দূরবর্তী নক্ষত্রধারা ডার্ক ম্যাটার মানচিত্রায়নের নতুন পথ দেখাল

জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা মিল্কিওয়ের বাইরের একটি গ্যালাক্সিতে নক্ষত্রের ক্ষীণ একটি ধারা শনাক্ত করেছেন। এটি আমাদের নিজস্ব গ্যালাক্সির বাইরে কোনো গোলীয় নক্ষত্রগুচ্ছের নক্ষত্রধারা শনাক্ত করার প্রথম ঘটনা। এই পর্যবেক্ষণ আরও দেখিয়েছে, দূরবর্তী গ্যালাক্সিগুলোতে ডার্ক ম্যাটার অনুসন্ধানে এমন সূক্ষ্ম কাঠামো ব্যবহার করা যেতে পারে।

আন্তর্জাতিক গবেষক দলটির নেতৃত্ব দেন নিলস বোর ইনস্টিটিউটের জুলি কিল হোম এবং DTU Space-এর সারাহ পিয়ারসন। তাদের গবেষণার ফলাফল Nature-এ প্রকাশিত হয়েছে বলে জানিয়েছে ScienceDaily, যারা কোপেনহেগেন বিশ্ববিদ্যালয়ের সরবরাহ করা উপকরণের ভিত্তিতে প্রতিবেদনটি প্রকাশ করেছে।

এই ধারাটি UGC9050-Dw1 নামের একটি অতি-বিক্ষিপ্ত গ্যালাক্সিতে অবস্থিত। এ ধরনের গ্যালাক্সি খুব সামান্য আলো নির্গত করে, ফলে গ্যালাক্সি এবং এর ভেতরের সরু নক্ষত্রধারা—দুটিই গবেষণা করা কঠিন। গবেষকেরা সদ্য শনাক্ত এই ধারা ব্যবহার করে গ্যালাক্সিটির সামগ্রিক ভর এবং সেই ভর কীভাবে এর মধ্যে ছড়িয়ে আছে, তার হিসাব তৈরি করেছেন।

তাদের ফলাফল ইঙ্গিত দেয়, UGC9050-Dw1-এ উল্লেখযোগ্য পরিমাণ ডার্ক ম্যাটার রয়েছে—অতি-বিক্ষিপ্ত গ্যালাক্সি নিয়ে আগের গবেষণার সঙ্গে যা সামঞ্জস্যপূর্ণ। গবেষণাটির গুরুত্ব শুধু এই ধারা আবিষ্কারে নয়, বরং মিল্কিওয়েতে আগে ব্যবহৃত একটি কৌশল অন্য একটি গ্যালাক্সিতেও কার্যকর হতে পারে—এটি দেখানোর মধ্যেও রয়েছে।

মহাকর্ষে গড়ে ওঠা একটি ধারা

গোলীয় নক্ষত্রগুচ্ছ হলো পারস্পরিক মহাকর্ষে একসঙ্গে বাঁধা ঘন নক্ষত্রসমষ্টি। কোনো গুচ্ছ তার হোস্ট গ্যালাক্সির মধ্য দিয়ে চলার সময় বৃহত্তর গ্যালাক্সিটির মহাকর্ষীয় ক্ষেত্র ধীরে ধীরে নক্ষত্রগুলোকে গুচ্ছ থেকে টেনে আলাদা করতে পারে। সময়ের সঙ্গে ওই নক্ষত্রগুলো গুচ্ছটির গতিপথ বরাবর দীর্ঘ, সরু একটি ধারা তৈরি করে।

কোনো ধারার গঠন তার ওপর কার্যকর মহাকর্ষীয় শক্তিগুলোর প্রতিফলন ঘটায়। এর আকৃতি ও গতিবিধি পরীক্ষা করে জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা আশপাশের গ্যালাক্সিতে পদার্থ কীভাবে বণ্টিত, তা অনুমান করতে পারেন। এ কারণে নক্ষত্রধারা ডার্ক ম্যাটারের কার্যকর পরোক্ষ নির্দেশক, কারণ ডার্ক ম্যাটার সরাসরি পর্যবেক্ষণ করা যায় না।

মনে করা হয়, মহাবিশ্বের মোট পদার্থের প্রায় 80 থেকে 85 শতাংশ ডার্ক ম্যাটার, যদিও এর অন্তর্নিহিত প্রকৃতি এখনো অজানা। এর উপস্থিতি মহাকর্ষের মাধ্যমে অনুমান করা হয়—এর মধ্যে নক্ষত্র এবং অন্যান্য দৃশ্যমান পদার্থের ওপর এর প্রভাবও রয়েছে। নক্ষত্রধারা সেই প্রভাব অনুসরণের আরেকটি উপায় দেয়, কারণ এগুলোর বিকাশ তাদের চারপাশের মহাকর্ষীয় পরিবেশের ওপর নির্ভর করে।

সম্প্রতি পর্যন্ত ধারাগুলো খুঁজে পাওয়া কঠিন ছিল, কারণ এগুলো অত্যন্ত ক্ষীণ। এখন আরও বিস্তৃত জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক জরিপ, বিপুলসংখ্যক পর্যবেক্ষণের সংকলন এবং উন্নত বিশ্লেষণী কৌশল এমন সব বৈশিষ্ট্য শনাক্ত ও গবেষণা করা সম্ভব করে তুলছে, যা আগে নজরেই পড়ত না।

মিল্কিওয়ের একটি পদ্ধতির বিস্তার

এই ফলাফলের আগে, ডার্ক ম্যাটার গবেষণায় গোলীয় নক্ষত্রগুচ্ছের ধারা ব্যবহারের কাজ মিল্কিওয়েতেই সীমাবদ্ধ ছিল। এর ফলে, এ ধরনের কাঠামো কীভাবে অদৃশ্য ভরের বণ্টন প্রকাশ করতে পারে, তা বিবেচনা করার সময় জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের কাছে মাত্র একটি গ্যালাক্সির তথ্য ছিল।

UGC9050-Dw1-এ এই পর্যবেক্ষণ পদ্ধতিটিকে ভিন্ন একটি গ্যালাক্সিগত পরিবেশে প্রসারিত করেছে। অতি-বিক্ষিপ্ত গ্যালাক্সি বিশেষভাবে মূল্যবান লক্ষ্য, কারণ এদের ম্লান চেহারা এদের মধ্যে ডার্ক ম্যাটারের পরিমাণ এবং সেই পদার্থ কীভাবে বিন্যস্ত, তা নিয়ে প্রশ্ন তোলে। নতুন বিশ্লেষণ ওই প্রশ্নগুলোর উত্তর খোঁজার একটি স্বতন্ত্র পথ দিচ্ছে।

হোম বলেন, এই কাজ দেখায় যে মিল্কিওয়ে নিয়ে গবেষণার মাধ্যমে প্রতিষ্ঠিত একটি পদ্ধতি এমন গ্যালাক্সিতেও প্রয়োগ করা যেতে পারে, যেখানে ডার্ক ম্যাটারের পরিমাণ নির্ণয় ঐতিহ্যগতভাবে অনেক বেশি কঠিন। পিয়ারসন বলেন, এই ফলাফল অন্য গ্যালাক্সিগুলোতে একই ধরনের ধারা খোঁজার এবং শেষ পর্যন্ত অতি-বিক্ষিপ্ত গ্যালাক্সির বৃহত্তর একটি জনসমষ্টিতে ডার্ক ম্যাটারের পরিমাণ নির্ণয়ের সম্ভাবনা তৈরি করেছে।

গবেষকেরা জোর দিয়ে বলেছেন, বর্তমান গবেষণাটি একটি গ্যালাক্সি নিয়ে। তা সত্ত্বেও, মিল্কিওয়ের বাইরেও এই পদ্ধতি কাজ করে—এটি নিশ্চিত হওয়ার ফলে ভিন্ন বৈশিষ্ট্যের গ্যালাক্সিগুলোর মধ্যে তুলনা করা সম্ভব হতে পারে। এসব তুলনা জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের মহাবিশ্বজুড়ে ডার্ক ম্যাটার কীভাবে বণ্টিত এবং কীভাবে আচরণ করে, সে সম্পর্কে আরও বিস্তৃত চিত্র গড়ে তুলতে সহায়তা করতে পারে।

সামনে আরও আবিষ্কার

নতুন পর্যবেক্ষণাগারগুলো যখন ক্ষীণ গ্যালাক্সি এবং তাদের আশপাশের কাঠামো পরীক্ষা করবে, তখন পরিচিত উদাহরণের সংখ্যা বাড়তে পারে। Euclid Space Telescope এবং Nancy Grace Roman Space Telescope এমন সব দৃশ্য ধারণ করবে বলে আশা করা হচ্ছে, যা আরও নক্ষত্রধারা শনাক্ত করতে সহায়তা করতে পারে।

আরও বড় একটি নমুনা গবেষকদের ধারার বৈশিষ্ট্য, গ্যালাক্সির গঠন এবং ডার্ক ম্যাটারের মধ্যকার সম্পর্ক পরীক্ষা করার আরও সুযোগ দেবে। আপাতত, UGC9050-Dw1-এ এই ধারার পর্যবেক্ষণ প্রতিষ্ঠা করেছে যে মিল্কিওয়ের অন্যতম কার্যকর মহাকর্ষীয় নির্দেশক আরও দূরত্বে এবং একেবারে ভিন্ন ধরনের গ্যালাক্সিতেও প্রয়োগ করা যেতে পারে।