যে সুপারনোভার শীর্ষে পৌঁছাতে লেগেছিল 88 দিন

সুপারনোভা 1987A জ্যোতির্বিদদের শিখিয়েছিল যে হাইড্রোজেন-সমৃদ্ধ একটি নক্ষত্র বিস্ফোরিত হয়ে তারপর সময় নিতে পারে: কয়েক দিনে দপ করে জ্বলে ওঠার বদলে এটি প্রায় 100 দিন ধরে ধীরে ধীরে উজ্জ্বল হয়েছিল। এটি হয়ে ওঠে একটি ছোট পরিবারের আদিরূপ, “87A-সদৃশ” সুপারনোভা — প্রায় 30টি জানা আছে, সব ধসে পড়া নক্ষত্রের মোটামুটি 1.4%।

সাম্প্রতিক বছরগুলোতে বিস্তৃত আকাশ-জরিপ এই পরিবারের কয়েকটি চরম সদস্য খুঁজে পেয়েছে, যারা বাকিদের চেয়ে অনেক বেশি উজ্জ্বল ও দীর্ঘস্থায়ী। প্রচলিত প্রক্রিয়া দিয়ে এদের ব্যাখ্যা করা কঠিন, যে প্রক্রিয়ায় সদ্যোজাত নিউট্রন নক্ষত্র থেকে বেরোনো নিউট্রিনো নক্ষত্রটিকে উড়িয়ে দেয়।

এক ধীরগতির দৈত্য

11 মে 2023-এ ক্যালিফোর্নিয়ার জুইকি ট্রানজিয়েন্ট ফ্যাসিলিটি 0.1020 লোহিত সরণে, অর্থাৎ প্রায় 485 মেগাপারসেক বা 160 কোটি আলোকবর্ষ দূরে, একটি ছোট ছায়াপথে একটি নতুন উৎস দেখতে পায়। SN 2023iop নামের এই উৎসটিকে ইসরায়েলের ওয়াইজম্যান ইনস্টিটিউট অব সায়েন্সের স্টিভ শুলৎসের নেতৃত্বে একটি আন্তর্জাতিক দল অতিবেগুনি থেকে বেতার তরঙ্গ পর্যন্ত টেলিস্কোপ দিয়ে 600 দিনেরও বেশি অনুসরণ করেছে।

• শীর্ষে পৌঁছাতে এর লেগেছিল অন্তত 88 দিন — প্রকৃত উত্থান আরও দীর্ঘ ছিল, কারণ যখন ধরা পড়ে তখন এটি ইতিমধ্যে উজ্জ্বল হচ্ছিল।
• শীর্ষে এর পরম ম্যাগনিচিউড পৌঁছেছিল −20.1-এ: তার পরিবারের আগের রেকর্ডধারী OGLE-73-এর চেয়ে প্রায় 0.9 ম্যাগনিচিউড বেশি উজ্জ্বল, এবং SN 1987A-র চেয়ে 3.7 থেকে 4.0 ম্যাগনিচিউড বেশি উজ্জ্বল। এই মাপকাঠিতে কম সংখ্যা মানে বেশি উজ্জ্বল, আর প্রতিটি ম্যাগনিচিউড প্রায় 2.5 গুণের পার্থক্য।
• এটি বিকিরণ করেছিল অন্তত 4.3 × 10⁵⁰ আর্গ, সম্ভবত 10⁵¹-এর কাছাকাছি — আর্গ শক্তির একটি অতি ক্ষুদ্র একক, তবু এটি সূর্য কয়েক শত কোটি বছরে যতটা বিকিরণ করে তারই সমান।
• এর বর্ণালি দেখতে একটি সাধারণ হাইড্রোজেন-সমৃদ্ধ সুপারনোভার মতো — কিন্তু তা বদলায় অত্যন্ত ধীরে। শীর্ষের প্রায় এক বছর পরেও SN 2023iop সেই পর্যায়ে পৌঁছায়নি, যেখানে আবরণ স্বচ্ছ হয়ে যায় এবং কেন্দ্রের রেখাগুলো দেখা দিতে দেয় — SN 1987A সেই পর্যায়ে পৌঁছেছিল প্রায় 100 দিনে।

SN 2023iop (কালো) বনাম SN 1987A, SN 2018hna, চরম ঘটনা OGLE-73 ও SN 2020faa, এবং ZTF জরিপের 87A-সদৃশ সুপারনোভা (ধূসর): তাদের সবার চেয়ে বেশি উজ্জ্বল ও চওড়া। — চিত্র 18, শুলৎসে ও সহকর্মীরা (2026), arXiv:2610.27312।

নিউট্রিনোর পক্ষে বড্ড বেশি শক্তি

নিউট্রিনো-চালিত বিস্ফোরণের একটি নির্দিষ্ট বাজেট আছে: সদ্যোজাত নিউট্রন নক্ষত্র প্রায় 3 × 10⁵³ আর্গ ছাড়ে, সিমুলেশন তার প্রায় 1% গতিতে রূপান্তরিত করে, আর একটি সাধারণ সুপারনোভা বিকিরণ করে মাত্র প্রায় 10⁴⁹ আর্গ। SN 2023iop-এর সমান হতে গেলে পুরো শৃঙ্খলটিকে প্রায় 50 গুণ বেশি দক্ষ হতে হতো — যা দেখা দিত দ্রুততর নিক্ষিপ্ত পদার্থ বা চারপাশের গ্যাসের সঙ্গে সংঘর্ষের চিহ্ন হিসেবে। কোনোটিই দেখা যায় না।

আলোক-বক্ররেখা আরও দুটি সূত্র দেয়। ধীর উত্থান ইঙ্গিত দেয় 12 সৌরভরের বেশি নিক্ষিপ্ত পদার্থের। আর যদি শীর্ষটি, বহু সুপারনোভার মতো, তেজস্ক্রিয় নিকেল-56 থেকে শক্তি পেত, তাহলে তার প্রায় 2.2 সৌরভর দরকার হতো — নিউট্রিনো-চালিত বিস্ফোরণ যতটা গড়তে পারে তার বাইরে। লেখকেরা জোর দিয়ে বলেন, এটি একটি ঊর্ধ্বসীমা, যা কেবল তেজস্ক্রিয়তা প্রাধান্য পেলেই বৈধ।

নিকেলের আঙুলের ছাপ

সবচেয়ে অর্থবহ সূত্রটি দেখা দিয়েছিল দেরিতে। শীর্ষের পরে 326তম দিনের মধ্যে বর্ণালিতে 7,300 অ্যাংস্ট্রমের কাছে একটি দ্বিতীয় উঁচু অংশ তৈরি হয়েছিল, যা 140তম দিন পর্যন্ত ছিল না। দলটি সাময়িকভাবে একে স্থিতিশীল নিকেল-58-এর একটি রেখা বলে শনাক্ত করেছে, যার অর্থ, গ্যাস 5,000 K-এ থাকলে তার প্রায় 0.017 সৌরভর — আর 3,000 K-এ থাকলে তার দশ গুণ।

এটি গুরুত্বপূর্ণ, কারণ সাধারণ ধসে পড়া নক্ষত্র এর প্রায় দশ ভাগের এক ভাগ তৈরি করে। এমন পরিমাণ পৌঁছায় কেবল সেই পেয়ার-ইনস্ট্যাবিলিটি সুপারনোভা (pair-instability supernovae) মডেলগুলোতে, যাদের হিলিয়াম কেন্দ্র একশো সূর্যের চেয়েও ভারী। এই পথটি খোলে 65 থেকে 130 সূর্যের হিলিয়াম কেন্দ্রের জন্য: সেখানে কেন্দ্রকে ঠেকিয়ে রাখা ফোটনগুলোর বিনিময়ে ইলেকট্রন ও পজিট্রনের জোড়া তৈরি হয়; সেই চাপ হারিয়ে কেন্দ্রটি সংকুচিত হয়, উত্তপ্ত হয়, আর সংযোজন একবারেই বেসামাল হয়ে যায় — গোটা নক্ষত্রটিকে ছিন্নভিন্ন করে দেওয়ার মতো যথেষ্ট। তুলনার জন্য নেওয়া কোনো সুপারনোভাতেই এই উঁচু অংশ দেখা যায় না।

কী মেলে, কী মেলে না

190 সৌরভরের একটি লোহিত অতিদানব নক্ষত্রের পেয়ার-ইনস্ট্যাবিলিটি বিস্ফোরণের একটি প্রকাশিত মডেল উত্থান, শীর্ষ ও বর্ণালির সঙ্গে আশ্চর্যরকম ভালো মেলে — শীর্ষের 150 দিন পর পর্যন্ত। তারপর তা ব্যর্থ হয়: কোবাল্ট-56 ক্ষয়ের সঙ্গে মডেলটি প্রতি 100 দিনে প্রায় 1 ম্যাগনিচিউড ম্লান হয়, অথচ SN 2023iop প্রতি 100 দিনে ম্লান হয়েছিল মাত্র 0.2 ম্যাগনিচিউড, নীলে মডেলটির চেয়ে 3.5 ম্যাগনিচিউড পর্যন্ত বেশি উজ্জ্বল (লালে 0.7) এবং তার চেয়ে বেশি নীলাভ থেকে।

SN 2023iop (কালো বিন্দু) বনাম তিনটি রঙে 190-সৌরভরের দুটি পেয়ার-ইনস্ট্যাবিলিটি মডেল: লোহিত অতিদানব মডেলটি (লাল রেখা) শীর্ষের প্রায় 150 দিন পর পর্যন্ত তথ্য অনুসরণ করে, তারপর তার নিচে নেমে যায়। — চিত্র 13 (ওপরের প্যানেল), শুলৎসে ও সহকর্মীরা (2026), arXiv:2610.27312।

দলটি বিকল্পগুলো পরীক্ষা করেছে। একটি আলোক-প্রতিধ্বনি — আগের শীর্ষকে প্রতিফলিত করা ধুলো — বর্ণালির মসৃণ বিবর্তনের কারণে বাতিল হয়ে যায়। কেন্দ্রীয় কৃষ্ণগহ্বর বা নিউট্রন নক্ষত্রে ফিরে পড়া পদার্থ সামগ্রিক আকৃতি ঠিক দেয়, কিন্তু রং নয়। মৃত্যুর আগে নক্ষত্রটির ছেড়ে দেওয়া, একটি চাকতিতে লুকোনো গ্যাসের সঙ্গে সংঘর্ষ শক্তির দিক থেকে সম্ভব, এবং প্রচলিত সরু রেখা না রেখেই দেরির দীপ্তি জোগাতে পারে। আরও দুটি সূত্র একটি অস্বাভাবিক নক্ষত্রের দিকে ইঙ্গিত করে: 0.8–1.0% সমবর্তিত আলো, যা একটি একপেশে বিস্ফোরণের চিহ্ন, এবং প্রায় 15 কোটি সৌরভরের একটি বামন আশ্রয়-ছায়াপথ, সম্ভবত ভারী মৌলে দরিদ্র — একটি নক্ষত্রের এত বিশাল কেন্দ্র ধরে রাখার একটি শর্ত।

দূর মহাবিশ্বের জন্য একটি সতর্কবার্তা

লেখকদের উপসংহার, পেয়ার-ইনস্ট্যাবিলিটি বিস্ফোরণই সবচেয়ে সম্ভাব্য পরিস্থিতি, আর দেরির বাড়তি দীপ্তি আসে লুকোনো মিথস্ক্রিয়া থেকে। সীমাবদ্ধতা নিয়ে তাঁরা স্পষ্ট: নিকেলের শনাক্তকরণ নির্ভর করে একটিমাত্র বর্ণালি-রেখার ওপর এবং তার নিশ্চিতকরণ দরকার, আর SN 2023iop-এর “একাধিক” শক্তি-উৎস “প্রয়োজন বলে মনে হয়”।

তাঁরা ভবিষ্যতের জরিপের জন্য একটি শিক্ষাও তুলে ধরেন। SN 2023iop-এর অদ্ভুত দেরির আচরণ বেশি দূরত্বে অদৃশ্য হতো — 0.3 লোহিত সরণের পরে রুবিন মানমন্দিরের একক ছবির সীমার নিচে, 2 থেকে 6 লোহিত সরণের পরে জেমস ওয়েব জরিপের সীমার নিচে। দূর থেকে দেখলে একে “কোনো দ্বিধা ছাড়াই” পেয়ার-ইনস্ট্যাবিলিটি প্রার্থী বলে চিহ্নিত করা হতো। তাই দূরের প্রার্থীদের যতটা পরিচ্ছন্ন দেখায়, তারা হয়তো ততটা নয়। জেমস ওয়েব মহাকাশ টেলিস্কোপের অনুমোদিত পর্যবেক্ষণ SN 2023iop-এ সেই ধুলো ও অবলোহিত রেখা খুঁজবে, যা পরিস্থিতিগুলোর মধ্যে পার্থক্য করতে পারে।