মহাকাশ ও জ্যোতির্বিজ্ঞানপ্রিপ্রিন্টসিমুলেশনপড়তে ৫ মিনিট

বিটলজুস যদি তার সঙ্গীকে গিলে ফেলে, আকাশে ঝলসে উঠবে আলো

বিটলজুস, কালপুরুষ (ওরায়ন) মণ্ডলের কাঁধ চিহ্নিত করা লাল অতিদানব তারা, আকাশের সবচেয়ে বেশি গবেষণা করা তারাগুলোর একটি, যার ব্যাসার্ধ সূর্যের প্রায় 800 গুণ। কয়েক দশক ধরে জ্যোতির্বিদেরা তর্ক করে এসেছেন, এটি কোনো সঙ্গী লুকিয়ে রেখেছে কি না: আমাদের দৃষ্টিরেখা বরাবর এর বেগ অদ্ভুতভাবে দোলে, এর ঔজ্জ্বল্যে একটি দীর্ঘ গৌণ চক্র আছে, আর এটি অপ্রত্যাশিত দ্রুতগতিতে ঘোরে।

সাম্প্রতিক বিশ্লেষণগুলো এই তিনটিকেই ব্যাখ্যা করে একটি কম ভরের সঙ্গী তারা দিয়ে, যা বিটলজুসের বিস্তৃত বাইরের বায়ুমণ্ডলের ভেতরে, মোটামুটি প্রতি ছয় বছরে একবার, পৃথিবী–সূর্য দূরত্বের প্রায় 8.6 গুণ দূরে প্রদক্ষিণ করে। এখন এর একটি নামও আছে: α Orionis B, বা সিওয়ারহা (Siwarha), আরবিতে যার অর্থ “তার কঙ্কণ”। দুটি দূরবীক্ষণ যন্ত্র সম্ভবত একে সরাসরি এক ঝলক দেখেছে, যদিও এই শনাক্তকরণগুলো এখনও অনিশ্চিত এবং ভরের অনুমান মডেলের ওপর নির্ভরশীল।

মৃত্যুর দিকে ধীর সর্পিল পথে এক সঙ্গী

সেই কক্ষপথ স্থিতিশীল নয়। বিটলজুসের বিশাল, উত্তাল বাইরের আবরণে জোয়ার-ভাটা ঘূর্ণন ও কক্ষপথের মধ্যে আদান-প্রদান ঘটায় এবং কক্ষপথকে সংকুচিত করে। এদিকে দানব তারাটি ফুলে উঠতেই থাকে। শেষ পর্যন্ত এর পৃষ্ঠ সঙ্গীর কাছে পৌঁছে যায়, আর ছোট তারাটি গ্রাস হয়ে যায়। এর পরের পর্যায়টিকে জ্যোতির্বিদেরা বলেন সাধারণ আবরণ (common envelope): দুটি তারা একটিই গ্যাসীয় দেহ ভাগ করে নেয়।

এ ধরনের গ্রাস একটি পরিচিত ধরনের বিস্ফোরণের শক্তি জোগায়, উজ্জ্বল লাল নোভা (luminous red nova)। আমাদের ছায়াপথে মোটামুটি প্রতি দশকে একটি করে ঘটে, কিন্তু বেশিরভাগই ঘটে অনেক দূরে এবং বিস্ফোরণের পরেই কেবল ধরা পড়ে। বিটলজুস হবে এক বিরল ঘটনা: একটি কাছের, ভালোভাবে মাপা তারা, যাকে ঘটনার আগেই ধরা গেছে।

ইউনিভার্সিটি অফ ক্যালিফোর্নিয়া, সান্তা ক্রুজ, নিউ ইয়র্কে ফ্ল্যাটআয়রন ইনস্টিটিউটের সেন্টার ফর কম্পিউটেশনাল অ্যাস্ট্রোফিজিক্স এবং সেন্টার ফর অ্যাস্ট্রোফিজিক্স | হার্ভার্ড অ্যান্ড স্মিথসোনিয়ানের নাউনেত লিওনহার্ডেস-বারবোজা (Naunet Leonhardes-Barboza) ও তাঁর সহকর্মীরা বিটলজুসকে 0.7, 1.0 ও 2.0 সৌর ভরের সঙ্গীদের সঙ্গে বিবর্তিত করেছেন — আসল সঙ্গীর অনিশ্চিত ভরের পরিসর ঢাকতে — গ্রাস হওয়ার মুহূর্ত পর্যন্ত। ভর অনুযায়ী, তাঁদের মডেলে সেই মুহূর্ত আসে 7,262, 5,702 বা 4,293 বছরে। লেখকেরা এই তারিখগুলোকে কেবল মাত্রাক্রম (order of magnitude) হিসেবে দেখেন: অশান্ত আবরণে জোয়ার-ভাটা কীভাবে কাজ করে, তার অনিশ্চয়তা দশ গুণ বা তারও বেশি।

কেন্দ্রের কাছে ছিন্নভিন্ন

গ্রাস হওয়ার পর সঙ্গী তারাটি ক্রমশ দ্রুততর সর্পিল পথে ভেতরের দিকে যায়, কক্ষীয় শক্তি গ্যাসে ঢেলে দেয়, যতক্ষণ না দানব তারার মহাকর্ষ কেন্দ্র থেকে কয়েক সৌর ব্যাসার্ধ দূরে তাকে ছিঁড়ে ফেলে। দুটি হালকা ক্ষেত্রে সঙ্গীটি এখনও একটি তরুণ তারা, যা তার প্রধান, স্থিতিশীল পর্যায়ে পৌঁছায়নি, আর তার আবরণ ফোলা ও কম ঘনত্বের; 2 সৌর ভরের সঙ্গীটি বেশি ঘন।

দলটি এই শক্তি গ্যাস ও বিকিরণের একমাত্রিক সিমুলেশনে দিয়েছে, যেগুলো তারাটিকে নিখুঁত গোলাকার ধরে নেয় এবং কেবল কেন্দ্র থেকে দূরত্বের সঙ্গে যা বদলায় তা-ই অনুসরণ করে। সব মিলিয়ে 6.3 থেকে 13.9 × 10⁴⁸ আর্গ (আর্গ শক্তির একটি অতি ক্ষুদ্র একক) গভীরে মুক্ত হয়, তারার উত্তাল হাইড্রোজেন আবরণের তলদেশেরও নিচে, যেখানে গরম গ্যাস ফুটন্ত পানির মতো ওঠে আর নামে — এত গভীরে যে আলো সঙ্গে সঙ্গে বেরিয়ে আসতে পারে না। পরিবর্তে, শক্তিটি একটি চাপ-তরঙ্গ তৈরি করে, যা খাড়া হতে হতে অভিঘাতে পরিণত হয় এবং কয়েক সৌর ব্যাসার্ধ থেকে বাইরের দিকে, কেন্দ্র থেকে প্রায় 820 সৌর ব্যাসার্ধ দূরের পৃষ্ঠ পর্যন্ত যায়। 1.0 সৌর ভরের মডেলে পৃষ্ঠে পৌঁছাতে এর লাগে প্রায় 28 দিন।

শুক্রের চেয়ে উজ্জ্বল, লুব্ধকের চেয়ে নীল

অভিঘাত যখন বাইরে ফেটে বেরোয়, বিটলজুস জ্বলে ওঠে। শীর্ষ পৌঁছায় প্রতি সেকেন্ডে 2.4 থেকে 6.2 × 10⁴¹ আর্গে — সূর্যের বিকিরণের প্রায় দশ কোটি গুণের মাত্রায় (চিত্র 4 একে প্রায় 10⁸ সৌর দীপ্তির কাছে দেখায়), যা আজকের বিটলজুসের নিজের দীপ্তির প্রায় 600 থেকে 1,600 গুণ। উজ্জ্বল পর্যায়টি সংক্ষিপ্ত: 1.5 থেকে 2 দিন, গোনা হয় সেই মুহূর্তগুলোর মধ্যে যখন এটি শীর্ষের অর্ধেক উজ্জ্বলতায় জ্বলে।

শূন্য দিনের আশপাশে খাড়াভাবে উঠে যাওয়া তিনটি আলোক-রেখা, যা প্রায় 10^8 সৌর দীপ্তিতে শীর্ষে পৌঁছে তারপর ম্লান হয়; ড্যাশ দেওয়া রেখাগুলো টানা রেখাগুলোর সামান্য ওপরে।

0.7, 1.0 ও 2.0 সৌর ভরের সঙ্গীদের জন্য পূর্বাভাসিত ঝলক, শীর্ষকে কেন্দ্রে রেখে। টানা রেখায় ছিন্নভিন্ন সঙ্গীর ভর ও শক্তি অন্তর্ভুক্ত; ড্যাশ দেওয়া রেখা কেবল সর্পিল অন্তঃপতনের শক্তি গোনে। — চিত্র 4, Leonhardes-Barboza et al. (2026), arXiv:2610.31755.

লেখকেরা লিখেছেন, পৃথিবী থেকে দেখলে বিস্ফোরণটি হবে শুক্রের চেয়ে কয়েক গুণ উজ্জ্বল, তবু পূর্ণিমার চাঁদের চেয়ে ম্লান থাকবে, আর আজকের রাতের আকাশের উজ্জ্বলতম তারা লুব্ধককে (সিরিয়াস) বহুগুণে ছাপিয়ে যাবে। এর রং নাটকীয়ভাবে বদলাবে: অভিঘাত যতক্ষণ ভেতরে চাপা থাকে ততক্ষণ লাল, তারপর গরম গ্যাস পৃষ্ঠে পৌঁছালে হঠাৎ লুব্ধকের চেয়েও নীল, তারপর নিক্ষিপ্ত গ্যাস প্রসারিত ও শীতল হওয়ার সঙ্গে সঙ্গে আবার লালচে।

বাঁয়ে: পরিচিত লাল নোভাগুলোর শীর্ষ উজ্জ্বলতা বনাম স্থায়িত্ব, যেখানে বিটলজুসের জন্য তিনটি রঙিন তারা স্বল্প স্থায়িত্ব ও উচ্চ উজ্জ্বলতায়। ডানে: উজ্জ্বলতা বনাম রং, যেখানে একটি পথ শুক্র ও বৃহস্পতির ওপর দিয়ে যায়।

বাঁয়ে: বিটলজুসের মডেলগুলো (রঙিন তারা) পর্যবেক্ষিত লাল নোভাগুলোর সবচেয়ে উজ্জ্বল ও সবচেয়ে স্বল্পস্থায়ী প্রাথমিক শীর্ষগুলোর মধ্যে অবস্থান করে। ডানে: রাতের আকাশে 1.0 সৌর ভরের মডেলের পূর্বাভাসিত পথ, চাঁদ, শুক্র, বৃহস্পতি ও উজ্জ্বল তারাগুলোর সঙ্গে তুলনায়; রঙের মাপনী শীর্ষ থেকে দিন গোনে। — চিত্র 5, Leonhardes-Barboza et al. (2026), arXiv:2610.31755.

যে ঝলক তার শিকারকে মনে রাখে

সঙ্গী যত ভারী, ঝলক তত উজ্জ্বল: শীর্ষ দীপ্তি মোটামুটি সঙ্গীর ভরের 0.93 ঘাতের অনুপাতে বাড়ে, সবচেয়ে হালকা ও সবচেয়ে ভারী মডেলের মধ্যে প্রায় 2.5 গুণের ব্যবধান। স্থায়িত্ব প্রায় বদলায় না, প্রায় 35%। ফলে প্রাথমিক নীল ঝলকটি গিলে ফেলা তারার একটি পরিমাপযোগ্য স্মৃতি বহন করে।

সঙ্গীর ছিন্নভিন্ন হওয়াও গুরুত্বপূর্ণ। এটি শক্তি যোগ করে, কিন্তু নিক্ষিপ্ত গ্যাসে ভরও যোগ করে, ফলে প্রতি গ্রাম কম শক্তি পায়: সিমুলেশনে, এটিকে অন্তর্ভুক্ত করলে কেবল সর্পিল অন্তঃপতনের শক্তির তুলনায় শীর্ষ সামান্য কমে যায়।

ছয় থেকে এগারোটি সূর্যের সমান গ্যাস

একীভবনটি প্রায় সেকেন্ডে 200 কিলোমিটার বেগে 6.15 থেকে 11.19 সৌর ভরের হাইড্রোজেন-সমৃদ্ধ গ্যাসও উড়িয়ে দেয় — বিটলজুসের আবরণের একটি বড় অংশ। একটি প্রচলিত শক্তি-বাজেট সূত্র বলে, সবচেয়ে হালকা সঙ্গীটি কিছুই বের করে দিতে পারবে না; তবু সিমুলেশনটি ছয় সৌর ভরের বেশি ছুড়ে ফেলে, কারণ অভিঘাতগুলো বাইরের স্তরগুলোকে এমনভাবে ঠেলে যা এমন বাজেটে ধরা পড়ে না।

ধারণা করা হয়, বিটলজুসের সমাপ্তি ঘটবে একটি সুপারনোভা হিসেবে, সম্ভবত আগামী 100,000 বছরের মধ্যে। একীভবন যদি আগে ঘটে, তবে সেই বিস্ফোরণ ঘটবে একীভবনের রেখে যাওয়া গ্যাসের ভেতরে।

একটি পুরোনো ক্ষতচিহ্ন, ধূলিকণা আর অসম গ্যাস

বিটলজুসের অতীতকে সবাই একইভাবে পড়েন না। কিছু গবেষক এর দ্রুত ঘূর্ণন ও অস্বাভাবিক পৃষ্ঠ-গঠনকে কোনো সঙ্গীর লক্ষণ হিসেবে নয়, বরং আগের একটি একীভবনের চিহ্ন হিসেবে দেখেন। দুটি ব্যাখ্যাই যদি সঠিক হয়, তবে বিটলজুসের আরও জটিল একটি ইতিহাস প্রয়োজন, সম্ভবত একাধিক তারার একটি ব্যবস্থার ভেতরে; লেখকেরা বিটলজুস–সিওয়ারহা জুটিতেই সীমাবদ্ধ থাকেন।

মডেলটি আবার একমাত্রিক, অথচ বাস্তব একীভবন অসম ও অশান্ত, আর এটি বিটলজুস ইতিমধ্যে যে গ্যাস ও ধূলিকণা ঝরিয়ে ফেলেছে তা উপেক্ষা করে। সেই পদার্থের সঙ্গে সংঘর্ষ ঝলকটিকে প্রসারিত করবে এবং এর শীর্ষকে ম্লান করবে, তাই পূর্বাভাসিত উজ্জ্বলতা একটি আনুমানিক ঊর্ধ্বসীমা এবং স্থায়িত্বগুলো নিম্নসীমা। ঘন ধূলিকণা বিস্ফোরণটিকে দৃশ্যমান আলোয় আরও লাল ও ম্লান করে দিতে পারে, যা তখন বরং অবলোহিতে জ্বলবে। তবে লেখকদের উদ্ধৃত একটি আগের অনুমান অনুযায়ী, ধূলিকণা ঝলকটিকে কেবল সামান্য লালচে করবে, আড়াল করবে না।