রেডিও মানচিত্র মহাবিশ্বের বৃহত্তম চৌম্বক ক্ষেত্র প্রকাশ করতে পারে | কোয়ান্টা ম্যাগাজিন

বিশাল গ্যালাক্সি ক্লাস্টারের ভিতরে লুকানো চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের মানচিত্র তৈরি করে, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা মহাজাগতিক চুম্বকত্বের উত্স খুঁজে পাওয়ার কাছাকাছি আসছেন।

"এগুলি একটি অভূতপূর্ব বৃহৎ স্কেলে চৌম্বক ক্ষেত্রের বিশদ কাঠামোর প্রথম মানচিত্র," বলেছেন আলেকজান্দ্রে লাজারিয়ান, উইসকনসিন, ম্যাডিসন বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন জ্যোতির্বিজ্ঞানী এবং মানচিত্র বর্ণনাকারী কাগজের একজন সহ-লেখক, আজ প্রকাশিত প্রকৃতি যোগাযোগ.

লাজারিয়ান এবং তার সহকর্মীরা পাঁচটি গ্যালাক্সি ক্লাস্টার অধ্যয়ন করেছেন, প্রতিটি লক্ষ লক্ষ আলোকবর্ষ বিস্তৃত। সিনক্রোট্রন ইনটেনসিটি গ্রেডিয়েন্ট (SIG) ম্যাপিং নামে একটি কৌশল ব্যবহার করে তারা মানচিত্রগুলি তৈরি করে, যা একটি নির্দিষ্ট স্থানে ক্লাস্টারের চৌম্বক ক্ষেত্র কোন দিকে নির্দেশ করে তা নির্ধারণ করতে রেডিও পর্যবেক্ষণের উপর নির্ভর করে। পুরো ক্লাস্টার জুড়ে একই কৌশল প্রয়োগ করে, গবেষকরা বলছেন যে তারা এর চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের একটি সম্পূর্ণ মানচিত্র তৈরি করতে পারে। ফলাফল, নিশ্চিত করা হলে, দেখাবে যে দৈত্য কাঠামোতে চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের পূর্বে অনাবিষ্কৃত আদেশ রয়েছে।

চৌম্বকত্ব মহাবিশ্বে সর্বব্যাপী। আমরা এটিকে পৃথিবীর ক্ষুদ্রতম স্কেল থেকে মহাবিশ্বের বৃহত্তম পর্যন্ত দেখতে পাই, যেখানে এটি মহাজাগতিক কাঠামো যেমন নক্ষত্র এবং আন্তঃনাক্ষত্রিক মাধ্যমকে ভাস্কর্য করে। চৌম্বকত্ব জীবনের জন্যও গুরুত্বপূর্ণ কারণ আমরা এটি জানি, একটি আণবিক স্তরে চিরালিটিকে প্রভাবিত করে এবং পৃথিবীকে ঘিরে থাকা প্রতিরক্ষামূলক ঢাল তৈরি করে। কিন্তু একটি বড় অনুত্তরিত প্রশ্ন হয়েছে যেখানে মহাজাগতিক চুম্বকত্বের উৎপত্তি. কিছু বিজ্ঞানী একটি আদিম ব্যাখ্যাকে সমর্থন করেন, বিগ ব্যাং এর পর প্রথম মুহুর্তে অন্যান্য মৌলিক শক্তির সাথে চুম্বকত্ব উদ্ভূত হয়। অন্যরা পরবর্তীতে আগমনের পক্ষপাতী, যার চুম্বকত্ব কয়েক মিলিয়ন বছর পর উদ্ভূত হয় এবং তারা এবং ছায়াপথের মতো বস্তু দ্বারা উৎপন্ন বীজ চৌম্বক ক্ষেত্র থেকে বৃদ্ধি পায়।

এই নতুন ম্যাপিং কৌশলটি জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের খুব বড় স্কেলে চৌম্বক ক্ষেত্র তুলনা করার অনুমতি দিয়ে একটি সমাধান দিতে পারে। কিন্তু কৌশলটির নিজস্ব সীমাবদ্ধতা রয়েছে এবং বড় আকারের চুম্বকত্বের ক্ষেত্রে কিছুটা বিতর্কিত রয়েছে।

"যদি এটি কাজ করে, এটি আপনাকে আকাশের খুব বড় অঞ্চলে চৌম্বকীয় ক্ষেত্রগুলি ম্যাপ করার একটি খুব পর্যবেক্ষণমূলকভাবে সস্তা উপায় দেয়," বলেছেন কেট প্যাটেল, ইউনিভার্সিটি কলেজ লন্ডনের একজন জ্যোতির্পদার্থবিদ।

কসমিক কার্টোগ্রাফি

বিজ্ঞানীরা সাধারণত সিনক্রোট্রন বিকিরণ অধ্যয়ন করে মহাজাগতিক চৌম্বক ক্ষেত্র খুঁজে পান - রেডিও নির্গমন চৌম্বক ক্ষেত্র হিসাবে উত্পাদিত ইলেকট্রন আলোর গতির কাছাকাছি ভ্রমণের পথ বাঁকিয়ে দেয়। এই ধরনের পর্যবেক্ষণগুলি সেই রেডিও নির্গমনগুলির অভিযোজন ব্যবহার করতে পারে - তাদের মেরুকরণ - চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের অভিযোজন প্রকাশ করতে। কিন্তু মেরুকরণ পরিমাপ অত্যন্ত সময়সাপেক্ষ, এবং একটি গ্যালাক্সি ক্লাস্টারের ঘন এবং ধুলোযুক্ত অঞ্চলে সবচেয়ে ভাল কাজ করে।

প্রায় সাত বছর আগে, লাজারিয়ান একটি উপায় সঙ্গে এসেছেন চৌম্বক ক্ষেত্রের দিক প্রকাশ করার জন্য একা সিঙ্ক্রোট্রন নির্গমন ব্যবহার করুন - কোন মেরুকরণের প্রয়োজন নেই। কৌশলটি রেডিও নির্গমনের পরিবর্তিত শক্তির পর্যবেক্ষণগুলি ব্যবহার করে যখন আপনি স্থান জুড়ে যান, বা গবেষকরা যাকে গ্রেডিয়েন্ট বলে।

"উজ্জ্বলতার গ্রেডিয়েন্ট, যে দিকে ছবিটি ম্লান বা উজ্জ্বল হয়, চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের সাথে সম্পর্কিত," বলেন মার্কাস ব্রুগেন, জার্মানির হামবুর্গ বিশ্ববিদ্যালয়ের জ্যোতির্পদার্থবিদ্যার অধ্যাপক ড আগে বড় চৌম্বক ক্ষেত্র অধ্যয়ন.

আন্তঃনাক্ষত্রিক স্থানের প্রাথমিক পর্যবেক্ষণে, "যেখানেই আমরা [দেখছি], আমরা এই চৌম্বক ক্ষেত্রের কাঠামোটি প্রকাশ করেছি," লাজারিয়ান বলেছিলেন।

দলটি তখন গ্যালাক্সি ক্লাস্টারে পরিণত হয়, যেগুলি গ্যালাক্সির ছোট গোষ্ঠীর সংঘর্ষের সাথে সাথে বৃদ্ধি পায়। যখন এই একত্রীকরণ ঘটে, তখন তারা শক ফ্রন্ট তৈরি করে যা "[ইন্ট্রাক্লাস্টার] মাধ্যমে লাঙ্গল চালায়," ব্রুগেন বলেন। যখন চৌম্বক ক্ষেত্রগুলি সেই অশান্ত শক ফ্রন্টগুলির সাথে যোগাযোগ করে, তখন তারা সিঙ্ক্রোট্রন নির্গমন তৈরি করে। সেই নির্গমনের গ্রেডিয়েন্ট পর্যবেক্ষণ করে, গবেষকরা চৌম্বক ক্ষেত্রের দিকটি অনুমান করতে পারেন, যা সময়ের সাথে সাথে এই ক্লাস্টারগুলি তৈরি করেছে এমন একীকরণকে প্রতিফলিত করে।

এই পদ্ধতিটি লাজারিয়ানকে বিশাল গ্যালাক্সি ক্লাস্টারের বিস্তৃতি জুড়ে চৌম্বকীয় ক্ষেত্র জরিপ করতে দেয়, যেখানে মেরুকরণ পরিমাপ সম্ভব নয় এমন কাঠামোর মধ্যে ছড়িয়ে থাকা আন্তঃগ্যালাকটিক স্থান সহ। তাদের মানচিত্র তৈরি করার জন্য, দলটি এল গোর্ডো সহ পাঁচটি গ্যালাক্সি ক্লাস্টারকে লক্ষ্য করে — শতাধিক ছায়াপথের একটি ভালভাবে অধ্যয়ন করা দল যা 6 মিলিয়ন আলোকবর্ষ জুড়ে বিস্তৃত। তারা অ্যাবেল 2345, 2 বিলিয়ন আলোকবর্ষ দূরে, অ্যাবেল 3376, প্রায় অর্ধ বিলিয়ন আলোকবর্ষ দূরে এবং আরও দুটিকে দেখেছিল।

সমস্ত বিজ্ঞানীরা নিশ্চিত নন যে কৌশলটি সঠিকভাবে চৌম্বক ক্ষেত্রের গতি ট্র্যাক করে। ম্যাগনেটিজম-চালিত সিঙ্ক্রোট্রন গ্রেডিয়েন্টের পরিবর্তনের মতো দেখতে ইলেকট্রন বা গ্যাসের ঘনত্বের পরিবর্তন হতে পারে। পদ্ধতিটি গ্যালাক্সি ক্লাস্টারে অশান্তি নামে পরিচিত একটি ঘটনার উপরও নির্ভর করে, যেখানে চৌম্বক ক্ষেত্রগুলি একত্রিত হয় এবং একত্রিত হয় - "একটি কুখ্যাত জটিল শারীরিক প্রক্রিয়া," বলেন আন্দ্রেয়া বোটেয়ন, ইতালির ন্যাশনাল ইনস্টিটিউট ফর অ্যাস্ট্রোফিজিক্সের একজন জ্যোতির্পদার্থবিদ।

চৌম্বক জীবন

ভবিষ্যতে, ল্যাজারিয়ান লো-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যারে নামক একটি বিশাল ইউরোপীয় রেডিও নেটওয়ার্ক ব্যবহার করে ছায়াপথগুলির মধ্যে ফিলামেন্টে চুম্বকত্বকে ম্যাপ করতে - SIG - ব্যবহার করতে চায়৷ যদি এই ফিলামেন্টের ক্ষেত্রগুলি একে অপরের সাথে সারিবদ্ধ হয়, যেমন তারা ক্লাস্টারে থাকে, তবে এটি বীজ চৌম্বক ক্ষেত্র থেকে ধীরে ধীরে উত্থানের পরিবর্তে মহাজাগতিক চৌম্বকীয় কাঠামোর একটি আদি উৎসের পরামর্শ দিতে পারে। ব্রুগেন বলেছিলেন যে পরবর্তী মহাজাগতিক যুগের সময় তারা এবং ছায়াপথ তৈরি করা এই জাতীয় সারিবদ্ধকরণ "প্রয়োজনীয়ভাবে অসম্ভব" হবে।

"আমার ধারণা," ব্রুগেন বলেছিলেন, "আমরা কি দেখতে পাব যে চৌম্বকীয় ক্ষেত্রগুলি মহাবিশ্বের প্রথম দিকে উত্পাদিত হয়েছিল।"

চুম্বকত্বের উৎপত্তি সম্পর্কে ভবিষ্যদ্বাণী করা আমাদের মহাজগতের বাসযোগ্যতা সম্পর্কে কিছু বলতে পারে। জীবন নিজেই (অন্তত আমরা পৃথিবীতে এটি জানি) চৌম্বকত্বের উপর নির্ভর করে এবং জীবনের বিল্ডিং ব্লকগুলি প্রদান করার জন্য চৌম্বকত্বের উপর এর প্রভাব। ডান- বা বাম-হাতি. "যদি চৌম্বকীয় ক্ষেত্রগুলি মহাবিশ্বের শুরুতে গঠিত হয়, আপনি খুব তাড়াতাড়ি শিরালিটি সহ অণু গঠন করতে পারেন," লাজারিয়ান বলেছিলেন। তারপর, "আমরা প্রশ্ন জিজ্ঞাসা করতে পারি যে আমাদের সভ্যতার সংকেতগুলি দেখার আশা করা উচিত যা মহাবিশ্বের ইতিহাসে বেশ প্রথম দিকে গঠিত হয়েছিল।"

তিনি আরও উল্লেখ করেছেন যে গ্যালাক্সি ক্লাস্টারের চৌম্বক ক্ষেত্রগুলি এর কিছু উৎস হতে পারে সর্বোচ্চ শক্তির মহাজাগতিক রশ্মি মহাবিশ্বকে পরিব্যাপ্ত করার জন্য পরিচিত, যার এখনও একটি রহস্যময় উত্স রয়েছে। "এখানে একটি বড় প্রশ্ন আছে [সম্পর্কে] যে গ্যালাক্সির এই ক্লাস্টারগুলি সর্বোচ্চ শক্তির মহাজাগতিক রশ্মির উত্স হতে পারে কিনা," তিনি বলেছিলেন, এবং ক্লাস্টারগুলির মধ্যে ক্ষেত্রগুলির ম্যাপিং সেই প্রশ্নের সমাধানে সাহায্য করতে পারে৷

দলের পরবর্তী লক্ষ্য হল গ্যালাক্সি ক্লাস্টারগুলি পর্যবেক্ষণ করা যা সময়ের সাথে আরও দূরে এবং আরও পিছনে রয়েছে। এল গোর্ডো, যদিও বিশাল, মহাবিশ্বের বয়স যখন ছিল 6.5 বিলিয়ন আলোকবর্ষ, তখন তার বর্তমান বয়স 13.8 বিলিয়ন বছর প্রায় অর্ধেক। আসন্ন রেডিও টেলিস্কোপ যেমন স্কয়ার কিলোমিটার অ্যারে, অ্যান্টেনার একটি বিশাল অ্যারে যা এই দশকের পরে দক্ষিণ আফ্রিকা এবং অস্ট্রেলিয়ায় 1 মিলিয়ন বর্গ মিটার জুড়ে ছড়িয়ে পড়বে, এই ধরণের ম্যাপিং ক্লাস্টারগুলিতে প্রয়োগ করার জন্য যথেষ্ট শক্তিশালী হতে পারে যখন মহাবিশ্বের অস্তিত্ব ছিল। মাত্র 3 বিলিয়ন বছর বয়সী ছিল।

"প্রাথমিক মহাবিশ্বে কী ঘটেছিল তা আমি দেখতে চাই," বলেছেন ইউ হু, উইসকনসিন, ম্যাডিসন বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন স্নাতক ছাত্র এবং কাগজের প্রধান লেখক।

কিন্তু মহাবিশ্বে চুম্বকত্বের উৎপত্তি এবং সেই উত্তরের সমস্ত প্রভাব এই পদ্ধতি ব্যবহার করে রাতারাতি সমাধান হবে না। "এটি ধাঁধার একটি অংশ," ব্রুগেন বলেছিলেন। "কিন্তু এটি একটি খুব গুরুত্বপূর্ণ অংশ।"