বড় করা / একটি ঘূর্ণায়মান নিউট্রন তারা পর্যায়ক্রমে তার রেডিও (সবুজ) এবং গামা-রশ্মি (ম্যাজেন্টা) পৃথিবীকে অতিক্রম করে। একটি কালো বিধবা পালসার তার নাক্ষত্রিক অংশীদারের মুখের দিকটিকে সূর্যের পৃষ্ঠের চেয়ে দ্বিগুণ তাপমাত্রায় গরম করে এবং ধীরে ধীরে বাষ্পীভূত করে।

নাসার গডার্ড স্পেস ফ্লাইট সেন্টার

জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা এখন পর্যন্ত পরিচিত সবচেয়ে ভারী নিউট্রন তারকা নির্ধারণ করেছেন, যার ওজন 2.35 সৌর ভরে, একটি অনুসারে সাম্প্রতিক কাগজ অ্যাস্ট্রোফিজিক্যাল জার্নাল লেটার্সে প্রকাশিত। কিভাবে এটা এত বড় পেতে? সম্ভবত একটি সঙ্গী তারকাকে গ্রাস করে—একটি কালো বিধবা মাকড়সার স্বর্গীয় সমতুল্য যা তার সঙ্গীকে গ্রাস করে। কাজটি তাদের কোরে পদার্থের কোয়ান্টাম অবস্থা সম্পর্কে আমাদের বোঝার জন্য প্রভাব সহ, নিউট্রন তারা কতটা বড় হতে পারে তার একটি উচ্চ সীমা স্থাপন করতে সহায়তা করে।

নিউট্রন তারা সুপারনোভার অবশিষ্টাংশ। যেমন আরস বিজ্ঞান সম্পাদক জন টিমার গত মাসে লিখেছেন:

নিউট্রন নক্ষত্র গঠনকারী বস্তুটি একটি বিশাল নক্ষত্রের কেন্দ্রের কাছে আয়নিত পরমাণু হিসাবে শুরু হয়। একবার নক্ষত্রের ফিউশন বিক্রিয়াগুলি মাধ্যাকর্ষণ টানকে মোকাবেলা করার জন্য পর্যাপ্ত শক্তি উত্পাদন করা বন্ধ করে দিলে, এই বিষয়টি সংকুচিত হয়ে যায়, আরও বেশি চাপের সম্মুখীন হয়। ক্রাশিং ফোর্স পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের মধ্যে সীমানা দূর করার জন্য যথেষ্ট, প্রোটন এবং নিউট্রনের একটি বিশাল স্যুপ তৈরি করে। অবশেষে, এমনকি এই অঞ্চলের ইলেকট্রনগুলি অনেকগুলি প্রোটনের সাথে জোর করে নিউট্রনে রূপান্তরিত করে।

এটি অবশেষে অভিকর্ষের নিষ্পেষণ শক্তির বিরুদ্ধে পিছনে ধাক্কা দেওয়ার জন্য একটি শক্তি সরবরাহ করে। কোয়ান্টাম মেকানিক্স নিউট্রনকে কাছাকাছি থাকা একই শক্তির অবস্থা দখল করতে বাধা দেয় এবং এটি নিউট্রনকে কোনো কাছাকাছি আসতে বাধা দেয় এবং এইভাবে একটি ব্ল্যাক হোলে পতনকে ব্লক করে। কিন্তু এটা সম্ভব যে নিউট্রনের একটি ব্লব এবং একটি ব্ল্যাক হোলের মধ্যে একটি মধ্যবর্তী অবস্থা রয়েছে, যেখানে নিউট্রনের মধ্যে সীমানা ভেঙে যেতে শুরু করে, যার ফলে তাদের উপাদান কোয়ার্কগুলির বিজোড় সমন্বয় ঘটে।

ব্ল্যাক হোলের সংক্ষিপ্ত, নিউট্রন তারার কোরগুলি মহাবিশ্বের সবচেয়ে ঘন পরিচিত বস্তু, এবং যেহেতু তারা একটি ঘটনা দিগন্তের আড়ালে লুকিয়ে আছে, সেগুলি অধ্যয়ন করা কঠিন। “আমরা মোটামুটিভাবে জানি কিভাবে পদার্থ পারমাণবিক ঘনত্বে আচরণ করে, যেমন ইউরেনিয়াম পরমাণুর নিউক্লিয়াসে,” বলেছেন অ্যালেক্স ফিলিপেনকো, ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন জ্যোতির্বিজ্ঞানী, বার্কলে এবং নতুন কাগজের সহ-লেখক। “একটি নিউট্রন তারা একটি দৈত্যাকার নিউক্লিয়াসের মতো, কিন্তু যখন আপনার কাছে এই উপাদানটির 1.5 সৌর ভর থাকে, যা প্রায় 500,000 পৃথিবীর ভর নিউক্লিয়াস সব একসাথে আটকে থাকে, তখন তারা কীভাবে আচরণ করবে তা মোটেও পরিষ্কার নয়।”

এই অ্যানিমেশনটি একটি কালো বিধবা পালসারকে তার ছোট নাক্ষত্রিক সঙ্গীর সাথে দেখায়। শক্তিশালী বিকিরণ এবং পালসারের “বাতাস” – উচ্চ-শক্তির কণার বহিঃপ্রবাহ – সঙ্গীর মুখের দিককে জোরালোভাবে তাপ দেয়, সময়ের সাথে সাথে এটিকে বাষ্পীভূত করে।

এই সর্বশেষ কাগজে বৈশিষ্ট্যযুক্ত নিউট্রন তারকা একটি পালসার, PSR J0952-0607—বা সংক্ষেপে J0952 — পৃথিবী থেকে 3,200 থেকে 5,700 আলোকবর্ষ দূরে সেক্সটান নক্ষত্রমণ্ডলে অবস্থিত। নিউট্রন নক্ষত্রের জন্ম হয় ঘুরতে ঘুরতে, এবং ঘূর্ণায়মান চৌম্বক ক্ষেত্র রেডিও তরঙ্গ, এক্স-রে বা গামা রশ্মির আকারে আলোর রশ্মি নির্গত করে। জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা পালসারকে দেখতে পারেন যখন তাদের রশ্মি পৃথিবী জুড়ে ঝাড়ু দেয়। J0952 ছিল 2017 সালে আবিষ্কৃত হয় লো-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যারে (LOFAR) রেডিও টেলিস্কোপের জন্য ধন্যবাদ, নাসার ফার্মি গামা-রে স্পেস টেলিস্কোপ দ্বারা সংগৃহীত রহস্যময় গামা রশ্মির উত্সের ডেটা অনুসরণ করে।

আপনার গড় পালসার প্রতি সেকেন্ডে মোটামুটি এক ঘূর্ণন, বা প্রতি মিনিটে 60 এ ঘুরছে। কিন্তু J0952 প্রতি মিনিটে 42,000টি ঘূর্ণন গতিতে ঘুরছে, যা এটিকে এখন পর্যন্ত দ্বিতীয়-দ্রুত-পরিচিত পালসারে পরিণত করেছে। বর্তমান অনুকূল অনুমান হল যে এই ধরণের পালসারগুলি একসময় বাইনারি সিস্টেমের অংশ ছিল, ধীরে ধীরে তাদের সঙ্গী নক্ষত্রগুলিকে ছিনিয়ে নিত যতক্ষণ না পরেরটি বাষ্পীভূত হয়। এই কারণেই এই ধরনের নক্ষত্রগুলিকে কালো বিধবা পালসার বলা হয়—কী ফিলিপেনকো ডাকে একটি “মহাজাগতিক অকৃতজ্ঞতার কেস”:

বিবর্তনীয় পথ একেবারে আকর্ষণীয়। দ্বিগুণ বিস্ময়বোধক বিন্দু। সহচর নক্ষত্রটি যখন বিকশিত হয় এবং একটি লাল দৈত্য হয়ে উঠতে শুরু করে, উপাদানটি নিউট্রন নক্ষত্রে ছড়িয়ে পড়ে এবং এটি নিউট্রন তারাকে ঘুরিয়ে দেয়। ঘূর্ণায়মান হয়ে, এটি এখন অবিশ্বাস্যভাবে শক্তিশালী হয়ে ওঠে এবং নিউট্রন তারকা থেকে কণার একটি বাতাস বের হতে শুরু করে। সেই বাতাস তখন দাতা নক্ষত্রকে আঘাত করে এবং উপাদানগুলিকে ছিনিয়ে নিতে শুরু করে এবং সময়ের সাথে সাথে, দাতা নক্ষত্রের ভর একটি গ্রহের মতো কমে যায় এবং যদি আরও বেশি সময় চলে যায় তবে এটি সম্পূর্ণরূপে অদৃশ্য হয়ে যায়। সুতরাং, এভাবেই একা মিলিসেকেন্ডের পালসার তৈরি হতে পারে। শুরু করার জন্য তারা একা ছিল না – তাদের একটি বাইনারি জুটিতে থাকতে হয়েছিল – তবে তারা ধীরে ধীরে তাদের সঙ্গীদের থেকে বাষ্পীভূত হয়ে গেছে এবং এখন তারা একাকী।

এই প্রক্রিয়াটি ব্যাখ্যা করবে কিভাবে J0952 এত ভারী হয়ে উঠেছে। এবং এই ধরনের সিস্টেমগুলি ফিলিপেনকো এবং তার সহকর্মীদের মতো বিজ্ঞানীদের জন্য একটি আশীর্বাদ যা নিউট্রন নক্ষত্রের সঠিকভাবে ওজন করতে আগ্রহী। কৌশলটি হল নিউট্রন স্টার বাইনারি সিস্টেমগুলি খুঁজে বের করা যেখানে সহচর নক্ষত্রটি ছোট কিন্তু সনাক্ত করার জন্য খুব ছোট নয়। কয়েক ডজন বা তার বেশি কালো বিধবা পালসার দলটি কয়েক বছর ধরে অধ্যয়ন করেছে, মাত্র ছয়টি সেই মানদণ্ড পূরণ করেছে।

জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা একটি ক্ষীণ নক্ষত্রের (সবুজ বৃত্ত) বেগ পরিমাপ করেছেন যা একটি অদৃশ্য সঙ্গী, একটি নিউট্রন তারকা এবং মিলিসেকেন্ডের পালসার দ্বারা প্রায় পুরো ভর থেকে ছিনিয়ে নেওয়া হয়েছে যা তারা সবচেয়ে বড় হিসাবে এখনও পাওয়া গেছে এবং সম্ভবত নিউট্রন নক্ষত্রের জন্য উপরের সীমা হিসাবে নির্ধারণ করেছে। .
বড় করা / জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা একটি ক্ষীণ নক্ষত্রের (সবুজ বৃত্ত) বেগ পরিমাপ করেছেন যা একটি অদৃশ্য সঙ্গী, একটি নিউট্রন তারকা এবং মিলিসেকেন্ডের পালসার দ্বারা প্রায় পুরো ভর থেকে ছিনিয়ে নেওয়া হয়েছে যা তারা সবচেয়ে বড় হিসাবে এখনও পাওয়া গেছে এবং সম্ভবত নিউট্রন নক্ষত্রের জন্য উপরের সীমা হিসাবে নির্ধারণ করেছে। .

WM Keck Observatory, Roger W. Romani, Alex Filippenko

J0952 এর সহচর নক্ষত্রটি বৃহস্পতির ভরের 20 গুণ এবং জোয়ার-ভাটারভাবে পালসারের সাথে কক্ষপথে আটকে আছে। J0952 এর দিকের দিকটি বেশ গরম, এটি 6,200 কেলভিন (10,700 ° ফারেনহাইট) তাপমাত্রায় পৌঁছায়, এটিকে একটি বড় টেলিস্কোপ দিয়ে দেখা যায় এমন যথেষ্ট উজ্জ্বল করে তোলে।

ফিলিপেনকো ইত্যাদি হাওয়াইতে 10-মিটার কেক টেলিস্কোপ দিয়ে J0952-এর ছয়টি পর্যবেক্ষণ করে পালসারের চারপাশে 6.4-ঘন্টা কক্ষপথে নির্দিষ্ট পয়েন্টে সহচর তারকাকে ধরতে গত চার বছর অতিবাহিত করেছে। তারপরে তারা কক্ষপথের বেগ নির্ধারণের জন্য অনুরূপ সূর্য-সদৃশ নক্ষত্রের স্পেকট্রার সাথে ফলাফলের বর্ণালী তুলনা করে। এটি, ঘুরে, তাদের পালসারের ভর গণনা করার অনুমতি দেয়।

এই ধরনের আরও সিস্টেমের সন্ধান করা ব্ল্যাক হোলে ভেঙে পড়ার আগে কীভাবে বড় নিউট্রন তারা হয়ে উঠতে পারে তার উপরের সীমাতে আরও সীমাবদ্ধতা স্থাপন করতে সাহায্য করবে, সেইসাথে তাদের কোরে কোয়ার্ক স্যুপের প্রকৃতির প্রতিদ্বন্দ্বী তত্ত্বগুলিকে জয় করতে সাহায্য করবে। “আমরা কালো বিধবা এবং অনুরূপ নিউট্রন নক্ষত্রের সন্ধান করতে পারি যেগুলি ব্ল্যাক হোল ব্রিঙ্কের আরও কাছাকাছি স্কেটিং করে।” ফিলিপেনকো বলেছেন. “কিন্তু যদি আমরা কোনটি খুঁজে না পাই, তবে এটি এই যুক্তিটিকে শক্ত করে যে 2.3 সৌর ভরই আসল সীমা, যার বাইরে তারা ব্ল্যাক হোলে পরিণত হয়।”

DOI: Astrophysical Journal Letters, 2022. 10.3847/2041-8213/ac8007 (DOI সম্পর্কে)।