জ্ঞাত মহাবিশ্ব জুড়ে আমরা অসংখ্য ধরনের ছায়াপথ দেখতে পাই। এদের মধ্যে একটি হলো সর্পিল ছায়াপথ । এটি সর্পিল বাহুযুক্ত নক্ষত্রের এক বিশাল, চাকতি-আকৃতির সমষ্টি, যা একটি বায়ুকলের কথা মনে করিয়ে দেয়। বাহুগুলোর আকৃতিতে ব্যাপক ভিন্নতা দেখা যায়, কিন্তু সাধারণত এদের সকলেরই একটি কেন্দ্রীয়, ঘনীভূত অঞ্চল থাকে যেখান থেকে সর্পিল বাহুগুলো চারদিকে ছড়িয়ে পড়ে। যেহেতু জ্ঞাত ছায়াপথগুলোর প্রায় ৬০% সর্পিল, তাই এই নিবন্ধে সেগুলোর ব্যাখ্যা দেওয়ার উপর আলোকপাত করা হবে।
এই নিবন্ধে আমরা আপনাকে সর্পিল ছায়াপথ এবং এর বৈশিষ্ট্যগুলি সম্পর্কে যা জানতে হবে তা আপনাকে জানাতে চলেছি।
প্রধান বৈশিষ্ট্য
দুই-তৃতীয়াংশ সর্পিল ছায়াপথের একটি কেন্দ্রীয় দণ্ড থাকে, যা দণ্ডযুক্ত সর্পিল ছায়াপথ নামে পরিচিত। সাধারণ সর্পিল ছায়াপথ থেকে একে আলাদা করার জন্য এই নামকরণ করা হয়েছে। এর কেবল দুটি সর্পিল বাহু থাকে যা দণ্ডটি থেকে প্রসারিত হয়ে একই দিকে মোচড় খায়। এই ধরনের সর্পিল ছায়াপথের একটি উদাহরণ হলো আকাশগঙ্গা। পুরোনো নক্ষত্রের উপস্থিতির কারণে এই ধরনের ছায়াপথের কেন্দ্রীয় স্ফীতিটি লালচে রঙের হয়। ছায়াপথের নিউক্লিয়াসে অল্প পরিমাণে গ্যাস থাকে এবং সাধারণত এর কেন্দ্রে একটি অতিবৃহৎ কৃষ্ণগহ্বর অবস্থিত থাকে।
সর্পিল ছায়াপথের বাহুগুলো যে চাকতির মতো গঠন করে, সেগুলো নীলচে এবং গ্যাস ও ধূলিকণায় সমৃদ্ধ। এই বাহুগুলোর বেশিরভাগই তরুণ, উত্তপ্ত নক্ষত্রে পূর্ণ, যেগুলো প্রায় বৃত্তাকার পথে অবিরাম প্রদক্ষিণ করে। সর্পিল ছায়াপথগুলোরও বিভিন্ন প্রকারভেদ রয়েছে; যেমন, যেগুলো একটি কেন্দ্রীয় স্ফীতিকে ঘিরে কুণ্ডলী পাকায়, আবার যেগুলোর বাহুগুলো আরও বেশি খোলা। এদের বেশিরভাগেরই বৈশিষ্ট্য হলো বিপুল সংখ্যক তরুণ, নীল এবং উত্তপ্ত নক্ষত্রের উপস্থিতি।
আমাদের সর্পিল ছায়াপথের মধ্যে একটি গোলাকৃতির হলও রয়েছে যা পুরো ডিস্কটিকে পুরোপুরি ঘিরে ফেলে যা অল্প পরিমাণে গ্যাস এবং ধূলিকণায় গঠিত। এই গোলাকৃতির হলোর মধ্যে পুরানো তারা রয়েছে যা গ্লোবুলার স্টার ক্লাস্টারে গ্রুপযুক্ত হয়। এই গ্লোবুলার স্টার ক্লাস্টারগুলি কোটি কোটি তারকা ও উচ্চ গতিতে চলমান তারার বিশাল ক্লাস্টার ছাড়া আর কিছুই নয়।
সর্পিল ছায়াপথের প্রকারগুলি
যেমনটি আমরা আগে উল্লেখ করেছি, সর্পিল ছায়াপথগুলোর বাহুর আকৃতি এবং অভ্যন্তরীণ গঠনের উপর ভিত্তি করে বিভিন্ন প্রকারভেদ রয়েছে। এই ছায়াপথগুলোকে তাদের গঠন অনুসারে শ্রেণীবদ্ধ করার জন্য এডউইন হাবলের তৈরি টিউনিং ফর্ক পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়েছিল । পরবর্তীকালে অন্যান্য জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা এই শ্রেণিবিন্যাসকে পরিমার্জন করেছেন এবং এতে নতুন বৈশিষ্ট্য ও নতুন প্রকারভেদ যুক্ত করেছেন।
হাবল গ্যালাক্সিগুলোকে নিম্নলিখিতভাবে অক্ষর দ্বারা চিহ্নিত করেছিল: উপবৃত্তাকার গ্যালাক্সির জন্য E, লেন্স-আকৃতির গ্যালাক্সির জন্য SO, এবং সর্পিল গ্যালাক্সির জন্য S। এই ধরনের গ্যালাক্সি সম্পর্কে তথ্য বৃদ্ধির সাথে সাথে অন্যান্য বিভাগও যুক্ত করা হয়েছে, যেমন দণ্ডযুক্ত সর্পিল গ্যালাক্সি (SB) এবং অনিয়মিত গ্যালাক্সি (Irr)। পর্যবেক্ষণ করা সমস্ত গ্যালাক্সির প্রায় ৯০% উপবৃত্তাকার বা সর্পিল। মাত্র ১০% Irr বিভাগের অন্তর্ভুক্ত।
আমাদের ছায়াপথ, মিল্কি ওয়ে , একটি SBb ধরনের ছায়াপথ। সূর্য এর একটি সর্পিল বাহুতে অবস্থিত, যা কালপুরুষ বাহু (Orion Arm) নামে পরিচিত। কালপুরুষ বাহুটির নামকরণ করা হয়েছে কালপুরুষ নক্ষত্রমণ্ডলীর নামে, যেখানে এই নক্ষত্রমণ্ডলীর তারাগুলো অবস্থিত। কালপুরুষ নক্ষত্রমণ্ডলী পৃথিবী থেকে দৃশ্যমান সবচেয়ে আকর্ষণীয় নক্ষত্রমণ্ডলীগুলোর মধ্যে অন্যতম।
সর্পিল ছায়াপথের উত্স
সর্পিল ছায়াপথের উৎপত্তি সম্পর্কে পুরোপুরি জানা যায়নি, তবে বেশ কয়েকটি তত্ত্ব প্রচলিত আছে। প্রথমত, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা লক্ষ্য করেন যে একটি সর্পিল ছায়াপথ গঠনকারী বিভিন্ন কাঠামো ভিন্ন ভিন্ন গতিতে ঘোরে। এই ঘূর্ণনকে ডিফারেনশিয়াল রোটেশন বা অভিমুখী ঘূর্ণন বলা হয় এবং এটি এই ধরনের ছায়াপথের একটি অনন্য বৈশিষ্ট্য। চাকতির ভেতরের সর্পিলগুলো বাইরের অংশের চেয়ে অনেক দ্রুত ঘোরে, অন্যদিকে গোলাকার বলয় অঞ্চলে এগুলো একেবারেই ঘোরে না। এই কারণে মনে করা হতো যে, এটাই সর্পিল আকৃতির আবির্ভাবের কারণ। বর্তমানে, এটিকে ডার্ক ম্যাটারের অস্তিত্বের প্রমাণ হিসেবে বিবেচনা করা হয় ।
যদি তাই হয়, তবে জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক পরিভাষায় এই সর্পিলগুলো স্বল্পস্থায়ী হবে। এই সর্পিলগুলো অবশেষে নিজেদের উপরই পেঁচিয়ে গিয়ে অদৃশ্য হয়ে যাবে।
উপবৃত্তাকার ছায়াপথের সাথে পার্থক্য
উপবৃত্তাকার গ্যালাক্সির সাথে সর্পিল ছায়াপথকে বিভ্রান্ত করা সহজ। তাদের মধ্যে সর্বাধিক সুস্পষ্ট পার্থক্য হ'ল উপবৃত্তাকার গ্যালাক্সির তারাগুলি সর্পিলের চেয়ে বেশি সমানভাবে বিতরণ করা হয়। এই ধরণের সর্পিল গ্যালাক্সিতে তারাগুলি লালচে ডিস্কগুলিতে আরও বেশি ঘন হয়ে থাকে এবং সর্পিল বাহুতে ছড়িয়ে ছিটিয়ে থাকে। অন্যদিকে, আমরা যদি উপবৃত্তাকার ছায়াপথের নক্ষত্রগুলির বন্টন বিশ্লেষণ করি তবে আমরা দেখতে পাই যে এটির ডিম্বাকৃতি রয়েছে।
আর একটি বৈশিষ্ট্য যা দুটি ধরণের ছায়াপথকে আলাদা করতে সহায়তা করে তা হ'ল আন্তঃকেন্দ্রীয় গ্যাস এবং ধূলিকণা উপস্থিতি বা অনুপস্থিতি। যদি আমরা উপবৃত্তাকার ছায়াপথগুলিতে যাই তবে আমরা দেখতে পাই যে বেশিরভাগ বিষয়টি নক্ষত্রের মধ্যে রূপান্তরিত হয়েছে এবং তাই তাদের খুব কম গ্যাস এবং ধূলিকণা রয়েছে। সর্পিল গ্যালাক্সিতে আমাদের এমন অঞ্চল রয়েছে যেখানে গ্যাস এবং ধূলিকণা নতুন তারা জন্মায়। এই অঞ্চলগুলি আরও প্রচুর।
এই ছায়াপথগুলোকে আলাদা করার জন্য আমরা আরেকটি বৈশিষ্ট্য দেখতে পারি, আর তা হলো নক্ষত্রের সংখ্যার উল্লেখযোগ্য পার্থক্য। জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা নক্ষত্রপুঞ্জকে তাদের নবীন বা প্রাচীন হওয়ার ভিত্তিতে আলাদা করেন। উপবৃত্তাকার ছায়াপথে অধিক সংখ্যক প্রাচীন নক্ষত্র এবং হিলিয়ামের চেয়ে ভারী মৌল কম থাকে। এর বিপরীতে, সর্পিল ছায়াপথে নবীন ও প্রাচীন উভয় প্রকার নক্ষত্রের সমাবেশ থাকে। তবে, উচ্চ ধাতবতা সম্পন্ন নবীন নক্ষত্রপুঞ্জটি চাকতি এবং সর্পিল বাহুগুলোতে প্রাধান্য পায়। "ইটা" ভারী মৌল এবং ইতোমধ্যে মৃত নক্ষত্রের অবশেষের উচ্চ ঘনত্ব নির্দেশ করে। অন্যদিকে, সবচেয়ে প্রাচীন নক্ষত্রগুলো গোলাকার বলয়ে পাওয়া যায়।