ভূমিকা
9 অক্টোবর রবিবার, জুডিথ রাকুসিন 35,000 ফুট বাতাসে, একটি উচ্চ-শক্তি জ্যোতির্পদার্থবিদ্যা সম্মেলনে যাওয়ার পথে, যখন ইতিহাসের সবচেয়ে বড় মহাজাগতিক বিস্ফোরণ ঘটেছিল। "আমি অবতরণ করেছি, আমার ফোনের দিকে তাকালাম, এবং কয়েক ডজন বার্তা ছিল," মেরিল্যান্ডে নাসার গডার্ড স্পেস ফ্লাইট সেন্টারের একজন জ্যোতির্পদার্থবিদ রাকুসিন বলেছেন। "এটি সত্যিই ব্যতিক্রমী ছিল।"
বিস্ফোরণটি ছিল একটি দীর্ঘ গামা-রশ্মি বিস্ফোরণ, একটি মহাজাগতিক ঘটনা যেখানে একটি বৃহদাকার মৃত তারা একটি ব্ল্যাক হোল বা নিউট্রন নক্ষত্রে পতিত হওয়ার সাথে সাথে শক্তির শক্তিশালী জেট উন্মোচন করে। এই বিশেষ বিস্ফোরণটি এতই উজ্জ্বল ছিল যে এটি ফার্মি গামা-রে স্পেস টেলিস্কোপকে অত্যধিক সম্পৃক্ত করে, একটি প্রদক্ষিণকারী NASA টেলিস্কোপ যা এই ধরনের ঘটনাগুলি পর্যবেক্ষণ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছিল। "প্রতি সেকেন্ডে এত বেশি ফোটন ছিল যে তারা ধরে রাখতে পারেনি," বলেন অ্যান্ড্রু লেভান, নেদারল্যান্ডসের রাডবউড বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন জ্যোতির্পদার্থবিদ। এমনকি বিস্ফোরণের ফলে পৃথিবীর আয়নমণ্ডল, পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের উপরের স্তরের ক্ষতি হয়েছে বলে মনে হয়। আকারে ফুলে যাওয়া কয়েক ঘন্টার জন্য "আপনি মহাবিশ্বের অর্ধেক পথের একটি বস্তু থেকে পৃথিবীর আয়নোস্ফিয়ার পরিবর্তন করতে পারেন তা বেশ অবিশ্বাস্য," বলেছেন ডগ ওয়েলচ, কানাডার ম্যাকমাস্টার বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন জ্যোতির্বিজ্ঞানী।
জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা এটিকে বোট বলে অভিহিত করেছেন - "সর্বকালের সবচেয়ে উজ্জ্বল" - এবং গামা-রশ্মি বিস্ফোরণ এবং আরও সাধারণভাবে মহাজাগতিক সম্পর্কে তথ্যের জন্য এটিকে চেপে ধরতে শুরু করেছিলেন। "এমনকি এখন থেকে 10 বছর পরে এই ডেটা সেট থেকে নতুন বোঝাপড়া হবে," বলেছেন এরিক বার্নস, লুইসিয়ানা স্টেট ইউনিভার্সিটির একজন জ্যোতির্পদার্থবিদ। "এটি এখনও আমাকে পুরোপুরি আঘাত করেনি যে এটি সত্যিই ঘটেছে।"
প্রাথমিক বিশ্লেষণে বোঝা যায় যে বোটটি এত উজ্জ্বল হওয়ার দুটি কারণ রয়েছে। প্রথমত, এটি পৃথিবী থেকে প্রায় 2.4 বিলিয়ন আলোকবর্ষে ঘটেছে — গামা-রশ্মি বিস্ফোরণের মোটামুটি কাছাকাছি (যদিও আমাদের ছায়াপথের বাইরে)। এটাও সম্ভব যে BOAT এর শক্তিশালী জেটটি আমাদের দিকে নির্দেশ করা হয়েছিল। দুইটি কারণ মিলে এই ধরনের ঘটনা তৈরি করে যা প্রতি কয়েকশো বছরে একবার ঘটে।
সম্ভবত সবচেয়ে ফলপ্রসূ পর্যবেক্ষণ চীনে ঘটেছে। সেখানে, সিচুয়ান প্রদেশে, লার্জ হাই অল্টিটিউড এয়ার শাওয়ার অবজারভেটরি (এলএইচএএসও) মহাকাশ থেকে উচ্চ-শক্তির কণাগুলিকে ট্র্যাক করে। গামা-রশ্মি বিস্ফোরিত জ্যোতির্বিদ্যার ইতিহাসে, গবেষকরা এই বস্তুগুলি থেকে মাত্র কয়েকশ উচ্চ-শক্তি ফোটন আসতে দেখেছেন। LHAASO দেখেছি 5,000 এই একটি ঘটনা থেকে। "গামা-রশ্মি বিস্ফোরণটি মূলত তাদের উপরে সরাসরি আকাশে চলে গেছে," বলেছেন সিলভিয়া ঝু, হামবুর্গের জার্মান ইলেক্ট্রন সিনক্রোট্রন (DESY) এর একজন জ্যোতির্পদার্থবিদ।
এই সনাক্তকরণগুলির মধ্যে 18 টেরাইলেক্ট্রন ভোল্ট (TeV) এ একটি সন্দেহভাজন উচ্চ-শক্তি ফোটন ছিল — যা গামা-রশ্মি বিস্ফোরণের আগে দেখা যে কোনও কিছুর চেয়ে চার গুণ বেশি এবং লার্জ হ্যাড্রন কোলাইডার দ্বারা অর্জনযোগ্য সর্বোচ্চ শক্তির চেয়ে আরও শক্তিশালী। এই ধরনের একটি উচ্চ-শক্তি ফোটন পৃথিবীর পথে হারিয়ে যাওয়া উচিত ছিল, মহাবিশ্বের পটভূমি আলোর সাথে মিথস্ক্রিয়া দ্বারা শোষিত।
তাহলে কিভাবে এটা এখানে পেতে? এক সম্ভাবনা তা হল, গামা-রশ্মি বিস্ফোরণের পরে, একটি উচ্চ-শক্তিযুক্ত ফোটন একটি অক্ষ-সদৃশ কণাতে রূপান্তরিত হয়েছিল। অক্ষ অনুমান করা হালকা ওজনের কণা যে অন্ধকার বিষয় ব্যাখ্যা করতে পারে; axion-এর মত কণাগুলিকে সামান্য ভারী বলে মনে করা হয়। উচ্চ-শক্তি ফোটন হতে পারে এই ধরনের কণাতে রূপান্তরিত হয় শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্র দ্বারা, যেমন একটি আবর্তিত নক্ষত্রের চারপাশে। অক্ষের মতো কণাটি তখন বিনা বাধায় মহাকাশের বিশালতা জুড়ে ভ্রমণ করবে। এটি আমাদের গ্যালাক্সিতে আসার সাথে সাথে চৌম্বক ক্ষেত্রগুলি এটিকে একটি ফোটনে রূপান্তরিত করবে, যা তারপরে পৃথিবীতে তার পথ তৈরি করবে।
প্রাথমিক সনাক্তকরণের পরের সপ্তাহে, জ্যোতির্পদার্থবিদদের একাধিক দল এই প্রক্রিয়া প্রস্তাবিত বৈজ্ঞানিক প্রিপ্রিন্ট সাইট arxiv.org-এ আপলোড করা কাগজপত্রে। ইতালির ন্যাশনাল ইনস্টিটিউট ফর অ্যাস্ট্রোফিজিক্সের (আইএনএএফ) একজন অ্যাস্ট্রোফিজিসিস্ট জর্জিও গ্যালান্টি বলেছেন, "এটি একটি খুব অবিশ্বাস্য আবিষ্কার হবে" এই কাগজপত্র প্রথম.
তবুও অন্যান্য গবেষকরা ভাবছেন যে LHAASO-এর সনাক্তকরণ ভুল পরিচয়ের ক্ষেত্রে হতে পারে। সম্ভবত উচ্চ-শক্তি ফোটন অন্য কোথাও থেকে এসেছে, এবং এটির সঠিক-সঠিক আগমনের সময়টি ছিল কেবল একটি কাকতালীয়। "আমি খুব সন্দিহান," বলেন মিলেনা ক্রনোগোরসেভিচ, মেরিল্যান্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন জ্যোতির্পদার্থবিদ। "আমি বর্তমানে এটি একটি ব্যাকগ্রাউন্ড ইভেন্ট হওয়ার দিকে ঝুঁকছি।" (বিষয়গুলি আরও জটিল করার জন্য, একটি রাশিয়ান মানমন্দির রিপোর্ট বিস্ফোরণ থেকে আসা একটি এমনকি উচ্চ-শক্তি 251 TeV ফোটন দ্বারা একটি আঘাত. কিন্তু ফার্মি টেলিস্কোপের ডেপুটি প্রজেক্ট সায়েন্টিস্ট রাকুসিন বলেন, "জুরি এখনও বাইরে"। "আমি একটু সন্দিহান।")
এখনও পর্যন্ত LHAASO দল তাদের পর্যবেক্ষণের বিস্তারিত ফলাফল প্রকাশ করেনি। বার্নস, যিনি BOAT অধ্যয়নের জন্য একটি বৈশ্বিক সহযোগিতার সমন্বয় করছেন, আশা করেন তারা করবেন। "আমি তাদের কি আছে তা দেখতে খুব কৌতূহলী," তিনি বলেন. কিন্তু তিনি বোঝেন কেন একটু সতর্কতার প্রয়োজন হতে পারে। "যদি আমি এমন ডেটার উপর বসে থাকতাম যা অন্ধকার পদার্থের প্রমাণ হওয়ার কয়েক শতাংশ সম্ভাবনা ছিল, আমি এই মুহূর্তে অসাধারণভাবে সতর্ক থাকব," বার্নস বলেছিলেন। যদি ফোটনকে BOAT-এর সাথে যুক্ত করা যায়, "এটি সম্ভবত নতুন পদার্থবিদ্যা এবং সম্ভাব্য অন্ধকার পদার্থের প্রমাণ হবে," ক্রনোগোরসেভিচ বলেছিলেন। LHAASO টিম মন্তব্যের জন্য অনুরোধের জবাব দেয়নি।
এমনকি LHAASO-এর ডেটা ছাড়াই, ইভেন্ট থেকে দেখা আলোর পরিমাণ বিজ্ঞানীদের গামা-রশ্মি বিস্ফোরণ সম্পর্কে কিছু বড় প্রশ্নের উত্তর দিতে সক্ষম করতে পারে, যার মধ্যে জেট সম্পর্কে বড় ধাঁধা রয়েছে। “জেট কিভাবে চালু হয়? মহাকাশে ছড়িয়ে পড়ার সাথে সাথে জেটে কী ঘটছে?" বলেছেন টাইলার পারসোটান, গডার্ডের একজন জ্যোতির্পদার্থবিদ। "এগুলি সত্যিই বড় প্রশ্ন।"
অন্যান্য জ্যোতির্পদার্থবিদরা BOAT ব্যবহার করে তা নিশ্চিত করতে আশা করেন কেন শুধুমাত্র কিছু তারা সুপারনোভা যাওয়ার সময় গামা-রশ্মি বিস্ফোরিত হয়। "এটি একটি বড় রহস্য," বলেন ইয়েভেট সেন্ডেস, হার্ভার্ড-স্মিথসোনিয়ান সেন্টার ফর অ্যাস্ট্রোফিজিক্সের একজন জ্যোতির্বিজ্ঞানী। "এটি একটি খুব বড় তারকা হতে হবে. আমাদের মতো একটি গ্যালাক্সি হয়তো প্রতি মিলিয়ন বছরে গামা-রশ্মি বিস্ফোরণ ঘটাবে। কেন এত বিরল জনসংখ্যা গামা-রশ্মি বিস্ফোরণ ঘটায়?
গামা-রশ্মি বিস্ফোরণের ফলে একটি ব্ল্যাক হোল বা ভেঙে পড়া নক্ষত্রের কেন্দ্রস্থলে একটি নিউট্রন তারকা তৈরি হয় কিনা তাও একটি উন্মুক্ত প্রশ্ন। নৌযানের প্রাথমিক বিশ্লেষণে জানা যায়, এ ক্ষেত্রে আগের ঘটনাটি ঘটেছে। "জেটে অনেক শক্তি আছে এটি মূলত একটি ব্ল্যাক হোল হতে হবে," বার্নস বলেন।
কি নিশ্চিত যে এটি একটি মহাজাগতিক ঘটনা যা বহু, বহু জীবনকালের জন্য গ্রহণ করা হবে না। "আবার এটি করার সুযোগ পাওয়ার আগে আমরা সবাই মারা যাব," বার্নস বলেছিলেন।
