প্রায় নক্ষত্রহীন একটি ছায়াপথ

মহাবিশ্বের প্রচলিত চিত্রে, ডার্ক ম্যাটারের ছোট পিণ্ডগুলো সংখ্যায় বড়গুলোর চেয়ে বহু গুণ বেশি, আর মনে করা হয় সবচেয়ে ছোটগুলোতে নক্ষত্র গঠন রুদ্ধ হয়ে যায়। কোথাও একটি ভর-সীমা থাকার কথা, যার নিচে কোনো হ্যালো কখনো আলোকিত হয় না। তা-ই যদি হয়, তবে মহাবিশ্বে অন্ধকার ছায়াপথ (ডার্ক গ্যালাক্সি) থাকার কথা: এমন হ্যালো যাতে নিরপেক্ষ হাইড্রোজেন আছে — যা ২১ সেমি রেডিও রেখার মাধ্যমে শনাক্তযোগ্য — কিন্তু নক্ষত্র খুব কম বা একেবারেই নেই।

এদের খোঁজা বিপজ্জনক রকমের কঠিন। কোনো প্রার্থীর মধ্যে এমন ক্ষীণ নক্ষত্র পাওয়া যেতে পারে যা আগের ছবিতে ধরা পড়েনি — FAST J0139+4328-এর ক্ষেত্রে ঠিক এটাই ঘটেছিল; আরও গভীর ছবি আসার পর এটিকে একটি ম্লান বামন ছায়াপথ হিসেবে পুনঃশ্রেণিবদ্ধ করা হয়। আর রেডিও টেলিস্কোপগুলো ব্যতিচারে (ইন্টারফারেন্স) ভোগে: বিপথগামী সংকেত একটি ক্ষীণ উৎসের অনুকরণ করতে পারে, এমনকি একটি জরিপকে সূর্যের কারণে দিনের বেলার তথ্য বাদ দিতে হয়েছিল। সবচেয়ে নিশ্চিত পরীক্ষা হলো, একই সংকেত দুটি স্বাধীন টেলিস্কোপে দেখা, ভিন্ন ভিন্ন স্থানে, ভিন্ন ভিন্ন রিসিভার দিয়ে।

দুটি টেলিস্কোপ, একটি সংকেত

অস্ট্রেলিয়ার সুইনবার্ন ইউনিভার্সিটি অব টেকনোলজির মার্কো মোনাচি, ডানকান ফোর্বস, ওয়ারউইক কাউচ ও জিন ব্রডি ঠিক তা-ই করেছেন। তাঁরা আরেসিবো রেডিও টেলিস্কোপ দিয়ে করা ALFALFA জরিপ থেকে অন্ধকার ছায়াপথের ১৪২টি প্রার্থী নিয়ে FASHI-তে সেগুলো খুঁজেছেন — FASHI হলো চীনের ৫০০ মিটারের FAST টেলিস্কোপের পূর্ণ-আকাশ জরিপ। তেরোটি মিলেছে। উজ্জ্বল ছায়াপথের কাছাকাছি থাকা, সম্ভাব্য আলোক-প্রতিরূপ থাকা এবং যাচাই করা অসম্ভব — এমন প্রার্থীদের বাদ দেওয়ার পর বাকি থাকে একটি: AGC 322753।

ALFALFA ও FASHI-তে দেখা AGC 322753-এর হাইড্রোজেন রেখা: একই বেগ, একই দুই-শিখরের আকৃতি, যা ঘূর্ণনের স্বাক্ষর। — চিত্র ১, মোনাচি ও অন্যান্য (২০২৬), arXiv:2609.39152।

দুটি শনাক্তকরণ ঘনিষ্ঠভাবে মিলে যায়: প্রায় ৬,৯৬৫ কিমি/সে অপসরণ বেগ, ৮৫ কিমি/সে রেখা-প্রস্থ, এবং প্রায় ২০০ কোটি সৌরভরের হাইড্রোজেন। দুটি যন্ত্রে ভিন্ন সময়ে দেখা যাওয়ায় উৎসটি ব্যতিচার হতে পারে না। এর রেখায় দুটি শিখর আছে, যা সুশৃঙ্খলভাবে ঘূর্ণায়মান গ্যাসের চাকতির ধ্রুপদি চিহ্ন।

হারানো নক্ষত্রের সন্ধানে

প্রতিটি রেডিও টেলিস্কোপ কোনো উৎসকে কেবল কয়েক আর্কমিনিট চওড়া একটি রশ্মিগুচ্ছের (বিম) মধ্যেই চিহ্নিত করতে পারে। কিন্তু দুটি বিম একে অপরের ওপর পড়ে, আর এই ওভারল্যাপ খোঁজার পরিসর সংকুচিত করে। প্রতি বর্গ আর্কসেকেন্ডে প্রায় ২৭.৫ ম্যাগনিচিউড পর্যন্ত পৌঁছানো DESI Legacy Survey-এর ছবিতে — এবং SDSS, Pan-STARRS, GALEX ও WISE-এ — সেখানে কিছুই দেখা যায় না। গাইয়া (Gaia) ক্যাটালগ অনুযায়ী, FASHI-র ক্যাটালগ যে বস্তুটিকে উৎসটির সঙ্গে যুক্ত করেছিল, সেটি আমাদের নিজেদের ছায়াপথের একটি নক্ষত্র; ক্ষেত্রটির একমাত্র স্পষ্ট ছায়াপথটি অনেক দূরে পটভূমিতে।

আরেসিবো (ভাঙা রেখা) ও FAST (অখণ্ড রেখা)-এর বিম; তাদের ওভারল্যাপ, লাল রঙে বড় করে দেখানো, যেকোনো নক্ষত্র থাকার সবচেয়ে সম্ভাব্য স্থান। চিহ্নিত বস্তুগুলো সামনের দিকের নক্ষত্র বা পটভূমির ছায়াপথ। — চিত্র ২, মোনাচি ও অন্যান্য (২০২৬), arXiv:2609.39152।

“কিছু না”-কে একটি সংখ্যায় পরিণত করতে দলটি ছবিগুলোতে নকল ছায়াপথ বসিয়ে দেখেছে কোনগুলো তখনও দেখা যায়। ফলাফল: যদি কোনো নক্ষত্র থাকে, তার ভর সর্বোচ্চ প্রায় ৫ কোটি সৌরভর, তাই হাইড্রোজেনের ভর নক্ষত্রের অন্তত ৪০ গুণ। একসময় অন্ধকার ভেবে ভুল করা একটি ক্ষীণ বামন ছায়াপথের ক্ষেত্রে এই অনুপাত প্রায় ১১.৫।

সম্পূর্ণ অন্ধকার হওয়ার পক্ষে বড্ড ভারী

AGC 322753 তত্ত্বে পূর্বাভাসিত সবচেয়ে সরল অন্ধকার বস্তুর সঙ্গে মেলে না — সর্বোচ্চ ৩০ লক্ষ সৌরভরের, ঘূর্ণনহীন ছোট হাইড্রোজেন মেঘ। বর্তমান সিমুলেশনে তৈরি যেকোনো সম্পূর্ণ নক্ষত্রহীন ছায়াপথের চেয়েও এটি ভারী। তাই লেখকদের সন্দেহ, এটি পুরোপুরি অন্ধকার নয়, বরং এতে ছিটেফোঁটা কিছু নক্ষত্র আছে যা আজকের ছবির পক্ষে অতি ক্ষীণ।

তাঁরা স্বীকার করেন, এটি এখনো প্রতিবেশী ছায়াপথ থেকে ছিঁড়ে আসা একটি মেঘ হতে পারে, যদিও নিকটতমগুলো প্রক্ষেপণে ২৯০ ও ৩৩০ কিলোপারসেক দূরে, আর গ্যাসটি চাকতির মতো ঘোরে। VLA-র মতো অ্যান্টেনা-বিন্যাস থেকে তৈরি একটি বিস্তারিত রেডিও মানচিত্র এবং একাধিক তরঙ্গপট্টিতে আরও গভীর ছবি ঠিক করবে আকাশের ওই শূন্য অংশে কী ধরনের বস্তু বসে আছে।