একটি সুপারনোভার চির্প উল্টে গেল, ঠিক সময়মতো

অতিউজ্জ্বল সুপারনোভা (superluminous supernovae) সাধারণ সুপারনোভার চেয়ে অন্তত দশগুণ বেশি উজ্জ্বল। তাদের শক্তির উৎস কী, তা এখনো একটি খোলা প্রশ্ন। একটি প্রধান ধারণা হলো সদ্যোজাত ম্যাগনেটার (magnetar): দ্রুত ঘূর্ণায়মান একটি নিউট্রন তারা, যা তার ঘূর্ণন-শক্তি ঢেলে দেয় বিস্ফোরণের ধ্বংসাবশেষে। এমন ইঞ্জিনের কারণে শিখরের পরে আলো মসৃণভাবে ম্লান হওয়ার কথা। অথচ এই সুপারনোভাগুলোর 50 থেকে 70%-এর আলোক-বক্ররেখায় (light curve) দেখা যায় স্ফীতি (bumps)। দুটি ব্যাখ্যা প্রতিদ্বন্দ্বিতা করছে: একটি ঝিকমিক করা ইঞ্জিন, অথবা তারাটি আগে গ্যাসের যে খোলসগুলো ঝরিয়ে ফেলেছিল, সেগুলোতে ধ্বংসাবশেষের ধাক্কা।

প্রথম সুপারনোভা, যা চির্প করল

SN 2024afav আবিষ্কৃত হয় ডিসেম্বর 2024-এ, প্রায় 327 মেগাপারসেক দূরে। আগের একটি গবেষণাপত্রে জোসেফ ফারাহ (Joseph Farah), লোগান প্রাস্ট (Logan Prust) ও সহকর্মীরা দেখিয়েছিলেন যে এর স্ফীতিগুলো ক্রমশ কাছাকাছি চলে আসছিল: বিস্ফোরণের পরে 99তম থেকে 166তম দিনের মধ্যে, দুটি স্ফীতির মাঝের সময় প্রায় 39 দিন থেকে নেমে 17 দিনে দাঁড়ায়। সুর চড়তে থাকা পাখির ডাকের মতো এটি চির্প (chirp) করেছিল — জানা সুপারনোভাগুলোর মধ্যে প্রথম, যা এমনটা করল।

তাঁদের ব্যাখ্যা: ম্যাগনেটারের ওপর ফিরে পড়তে থাকা গ্যাসের একটি হেলানো চাকতি, যা ঘূর্ণমান লাটিমের মতো টলমল করে, আর তাতেই আলো বাড়ে-কমে। কিন্তু মডেলটিতে সমন্বয় করার মতো অনেকগুলো প্যারামিটার ছিল — তারার ঘূর্ণন, তার চৌম্বকক্ষেত্র, চাকতির গঠন, গ্যাস কত দ্রুত ভেতরে পড়ে। ভালো মিল কেবল প্রমাণ করত যে ছবিটা কাজ করতে পারে, এমন নয় যে করতেই হবে।

সমন্বয়ের সুযোগহীন একটি নিয়ম

মন্টানা স্টেট ইউনিভার্সিটির (Montana State University) হ্যাং ইউ-এর (Hang Yu) সঙ্গে মিলে দলটি মডেলটিকে ছেঁটে নামিয়ে আনে এমন চারটি অনুমানে, যেগুলো এর প্রতিটি সংস্করণেই আছে: টলমলানি কীভাবে চাকতির ভেতরের কিনারা আর তারার ঘূর্ণনের ওপর নির্ভর করে; ম্যাগনেটারের বায়ুপ্রবাহ (wind) কোথায় চাকতির চাপের সঙ্গে ভারসাম্যে আসে; ভেতরে পড়া গ্যাস সময়ের সঙ্গে কীভাবে কমে আসে; আর তারাটির ঘূর্ণন কীভাবে ধীর হয়।

কেবল এগুলো থেকেই, দুটি পরিমাপযোগ্য রাশি — চির্প কত দ্রুত গতি বাড়ায়, আর ইঞ্জিন কত দ্রুত ম্লান হয় — অজানা মানগুলো যা-ই হোক, অবশ্যই একটি সরলরেখার ওপর থাকবে। আর সেই রেখা একটি ভবিষ্যদ্বাণী করতে বাধ্য করে। যতক্ষণ চাকতির চাপ ম্যাগনেটারের বায়ুপ্রবাহের চেয়ে দ্রুত কমে, চাকতিটি ধীরে ধীরে ভেতরের দিকে সরে আসে আর টলমলানি দ্রুততর হয়। একবার ইঞ্জিন আরও দ্রুত ম্লান হতে শুরু করলে, বায়ুপ্রবাহ চাকতিটিকে আবার বাইরে ঠেলে দেয় আর টলমলানি ধীর হয়। চির্পকে থামতেই হবে, তারপর উল্টে যেতে হবে।

কখন? তারিখটি মূলত ঠিক করে ম্যাগনেটারের ঘূর্ণন-মন্দনের সময় — অর্থাৎ তার ঘূর্ণনের একটা বড় অংশ হারাতে যত সময় লাগে, 87 ± 11 দিন, যা পড়া হয় আলোক-বক্ররেখার মসৃণ অংশ থেকে, স্ফীতিগুলোর থেকে স্বাধীনভাবে। কেবল প্রকাশিত চির্প আর ওই সময়টি ব্যবহার করে সম্পর্কটি ভবিষ্যদ্বাণী করেছিল যে সুপারনোভার নিজস্ব প্রসঙ্গ-কাঠামোয় (frame; অর্থাৎ তার নিজস্ব ঘড়ি, যা মহাজাগতিক দূরত্বের কারণে সময়ের প্রসারণ আর ধ্বংসাবশেষ থেকে আলো বেরিয়ে আসার বিলম্বের জন্য সংশোধিত) 133তম দিনের কাছাকাছি একটি মোড় আসবে, পৃথিবী থেকে দেখলে প্রায় 150তম দিনে, তারপর স্ফীতিগুলো একে অপরের থেকে দূরে সরতে থাকবে। শুরুর দিকের পর্যায়কালগুলোর মধ্য দিয়ে টানা একটি সরলরেখা বলছিল উল্টোটা: টলমলানির গতি বাড়তেই থাকবে, যতক্ষণ না এর পর্যায়কাল শূন্যে পৌঁছায়, প্রায় 180তম দিনে।

মোড়

এরপর দলটি লাস কামব্রেস অবজারভেটরির (Las Cumbres Observatory) টেলিস্কোপগুলোর আরও 109টি পর্যবেক্ষণ খুঁটিয়ে দেখে, 262তম দিন পর্যন্ত, সঙ্গে ATLAS জরিপের তথ্যও। 170তম দিনের পরে আলোক-বক্ররেখায় দেখা যায় পাঁচটি নতুন শিখর ও খাদ — আর সেগুলো একে অপরের থেকে দূরে সরে যাচ্ছিল। একটি সময়–কম্পাঙ্ক মানচিত্রে প্রধান ছন্দটি প্রতিদিন প্রায় 0.025 চক্র থেকে উঠে 0.07-এ পৌঁছায়, তারপর স্পষ্টভাবে আবার নেমে আসে।

SN 2024afav-এর আলোক-বক্ররেখা (A), মসৃণ পতন বাদ দেওয়ার পর এর স্ফীতিগুলো (B), এবং সময়ের সঙ্গে তাদের ছন্দ (C): কম্পাঙ্ক বাড়ে, তারপর প্রায় 160তম দিনের পরে কমে। — চিত্র 2, Farah, Prust & Yu (2026), arXiv:2610.39240.

চির্পটি উল্টে যায় পৃথিবী থেকে দেখা দিন 147 ± 3-এ — সুপারনোভার কাঠামোয় 132 ± 3 দিন, যা ভবিষ্যদ্বাণী করা 133-এর সঙ্গে মেলে। এরপর পর্যায়কাল প্রায় 23 দিন থেকে বেড়ে প্রায় 35 দিন হয়। প্রতিটি দিন পেরোনোর সঙ্গে পর্যায়কাল বাড়ছিল প্রায় 0.28 দিন করে (± 0.12), যা পড়ে ঠিক ভবিষ্যদ্বাণী করা পরিসরের মাঝখানে। সরলরেখা বরাবর ধারাবাহিকতার সম্ভাবনা বাতিল হয়ে যায় 5 সিগমারও অনেক বেশি আস্থায়, এমন এক মাত্রায় যেখানে কাকতালীয়তার সম্ভাবনা কার্যত নাকচ হয়ে যায়।

আগের চির্পের (নীল) এবং নতুন “অ্যান্টিচির্প”-এর (কমলা) পর্যায়কাল, কেবল চির্প থেকে করা ভবিষ্যদ্বাণী (নীল পট্টি) ও সরলরেখা বরাবর বহির্বেশনের (ড্যাশ-দেওয়া) বিপরীতে। — চিত্র 3, Farah, Prust & Yu (2026), arXiv:2610.39240.

কেবল গ্যাসের খোলস নয়

SN 2024afav-এর বর্ণালিতে চারপাশের গ্যাসের চিহ্ন সত্যিই দেখা যায়, তাই তা সেখানে থাকতেই পারে। কিন্তু লেখকদের যুক্তি, ছন্দটি সেটি ঠিক করে না। তাঁরা স্ফীতিযুক্ত অন্য ছয়টি অতিউজ্জ্বল সুপারনোভার ভিত্তিতে সমন্বয় করা প্রায় 50,000টি এলোমেলো, গোলমালপূর্ণ আলোক-বক্ররেখা সিমুলেট করেছেন: তাদের 0.1%-এরও কম SN 2024afav-এর মতো চরম ছিল। গ্যাসের খোলসের ক্ষেত্রে এমন ব্যবধান লাগত, যা প্রথমে সংকুচিত হয়, তারপর প্রসারিত, অথচ পরিবর্তনটিকে 150তম দিনের সঙ্গে বাঁধার মতো কিছুই নেই। তা ছাড়া খোলসের সঙ্গে সংঘর্ষ তৈরি করে একপেশে স্ফীতি, যা দ্রুত ওঠে আর ধীরে ম্লান হয়, অথচ এগুলো দেখতে একটি মসৃণ তরঙ্গের মতো।

চাকতিকে পড়া

সম্পর্কটি একটিমাত্র রেখা নয়, বরং রেখার একটি ছোট তালিকা অনুমোদন করে — প্রতিটি ধরনের চাকতি ও টলমলানির প্রতিটি প্রক্রিয়ার জন্য একটি করে; মাপা ঢালটিই তাদের মধ্যে থেকে বেছে নেয়। 11.6 ± 1.6 মানে এটি এতটাই খাড়া, যা তাপ বিকিরণ করে ঠান্ডা হওয়া কোনো পাতলা চাকতি তৈরি করতে পারে না। এটি বরং ইঙ্গিত করে একটি উত্তপ্ত অভ্যন্তরীণ প্রবাহের (hot inner flow) দিকে, যা তার তাপ আটকে রাখে এবং বায়ুপ্রবাহে ভর হারায় — আর টলমলানির তিনটি সম্ভাব্য কারণের মধ্যে এটি প্রায় হুবহু মিলে যায় লেন্স–থিরিং অয়নচলন (Lense–Thirring precession; ঘূর্ণায়মান তারা তার চারপাশের স্থানকে টেনে নিয়ে যাওয়ায় সৃষ্ট এক টলমলানি) নামের কারণটির সঙ্গে, আর চৌম্বকীয় বাঁকন (magnetic warping) বাতিল করে দেয়।

আসন্ন আকাশ-জরিপগুলোতে আরও চির্প করা সুপারনোভা ধরা পড়ার কথা। প্রতিটি হয় সম্পর্কটির অনুমোদিত রেখাগুলোর কোনো একটির ওপর পড়বে, এক নজরে তার টলমলানির প্রক্রিয়াটি চিনিয়ে দিয়ে, নয়তো SN 2024afav-এর মতো তার ইঞ্জিনকে জ্বালানি জোগানো চাকতি সম্পর্কে কিছু একটা প্রকাশ করবে।