চৌম্বক-তরল পরীক্ষা অ্যাস্ট্রোফিজিক্যাল অ্যাক্রিশন ডিস্কের উপর আলোকপাত করে

মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের গবেষকরা একটি পরীক্ষা ডিজাইন করেছেন যা জ্যোতির্পদার্থগত অ্যাক্রিশন ডিস্কের জটিল গতিবিদ্যাকে আগের চেয়ে আরও ঘনিষ্ঠভাবে অনুকরণ করার চেষ্টা করে। ইয়িন ওয়াং এবং প্রিন্সটন ইউনিভার্সিটির সহকর্মীরা তাদের সিমুলেটেড ডিস্কে অবাঞ্ছিত প্রবাহ এড়াতে পূর্ববর্তী পরীক্ষামূলক কৌশলগুলিকে অভিযোজিত করার মাধ্যমে এটি করেছেন, যখন চুম্বক-ঘূর্ণনশীল অস্থিরতাকে আরও ঘনিষ্ঠভাবে উপস্থাপন করা হয়েছে যা সত্যিকারের অ্যাক্রিশন ডিস্কে আবির্ভূত হয় বলে বিশ্বাস করা হয়।

অ্যাক্রিশন ডিস্কগুলি হল পদার্থের ঘূর্ণায়মান ঘূর্ণি যা ব্ল্যাক হোল এবং সদ্য গঠিত নক্ষত্রের মতো বিশাল বস্তুর মতো তাদের আন্তঃনাক্ষত্রিক পরিবেশ থেকে গ্যাস এবং ধূলিকণা সংগ্রহ করে। এই উপাদানের প্রবাহ গ্রহ গঠনের দিকে পরিচালিত করে এবং তীব্র বিকিরণ তৈরি করে যা কিছু ব্ল্যাক হোলের আশেপাশে থেকে নির্গত হয়।

গ্যাস এবং ধূলিকণা বিশাল বস্তুর কাছাকাছি যাওয়ার জন্য, এটিকে ডিস্কের বাইরের প্রান্তে কৌণিক ভরবেগ স্থানান্তর করতে হবে - এবং এটি কীভাবে ঘটে তার একটি ব্যাখ্যা জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা এড়িয়ে গেছেন। একটি নেতৃস্থানীয় তত্ত্ব হল যে এই স্থানান্তরটি ডিস্কের অশান্ত প্রবাহ দ্বারা চালিত হয়। এই ধারণাটি অন্বেষণ করতে, পূর্ববর্তী গবেষণায় একটি টেলর কুয়েট সেটআপ ব্যবহার করা হয়েছে যেখানে একটি তরল দুটি ঘনকেন্দ্রিক সিলিন্ডারের মধ্যে ফাঁক পূরণ করে যা স্বাধীনভাবে ঘোরানো যায়।

ল্যাবে অ্যাস্ট্রোফিজিক্স

ভিতরের সিলিন্ডারের চেয়ে বাইরের সিলিন্ডারকে আরও ধীরে ধীরে ঘোরানোর মাধ্যমে এবং সাবধানে তাদের নিজ নিজ গতি নিয়ন্ত্রণ করে, গবেষকরা যতটা সম্ভব ঘনিষ্ঠভাবে বিবর্তিত অ্যাক্রিশন ডিস্কের গতিগুলিকে পুনরায় তৈরি করতে পারেন। এখানে তাদের লক্ষ্য হল অশান্ত প্রবাহ আসলেই তাদের কৌণিক ভরবেগ স্থানান্তরের জন্য দায়ী হতে পারে কিনা তা নির্ধারণ করা।

যাইহোক, স্পষ্ট সীমার বাইরে যে এই গতিগুলি মাধ্যাকর্ষণ দ্বারা চালিত হয় না, তরলটি অবশ্যই উপরের এবং নীচের ক্যাপগুলির দ্বারা উল্লম্বভাবে থাকা উচিত। এটি তরলে গৌণ প্রবাহ প্রবর্তন করে, বাস্তব অ্যাক্রিশন ডিস্কে কোনও অ্যানালগ নেই। এক সাম্প্রতিক গবেষণা প্যারিসে করা একটি তরল ধাতব ডিস্কে একটি উল্লম্ব চৌম্বক ক্ষেত্র প্রয়োগ করে এই অবাঞ্ছিত প্রবাহের প্রভাবকে কমিয়েছে - বাস্তব অ্যাক্রিশন ডিস্কের বৈদ্যুতিক পরিবাহিতাকে আরও ঘনিষ্ঠভাবে পুনরুদ্ধার করে। যাইহোক, প্যারিস দলটি কাঙ্ক্ষিত উত্তাল প্রবাহকে পুরোপুরি পুনরায় তৈরি করতে পারেনি।

অ্যাক্রিশন ডিস্কে অশান্তির জন্য একটি সম্ভাব্য চালক হল ম্যাগনেটো-রোটেশনাল ইনস্টেবিলিটি (এমআরআই): যা আরও ভালভাবে ব্যাখ্যা করতে পারে যে কীভাবে একটি পৃথক-ঘূর্ণায়মান, বৈদ্যুতিকভাবে পরিবাহী তরল একটি চৌম্বক ক্ষেত্র দ্বারা অস্থিতিশীল হতে পারে। এই ধারণাটি ব্যাপকভাবে তাত্ত্বিকভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে, কিন্তু উপযুক্ত পরামিতি সেট করতে অসুবিধার কারণে টেলর কুয়েট পরীক্ষায় এখনও নিশ্চিত করা যায়নি।

পরিবাহী তরল

ওয়াং এর দল গ্যালিনস্টান নামক তরল ব্যবহার করে এই চ্যালেঞ্জ মোকাবেলা করেছে, যা গ্যালিয়াম, ইন্ডিয়াম এবং টিনের একটি তরল মিশ্রণ যা জলের চেয়ে দ্বিগুণ সান্দ্র এবং প্রায় 100 মিলিয়ন গুণ বেশি বিদ্যুৎ পরিবাহী। গৌণ প্রবাহ দূর করার জন্য, তারা বৈদ্যুতিকভাবে পরিবাহী ক্যাপগুলির একটি জোড়া প্রয়োগ করেছিল, যা অভ্যন্তরীণ এবং বাইরের সিলিন্ডারের মধ্যবর্তী গতিতে স্বাধীনভাবে ঘোরে।

যেহেতু তারা সিলিন্ডারের ঘূর্ণন অক্ষ বরাবর একটি উল্লম্ব চৌম্বক ক্ষেত্র প্রয়োগ করেছে, গবেষকরা তরলটির চৌম্বকীয় রেনল্ডস সংখ্যা পরিমাপ করেছেন, যা একটি চৌম্বক ক্ষেত্র কীভাবে একটি পরিবাহী তরলের সাথে যোগাযোগ করে তা চিহ্নিত করে। গুরুত্বপূর্ণভাবে, তারা এই মানটিকে একটি নির্দিষ্ট থ্রেশহোল্ড অতিক্রম করে দেখেছে: এর বাইরে অভ্যন্তরীণ সিলিন্ডারের মধ্য দিয়ে যাওয়া চৌম্বক ক্ষেত্রের শক্তি অরৈখিকভাবে বাড়তে শুরু করে – ইঙ্গিত করে যে এমআরআই ট্রিগার হয়েছে।

সিমুলেশনগুলিও এই আচরণটি পুনরুত্পাদন করতে সক্ষম হয়েছে, তাই দলের পর্যবেক্ষণগুলি বাস্তব পরীক্ষায় অ্যাক্রিশন ডিস্ক গতিবিদ্যা পুনরুত্পাদন করার জন্য গবেষকদের সক্ষমতার ক্ষেত্রে একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ; এবং শেষ পর্যন্ত, অ্যাক্রিশন ডিস্কে কৌণিক ভরবেগের স্থানান্তরকে ঘিরে দীর্ঘস্থায়ী রহস্যের উত্তর দিতে।

গবেষণায় বর্ণনা করা হয়েছে দৈহিক পর্যালোচনা চিঠি.