।

বৃহস্পতিতে দুই ধরনের মেরুজ্যোতি

বৃহস্পতিতে বেতার মেরুজ্যোতি আসে দুটি প্রধান উৎস থেকে। একটি হলো প্রধান ডিম্বাকৃতি (main oval), প্রতিটি চৌম্বক মেরুর চারপাশে মেরুজ্যোতির একটি বলয়, যাকে গ্রহের সঙ্গে ঘুরতে থাকা প্লাজমার একটি চাকতির সঙ্গে যুক্ত বিদ্যুৎপ্রবাহ শক্তি জোগায়। অন্যটি আসে গ্রহের চাঁদগুলো থেকে, সবার আগে আইও থেকে: চাঁদটি যখন বৃহস্পতির চুম্বকিত প্লাজমার মধ্য দিয়ে চলে, তখন সেটি তাকে গ্রহের সঙ্গে যুক্ত করা চৌম্বক ক্ষেত্ররেখা বরাবর বিদ্যুৎপ্রবাহ চালায়। এগুলোকে বলা হয় সক্রিয় ক্ষেত্ররেখা (active field lines)।

LSPM J0036+1821, ৮.৭ পারসেক (প্রায় ২৮ আলোকবর্ষ) দূরের একটি L-ধরনের বামন, ২০০২ সাল থেকে বেতার তরঙ্গ নিঃসরণের জন্য পরিচিত। ২০০৮ সালের একটি গবেষণা আগেই দেখেছিল যে এর স্পন্দন মোটামুটি প্রতি ৩.০৮ ঘণ্টায় পুনরাবৃত্ত হয়। আগের চিত্রায়ণ একটি সম্ভাব্য সঙ্গীর ইঙ্গিতও দিয়েছিল, যা কখনও নিশ্চিত হয়নি।

তিন বছর ধরে শোনা

ভালেন্সিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের ডি. মার্তিন-কারেরো (D. Martín-Carrero), জে.সি. গিরাদো (J.C. Guirado) ও তাঁদের সহকর্মীরা, মাদ্রিদের সেন্টার ফর অ্যাস্ট্রোবায়োলজি, ট্রিনিটি কলেজ ডাবলিন, লোয়েল মানমন্দির, আমেরিকান মিউজিয়াম অব ন্যাচারাল হিস্ট্রি ও কলোরাডো বিশ্ববিদ্যালয়ের সহযোগীদের সঙ্গে মিলে, ২০১৯ থেকে ২০২৩ সালের পর্যবেক্ষণ একত্র করেন:

• ২০২১ সালের ৭ ডিসেম্বর ৮–১২ GHz-এ ভেরি লার্জ অ্যারে (Very Large Array) দিয়ে ৮.৭ ঘণ্টার একটি অধিবেশন;
• দূরে দূরে থাকা বেতার ডিশকে একটিতে মিলিয়ে তৈরি দুটি নেটওয়ার্ক, ইউরোপিয়ান VLBI নেটওয়ার্ক ও ভেরি লং বেসলাইন অ্যারে, দিয়ে অনেকগুলো ছোট অধিবেশন;
• TESS উপগ্রহ দিয়ে দৃশ্যমান আলোয় পর্যবেক্ষণ।

প্রতিটি পর্যবেক্ষণকালে উৎসটিকে একটি একক বিন্দুর মতো দেখায়। সবচেয়ে স্পষ্ট ছবিগুলো নিঃসরণ-অঞ্চলকে প্রায় ০.০২৫ জ্যোতির্বিজ্ঞানীয় এককের কম পরিসরে সীমাবদ্ধ করে।

যে জ্যামিতি বেতার স্পন্দনের সঙ্গে সবচেয়ে ভালো মেলে: প্রতিটি চৌম্বক মেরুর চারপাশে একটি প্রধান মেরুজ্যোতি-ডিম্বাকৃতি (সায়ান) এবং একটি সক্রিয় ক্ষেত্ররেখা (বেগুনি), প্রতিটি ফাঁপা শঙ্কুর আকারে বেতার তরঙ্গ ছড়ায়। মাপ অনুযায়ী আঁকা নয়। — চিত্র ৭, Martín-Carrero et al. (2026), arXiv:2610.09854.

সেকেন্ড পর্যন্ত মাপা একটি ঘড়ি

বেতার স্পন্দন ৩.০৭৯৪১ ± ০.০০০২০ ঘণ্টার আবর্তনকাল দেয়; TESS-এর দৃশ্যমান আলো দেয় ৩.০৭৯০৮ ± ০.০০০৩৮ ঘণ্টা। দুটি মেলে, প্রায় এক সেকেন্ড নির্ভুলতায়। লেখকদের মতে, খুব কম অতি-শীতল বামনেরই আবর্তন বেতার ও দৃশ্যমান আলো — দুটোতেই এত নির্ভুলভাবে মাপা হয়েছে।

বছরের পর বছর আর বিভিন্ন যন্ত্রে স্পন্দনগুলো একই আকার বজায় রাখে। একটি বৃত্তীয় সমবর্তনে প্রতি আবর্তনে দুটি শীর্ষ, একটি অন্যটির চেয়ে প্রবল; বিপরীত সমবর্তনে তাদের মাঝখানে একটিমাত্র শীর্ষ। নিঃসরণ ১২ GHz পর্যন্ত কোনো ছেদ দেখায় না, যার অর্থ ৪.৩ কিলোগাউসের বেশি চৌম্বকক্ষেত্র।

একটি বলয়, একটি সক্রিয় রেখা

শুধু প্রধান ডিম্বাকৃতি বা শুধু সক্রিয় ক্ষেত্ররেখা — কোনোটিই একা স্পন্দনগুলো পুনরুৎপাদন করতে পারে না: প্রতিটিই প্রতিসম আলোক-বক্ররেখা দেয়। তাই দলটি বৃহস্পতি থেকে অনুপ্রাণিত একটি সংকর মডেল মিলিয়েছে:

• প্রধান ডিম্বাকৃতি একটি স্থির অবদান রাখে, দুর্বলতর শীর্ষের বেশির ভাগসহ;
• একটিমাত্র সক্রিয় ক্ষেত্ররেখা প্রবলতর, পরিবর্তনশীল শীর্ষ এবং বিপরীত-সমবর্তনের স্পন্দন তৈরি করে।

মিলিয়ে দেখা ফলাফল এমন একটি চৌম্বক অক্ষের পক্ষে, যা আবর্তন-অক্ষ থেকে মাত্র প্রায় ৩.৬ ডিগ্রি হেলানো এবং প্রায় বিষুবরেখার দিক থেকে দেখা।

৮.৭ ঘণ্টার অধিবেশনে একটি শীর্ষ প্রায় ৬০০ থেকে কমে ৩০০ মাইক্রোজ্যানস্কি হয়, আর অন্যটি প্রায় ১৫০ থেকে বেড়ে ৩৫০ হয়। খুব ক্ষুদ্র পরিবর্তনই এই দোলাচল ব্যাখ্যা করে: হয় নিঃসরণ-শঙ্কুর উন্মুক্ত-কোণ এক ডিগ্রির ভগ্নাংশ সরে যায়, নয়তো সক্রিয় রেখাটি এক আবর্তন থেকে পরেরটিতে দ্রাঘিমায় প্রায় ৭ থেকে ৮ ডিগ্রি সরে যায়। একই দোলাচল দেখা যায় ২০০৮ সালের তথ্যেও, প্রায় ১৫ বছর আগে।

একটি লুকানো সঙ্গী?

বৃহস্পতিতে চলমান সক্রিয় রেখা হলো গ্রহকে প্রদক্ষিণরত আইও-র চিহ্ন। এখানে একটি কাছের সঙ্গী — বামনটির কয়েক ব্যাসার্ধের মধ্যে — একই ভূমিকা নিতে পারে। কিন্তু লেখকেরা জোর দিয়ে বলেন, অন্য কিছু চিত্রও কোনো সঙ্গী ছাড়াই কাজ করে, যেমন একটি ঘূর্ণায়মান প্লাজমা-টোরাসে আটকে থাকা গ্যাস ও ধুলোর পিণ্ড, বা আরও জটিল একটি চৌম্বকক্ষেত্র। আগে জানানো সম্ভাব্য সঙ্গীটি, প্রায় ০.৭৮ জ্যোতির্বিজ্ঞানীয় একক দূরে, বেতারে ধরা পড়েনি (২১ মাইক্রোজ্যানস্কির নিচে), এবং যাই হোক, আইও-র মতো মিথস্ক্রিয়ার জন্য তা অনেক বেশি দূরে। দীর্ঘতর, বিস্তৃততর বেতার অভিযান এই চিত্রগুলোকে আলাদা করতে পারবে।