এসএন ১৯৮৭এ

থাম্ব|এই ছবিটির কেন্দ্রে  টেরেন্টুলা নেবুলার (ট্যারান্টুলা নীহারিকার) কাছাকাছি উজ্জ্বল আলোটি হলো সুপারনোভা ১৯৮৭এ ।

SN 1987A একটি টাইপ-২ সুপারনোভা যা মিল্কি ওয়ের বামন উপগ্রহ গ্যালাক্সি লার্জ ম্যাগেলানিক ক্লাউডে (Large Magellanic Cloud) ঘটেছিল। এটি পৃথিবী থেকে প্রায় ৫১.৪ কিলোপারসেক (১,৬৮,০০০ আলোক-বর্ষ) দূরত্বে ঘটে এবং ১৬০৪ সালে কেপলারের সুপারনোভা-র (Kepler's Supernova) পর এটিই ছিল পর্যবেক্ষণ করা সবচেয়ে কাছের সুপারনোভা। এই বিস্ফোরণের আলো এবং নিউট্রিনো ১৯৮৭ সালের ২৩ ফেব্রুয়ারি পৃথিবীতে পৌঁছায় এবং এটি সেই বছর আবিষ্কৃত প্রথম সুপারনোভা হওয়ায় "SN 1987A" নামকরণ করা হয়। এর উজ্জ্বলতা সর্বোচ্চ ছিল ঐ বছরের মে মাসে, যার আপাত মান (apparent magnitude) ছিল প্রায় ৩, যা ওই নক্ষত্রমন্ডলীর (Constellation) সবচেয়ে উজ্জ্বল নক্ষত্র আলফা ডোরাডাসের (Alpha Doradus) চেয়েও বেশি উজ্জ্বল ছিল।

এটি ছিল প্রথম সুপারনোভা যা আধুনিক জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা অত্যন্ত বিস্তারিতভাবে অধ্যয়ন করতে পেরেছিলেন, এবং এর পর্যবেক্ষণগুলো কোর-কলাপস সুপারনোভা (core-collapse supernovae) সম্পর্কে অনেক ধারণা দিয়েছে। SN 1987A  এর প্রচুর পরিমাণে থাকা তেজস্ক্রিয় নিউক্লিয়াসের দুটি থেকে পূর্বানুমান করা (predicted) গামা-রশ্মি রেখা বিকিরণ (gamma-ray line radiation) শনাক্ত করার মাধ্যমে দৃশ্যমান আলো নির্গমনের জন্য শক্তির তেজস্ক্রিয় উৎসকে সরাসরি পর্যবেক্ষণের মাধ্যমে নিশ্চিত করার প্রথম সুযোগ করে দিয়েছিল। এটি সুপারনোভা বিস্ফোরণের পরে দীর্ঘ-স্থায়ী আলোর তেজস্ক্রিয় প্রকৃতি প্রমাণ করেছে।

২০১৯ সালে, আটাকামা লার্জ মিলিমিটার অ্যারে (Atacama Large Millimeter Array) টেলিস্কোপ ব্যবহার করে SN 1987A-এর অবশিষ্ট অংশের (remnants) মধ্যে একটি কলাপসড নিউট্রন তারার (neutron star) উপস্থিতির পরোক্ষ প্রমাণ আবিষ্কার  করা হয়। পরবর্তীকালে ২০২১ সালে চন্দ্রা (Chandra) এবং নুস্টার (NuSTAR) এক্স-রে টেলিস্কোপ দ্বারা পর্যবেক্ষণের মাধ্যমে আরও প্রমাণ উন্মোচিত হয়।

 আবিষ্কার 

২৪ ফেব্রুয়ারি ১৯৮৭ সাল, দুটি ভিন্ন দল স্বাধীনভাবে SN 1987A আবিষ্কার করেন। চিলির লাস ক্যাম্পানাস অবজারভেটরিতে (Las Campanas Observatory) ইয়ান শেলটন (Ian Shelton) এবং অস্কার দুহালদে (Oscar Duhalde), এবং একই ২৪ ঘণ্টার মধ্যে  নিউজিল্যান্ডের আলবার্ট জোন্স (Albert Jones)।

পরবর্তী গবেষণায় দেখা যায় কিছু ছবিতে সুপারনোভার উজ্জ্বলতা ২৩ ফেব্রুয়ারির প্রথম দিকে দ্রুত বাড়ছে।।   ১৯৮৭ সালের ৪ থেকে ১২ মার্চ পর্যন্ত এটি সেই সময়ের বৃহত্তম অতিবেগুনী মহাকাশ দূরবীক্ষণ যন্ত্র "অ্যাস্ট্রন" দ্বারা মহাকাশ থেকে পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল।

 পূর্বসূরী 

ঘটনাটি রেকর্ড হওয়ার চার দিন পর, বিষ্ফোরণপূর্ব নক্ষত্রটিকে প্রাথমিকভাবে একটি নীল সুপারজায়ান্ট হিসেবে চিহ্নিত করা হয়, যার নাম দেয়া হয় স্যানডুলিক -৬৯ ২০২ (Sk −69 202)।  সুপারনোভার উজ্জ্বলতা কমে যাওয়ার পর, সেই শনাক্তকরণটি চূড়ান্তভাবে নিশ্চিত হয়, কারণ Sk −69 202 আর দেখা যাচ্ছিল না। নীল সুপারজায়ান্ট তারকা সুপারনোভা হিসেবে বিস্ফোরিত হতে পারে—এই ধারণাটি প্রথমে বিস্ময়কর মনে হয়েছিল, এবং এই আবিষ্কার আরও গবেষণার জন্ম দেয়, ঘটনাটির নিশ্চিতকরণের পর গবেষকরা আগের এক অনুরূপ সুপারনোভার উৎস হিসেবে নীল সুপারজায়ান্টকে চিহ্নিত করেন।
থাম্ব|ধারণা করা হয় উৎপত্তি নক্ষত্রটি ছিল একটি নীল সুপারজায়ান্ট। 
SN 1987A-এর উৎস তারার কিছু মডেল ইঙ্গিত দেয় যে তার নীল রঙ (hue) মূলত এর রাসায়নিক গঠনের কারণে—বিশেষ করে ভারী মৌলের স্বল্পতার জন্য—এর বিবর্তনীয় অবস্থার কারণে নয়।  কিছু জ্যোতির্বিদ প্রস্তাব করেছিলেন যে সুপারনোভা বিস্ফোরণের আগে তারকাটি হয়তো একটি বাইনারি সঙ্গী তারকার সঙ্গে মিশে গিয়েছিল।  বর্তমানে বহুলভাবে স্বীকৃত যে নীল সুপারজায়ান্ট তারকারা স্বাভাবিকভাবেই সুপারনোভা ঘটাতে পারে, যদিও এখনও দ্বিমত রয়েছে যে তাদের বিবর্তন কি বাইনারিি সঙ্গীর সঙ্গে মিশার মাধ্যমে ভর হ্রাসের উপর নির্ভরশীল কিনা।

 নিউট্রিনো বিকিরণ 
SN 1987A-এর দৃশ্যমান আলো পৃথিবীতে পৌঁছানোর প্রায় দুই থেকে তিন ঘণ্টা আগে, তিনটি নিউট্রিনো পর্যবেক্ষণাগারে এক ঝাঁক নিউট্রিনোর ঝলোক শনাক্ত করা হয়। এই বিকিরণ সম্ভবত সেই পূর্বসূরী নক্ষত্রের কেন্দ্র ধসে পড়ার সঙ্গে সঙ্গে ঘটে, কিন্তু দৃশ্যমান আলো নিঃসরণের আগে ঘটে কারণ শক ওয়েভটি নাক্ষত্রিক পৃষ্ঠে (stellar surface) পৌঁছাতে সময় নেয়। ৭:৩৫ UT, কামিওকান্দে-২ এ ১২টি, IMB-তে ৮টি, এবং বাকসান ৫টি অ্যান্টিনিউট্রিনো শনাক্ত করে, সব মিলিয়ে ১৩ সেকেন্ডেরও কম সময় স্থায়ী একটি ঝলক। প্রায় তিন ঘণ্টা আগে, মন্ট ব্ল্যাঙ্ক তরল সিন্টিলেটর পাঁচটি নিউট্রিনো শনাক্ত করেছিল, কিন্তু এটি SN 1987A-এর সঙ্গে সম্পর্কিত  নয় বলে মনে করা হয়।

কামিওকান্দে-২ এর পর্যবেক্ষন, যেখানে ১২টি নিউট্রিনোর সবচেয়ে বড় নমুনা ছিল, সেখানে দেখা যায় যে নিউট্রিনোগুলি দুটি স্বতন্ত্র স্পন্দনে (distinct pulses) এসেছে। প্রথম স্পন্দনটি ০৭:৩৫:৩৫-এ শুরু হয় এবং ১.৯১৫ সেকেন্ড সময় ধরে ৯টি নিউট্রিনো নিয়ে গঠিত ছিল। তিনটি নিউট্রিনোর দ্বিতীয় স্পন্দনটি আসে ৩.২২০ সেকেন্ড উইন্ডোতে প্রথম স্পন্দন শুরু হওয়ার ৯.২১৯ থেকে ১২.৪৩৯ সেকেন্ড পরে। 

যদিও এই ঘটনায় মাত্র ২৫টি নিউট্রিনো সনাক্ত করা হয়, এটি পূর্বের পর্যবেক্ষিত পটভূমি স্তরের (background level) তুলনায় একটি উল্লেখযোগ্য মাত্রায় বেশি ছিল। এই প্রথমবারের মতো সুপারনোভা থেকে নির্গত নিউট্রিনো সরাসরি পর্যবেক্ষণ করা হয়, যা নিউট্রিনো জ্যোতির্বিজ্ঞানের (neutrino astronomy) সূচনা ঘটায়। এই পর্যবেক্ষণগুলি তাত্ত্বিক সুপারনোভা মডেলগুলির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ ছিল, যেখানে বলা হয়েছে পতনের (collapse) মোট শক্তির ৯৯% নিউট্রিনো আকারে বিকিরিত হয়। পর্যবেক্ষণগুলি মডেলের অনুমানের সাথেও সামঞ্জস্যপূর্ণ, যেখানে মোট নিউট্রিনোর সংখ্যা 1058 এবং মোট শক্তি 1046 জুল (অর্থাৎ, প্রতিটি নিউট্রিনোর গড় মান কয়েক ডজন MeV) হওয়ার কথা বলা হয়েছিল।  পৃথিবীর প্রতি বর্গ সেন্টিমিটারের উপর দিয়ে বিলিয়ন বিলিয়ন নিউট্রিনো অতিক্রম করে।

নিউট্রিনো পরিমাপগুলো নিউট্রিনোর ভর ও চার্জের উপরসীমা নির্ধারণে সহায়তা করে, পাশাপাশি নিউট্রিনো ফ্লেভারের সংখ্যা (number of flavors) এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্য সম্পর্কেও ধারণা দেয়। উদাহরণস্বরূপ, তথ্য অনুযায়ী ইলেকট্রন নিউট্রিনোর স্থিতিশীল ভর < ১৬ eV/c², ৯৫% নিশ্চিততার সাথে, যা ইলেকট্রনের ভরের তুলনায় প্রায় ৩০,০০০ গুণ ছোট। তথ্য আরও বলে যে মোট নিউট্রিনো ফ্লেভারের সংখ্যা সর্বাধিক ৮ টি, কিন্তু অন্যান্য পর্যবেক্ষণ ও পরীক্ষা এর চেয়ে সুনির্দিষ্ট অনুমান পাওয়া গেছে। পরবর্তীতে সূর্যীয় নিউট্রিনো, বায়ুমণ্ডলীয় নিউট্রিনো এবং কৃত্রিম উৎস ব্যবহার করে পরিচালিত বিভিন্ন পর্যবেক্ষনের মাধ্যমে এই ফলাফলগুলোর অনেকটাই নিশ্চিত বা আরও নির্ভুলভাবে নির্ধারিত হয়েছে।   

 নিউট্রন তারা 
SN 1987A-কে একটি কোর-কলাপস সুপারনোভা বলে মনে হয়, যার মূল তারার আকার বিবেচনা করলে একটি নিউট্রন তারা তৈরি হওয়ার কথা।  নিউট্রিনো তথ্য ইঙ্গিত করে যে তারার কেন্দ্রে একটি ঘনীভূত বস্তু (compact object) গঠিত হয়েছিল, এবং জ্যোতির্বিদরা দ্রুতই সেই ধসে পড়া কেন্দ্রটির সন্ধান শুরু করেন। ১৯৯০ সালের আগস্ট থেকে হাবল স্পেস টেলিস্কোপ নিয়মিতভাবে সুপারনোভাটির ছবি তুলেছে, কিন্তু নিউট্রন তারার স্পষ্ট কোনো চিহ্ন তাতে ধরা পড়েনি।
"নিখোঁজ" নিউট্রন তারার জন্য বেশ কয়েকটি প্রস্তাব বিবেচনা করা হয়।  প্রথমত, নিউট্রন তারাটি হয়তো চারপাশের ঘন ধূলিকণা মেঘের দ্বারা আবৃত থাকতে পারে।  দ্বিতীয়ত, হয়তো একটি পালসার গঠিত হয়েছে, কিন্তু সেটির ম্যাগনেটিক ফিল্ড হয় অস্বাভাবিকভাবে বড় অথবা ছোট। তৃতীয়ত, বিপুল পরিমাণে ধূলিকণা বা বস্তু নিউট্রন তারায়  ফিরে আসে বিপুল মহাকর্ষের কারনে, যা কেন্দ্রকে আরও সংকুচিত করে ব্ল্যাক হোলে পরিণত করে। নিউট্রন তারা এবং ব্ল্যাক হোল (কৃষ্ণগহ্বর) প্রায়শই তাদের মাঝে বস্তু পড়ার সময় জেট হিসেবে আলোর বিকিরণ ঘটায়। সুপারনোভা রেমনেন্টের মঝে যদি কোন কম্প্যাক্ট বস্তু থাকে, কিন্তু তার উপর পতিত হওয়ার মতো তেমন পদার্থ না থাকে, তবে তা খুবই অনুজ্জ্বল হবে যা সনাক্তকরণের জন্য উপযোগী নয়। চতুর্থ  হাইপোথিসিস হলো, সঙ্কুচিত কোরটি একটি কোয়ার্ক তারাতে পরিণত হয়েছে।


২০১৯ সালে, সুপারনোভা রেমনেন্টের প্রত্যাশিত জায়গার কাছাকাছি সবচেয়ে উজ্জ্বল ধূলিকণাগুচ্ছে (dust clumps) একটি নিউট্রন তারার প্রমাণ উপস্থাপন করা হয় । ২০২১ সালে আরও প্রমাণ হাজির করা হয় যে SN 1987A থেকে হাই এনার্জি এক্স-রে বিকিরণ বের হচ্ছে যা পালসার উইন্ড নেবুলার (pulsar wind nebula) বৈশিষ্ট্য।  পালসার উইন্ড নেবুলা হল শক্তিশালি কণা মেঘ যা নিউট্রন তারার সৌর ঝড় থেকে তৈরি হয়। ২০২১ সালের ফলাফলটি একটি ত্রিমাত্রিক ম্যাগনেটো-হাইড্রডাইনামিক মডেল দ্বারা সমর্থিত, যা সুপারনোভা ইভেন্ট থেকে বর্তমান পর্যন্ত SN 1987A-এর বিবর্তন বর্ণনা করে, এর পারিপার্শ্বিক পরিবেশকে পুনর্গঠন করে, এবং নিউট্রন তারার চারপাশের ঘন নাক্ষত্রিক পদার্থের শোষণ ক্ষমতা সম্পর্কে পূর্বাভাস দেয়।

২০২৪ সালে, গবেষকরা জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপ (JWST) ব্যবহার করে সুপারনোভা ১৯৮৭এ-এর অবশিষ্টাংশের কেন্দ্রীয় অঞ্চলে আয়নিত আর্গনের অন্যান্য বিকিরণ রেখা (emission lines) চিহ্নিত করেছেন। এই বিকিরণ রেখাগুলো, যা কেবল অবশিষ্টাংশের কোরের নিকটেই শনাক্তযোগ্য, ফটোআয়নাইজেশন মডেল ব্যবহার করে বিশ্লেষণ করা হয়। মডেলগুলো ইঙ্গিত করে যে রেখাগুলির অনুপাত এবং বেগ একটি নিউট্রন তারা থেকে আয়নিত বিকিরণের কারণে হতে পারে, যা বিস্ফোরিত নক্ষত্রের ভেতরের অঞ্চলের গ্যাসকে আলোকিত করছে।
 লাইট কার্ভ 
বাম|থাম্ব|SN 1987A এর একটি ভিজ্যুয়াল ব্যান্ড লাইট কার্ভ (গ্রাফ)। ইনসেট প্লটটি সর্বোচ্চ উজ্জ্বলতার সময়কাল দেখাচ্ছে। বিভিন্ন উৎস থেকে প্রকাশিত তথ্য থেকে প্লট তৈরি করা হয়েছে

SN 1987A-এর মতো টাইপ-২ সুপারনোভা বিস্ফোরণে বিকিরিত আলোর অধিকাংশ‌ই তেজস্ক্রিয় ক্ষয়ের শক্তি থেকে আসে। এই তেজষ্ক্রিয়তা রেমনেন্টকে উজ্জ্বল হ‌ওয়ার মত গরম করে রাখে, যা ছাড়া রেমনেন্ট খুব দ্রুত নিভে যেতো। নিকেল আইসোটোপের 56Ni → 56Co → 56Fe তেজষ্ক্রিয় ‌ক্ষয় গ্যামা র‌‌শ্মির ফোটন বিকিরণ করে যা ইজেক্টা শোষণ করে সাপ্তাহ এমনকি মাসব্যাপী উত্তপ্ত ও উজ্জ্বল হয়ে থাকে।
SN 1987A-এর লাইট কার্ভের শীর্ষের শক্তি নেয়া হয়েছে 56Ni → 56Co (অর্ধায়ূ ৬ দিন) এর তেজস্ক্রিয় ক্ষয় থেকে, এবং পরের লাইট কার্ভের শক্তি ৭৭.৩ দিন অর্ধায়ুর  56Co  এর  56Fe এ ক্ষয়ের সাথে মিলে। খুবই অল্প কিছু 56Co ও 57Co SN 1987A-এর রেমনেন্টের শোষণ এরিয়ে স্পেস গ্যামা-রে টেলিস্কোপ‌গুলোর পর্যবেক্ষনে ধরা দেয়, যেখানে দেখা যায় ঐ দুটি তেজস্ক্রিয় নিওক্লিআই মূলত রেমনেন্টের শক্তির উৎস, যা আগের অনুমানকে নিশ্চিত করে।

যেহেতু  SN 1987A-এর 56Co পুরোপুরি তেজষ্ক্রিয়তায় ক্ষয়ে গেছে তাই এটি SN 1987A-এর ইজেক্টার উজ্জ্বলতায় আর কোন ভূমিকা রাখে না। এর উজ্জলতা এখন 44Ti এর তেজষ্ক্রিয় ক্ষয় দ্বারা পরিচালিত, যার অর্ধায়ু ৬০ বছরের মত, যা আয়নিত অবস্থার কারণে বেড়ে যায় কারণ ক্ষয় শুধু ইলেকট্রন ক্যাপচারের ফলে হয়। এই পরিবর্তনের কারণে, মোট লাইট কার্ভে ইজেক্টার রিং এর প্রতিক্রিয়ায় সৃষ্ট এক্স-রে এর প্রভাব অনেক বেড়ে যায়। এটি হাবল স্পেস টেলিস্কোপের পর্যবেক্ষণেও দেখা যায়, যেখানে ঘটনাটির ১০,০০০ দিন পর এর উজ্জলতা স্থিতিশীল ভাবে বাড়তে দেখা যায় নীল ও লাল স্পেকট্রাল ব্যান্ডে।
ইন্টিগ্রাল স্পেস টেলিস্কোপে ধরা পড়া এক্স-রে লাইন 44Ti পর্যবেক্ষণে দেখা যায় বিস্ফোরণের সময় তেজস্ক্রিয় 44Ti সংশ্লেষণের মোট ভর ছিল ।

বিস্ফোরণে সৃষ্ট আইসোটোপ 56Ni, 57Ni, এবং 44Ti এর মোট ভর নিখুঁতভাবে পরিমাপ করা গেছে 1987A-এর লাইট কার্ভে তাদের বিকিরণ প্রক্রিয়ার তেজষ্ক্রিয় ক্ষমতা পর্যবেক্ষন করে, যা গ্যামা-রশ্মি রেখা টেলিস্কোপের ভর পরিমাপের সাথে মিলে এবং পরিমিত সুপারনোভা মডেলের নিওক্লিওসিন্থেসিস সীমা জানান দেয়।

 নাক্ষত্রপাশবর্তী পদার্থের সঙ্গে প্রতিক্রিয়া 
থাম্ব|১৯৯৪ থেকে ২০০৯ সালের এইচএসটি ধারাবাহিক চিত্র, সুপারনোভার ২০,০০০ বছর আগে পূর্বসূরী তারা কর্তৃক নির্গত পদার্থের বলয়ের (রিং) সাথে বিস্তৃত সুপারনোভা রেমেনেন্ট এর সংঘর্ষ  দেখানো হয়েছে 

২০১৮ সালে, নক্ষত্রপরিবেষ্টিত ধূলিকণার বলয় (circumstellar ring) এবং শকওয়েভের পারস্পরিক ক্রিয়া থেকে প্রাপ্ত রেডিও পর্যবেক্ষণ নিশ্চিত করে যে শকওয়েভটি এখন নক্ষত্রপরিবেষ্টিত পদার্থ অতিক্রম করেছে। পর্যবেক্ষণে আরও দেখা যায় যে বলয়ের ধূলোর সাথে মিথস্ক্রিয়ার সময় শকওয়েভের গতি ২,৩০০ কিমি/সেকেন্ডে নেমে এলেও এখন তা পুনরায় ত্বরান্বিত হয়ে ৩,৬০০ কিমি/সেকেন্ডে পৌঁছেছে।

 ইজেক্টায় উত্তপ্ত ধূলির ঘনীভবন 

 ALMA (আটাকামা লার্জ মিলিমিটার অ্যারে) পর্যবেক্ষন 
ইজেক্টায় উচ্চ পরিমাণ ঠান্ডা ধূলোর অস্তিত্ব নিশ্চিত হ‌ওয়ার পর থেকে ALMA তার SN 1987A পর্যবেক্ষন বজায় রেখেছে। আতাকামা লার্জ মিলিমিটার অ্যারে

 গ্যালারি 

 আরো দেখুন 

 সুপারনোভা পর্যবেক্ষণের ইতিহাস
 সুপারনোভার তালিকা
 অতিভারী ব্ল্যাকহোল
 সুপারনোভা অবশিষ্টাংশের তালিকা
 রেড স্পাইডার নেবুলা NGC 6537

 তথ্যসূত্র 

 সূত্র 






 আরও পড়া 



 মন্তব্য 

 বহিঃসংযোগ 


 AAVSO: More information on the discovery of SN 1987A
 Rochester Astronomy discovery timeline
 Light curves and spectra  on the Open Supernova Catalog 
 Light echoes from Sn1987a, Movie with real images by the group EROS2

 SN 1987A at ESA/Hubble
 Supernova 1987A, WIKISKY.ORG
 More information at Phil Plait's Bad Astronomy site
 3D View of Supernova's 'Heart' Sheds New Light on Star Explosions (Images) - Space.com

বিষয়শ্রেণী:অতিনবতারা