সেইফার্ট গ্যালাক্সিতে স্বতন্ত্র উচ্চ শক্তি কাটঅফ পরিবর্তনের ধরণ

১. ভূমিকা

সক্রিয় গ্যালাকটিক নিউক্লিয়াস (এজিএন) মহাবিশ্বের কিছু সর্বাধিক শক্তিশালী ঘটনার প্রতিনিধিত্ব করে, যাদের হার্ড এক্স-রে নির্গমন প্রাথমিকভাবে গরম, কমপ্যাক্ট অঞ্চলে উৎপন্ন হয় যেগুলো করোনা নামে পরিচিত। স্ট্যান্ডার্ড ডিস্ক-করোনা প্যারাডাইমে, এই নির্গমন অ্যাক্রিশন ডিস্ক থেকে সিড ফোটনের ইনভার্স কম্পটন স্ক্যাটারিং এর ফলাফল, যা একটি বৈশিষ্ট্যপূর্ণ পাওয়ার-ল অবcontinum উৎপন্ন করে একটি উচ্চ-শক্তি কাটঅফ সহ। নিউক্লিয়ার স্পেক্ট্রোস্কোপিক টেলিস্কোপ অ্যারে (নিউস্টার), ২০১২ সালে চালু হয়, হার্ড এক্স-রে ব্যান্ডে (৩-৭৯ keV) অভূতপূর্ব সংবেদনশীলতা সহ এই উচ্চ-শক্তি প্রক্রিয়াগুলো অধ্যয়ন করার আমাদের ক্ষমতায় বিপ্লব ঘটিয়েছে।

উচ্চ-শক্তি কাটঅফ (E_cut) প্যারামিটার করোনাল পদার্থবিজ্ঞানের উপর গুরুত্বপূর্ণ সীমাবদ্ধতা প্রদান করে, কারণ এটি সরাসরি করোনাল তাপমাত্রার সাথে সম্পর্কিত। পূর্ববর্তী গবেষণাগুলো একাধিক এজিএন-এ E_cut পরিবর্তন শনাক্ত করেছে, যার মধ্যে রয়েছে ৩সি ৩৮২, এনজিসি ৫৫৪৮, মার্ক ৩৩৫, এবং ৪সি ৭৪.২৬। ঝাং এট আল. (২০১৮) এই উৎসগুলিতে একটি সম্ভাব্য "উজ্জ্বল হলে গরম" আচরণ চিহ্নিত করেছে, যেখানে করোনা গরম হয়ে ওঠে যখন উৎসটি উজ্জ্বল হয় এবং নরম হয়। যাইহোক, সীমিত নমুনার আকার এবং আরক ৫৬৪-এর মতো সম্ভাব্য পাল্টা উদাহরণ এই ধরণের সার্বজনীনতা তদন্তের প্রয়োজনীয়তা তুলে ধরে।

এই গবেষণাটি দুটি সেইফার্ট গ্যালাক্সি—এনজিসি ৩২২৭ এবং সুইফট জে২১২৭.৪+৫৬৫৪—তে E_cut পরিবর্তনের নতুন শনাক্তকরণ উপস্থাপন করে, যা করোনাল আচরণের সরলীকৃত মডেলগুলিকে চ্যালেঞ্জ করে এমন স্বতন্ত্র ধরণ প্রকাশ করে।

২. পর্যবেক্ষণ এবং ডেটা হ্রাস

২.১ এনজিসি ৩২২৭

এনজিসি ৩২২৭ হল একটি রেডিও-কোয়াইট সেইফার্ট ১.৫ গ্যালাক্সি যা রেডশিফট z = ০.০০৩৯১-এ অবস্থিত। উৎসটি অত্যন্ত পরিবর্তনশীল এক্স-রে নির্গমন এবং জটিল শোষণ বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে। সাতটি আর্কাইভাল নিউস্টার পর্যবেক্ষণ বিশ্লেষণ করা হয়েছিল, বিশেষভাবে টার্নার এট আল. (২০১৮) দ্বারা চিহ্নিত ৬০২০২০০২০১০ এবং ৬০২০২০০২০১২ পর্যবেক্ষণের মধ্যে একটি দ্রুত অকাল্টেশন ঘটনার প্রতি মনোযোগ দিয়ে। এই ঘটনাটি একাধিক শোষক অঞ্চল প্রকাশ করেছে, যা এনজিসি ৩২২৭ কে শোষণ প্রভাব এবং অন্তর্নিহিত করোনাল বৈশিষ্ট্য উভয়ই অধ্যয়নের জন্য একটি আদর্শ পরীক্ষাগার করে তোলে।

২.২ সুইফট জে২১২৭.৪+৫৬৫৪

সুইফট জে২১২৭.৪+৫৬৫৪ হল আরেকটি সেইফার্ট গ্যালাক্সি যা একাধিক নিউস্টার এক্সপোজারের মাধ্যমে অধ্যয়ন করা হয়েছে। উৎসটি পর্যবেক্ষণ জুড়ে উল্লেখযোগ্য বর্ণালী পরিবর্তনশীলতা দেখায়, যা বর্ণালী প্যারামিটার এবং ফ্লাক্স পরিবর্তনের মধ্যে সম্পর্ক পরীক্ষা করার একটি দুর্দান্ত সুযোগ প্রদান করে।

২.৩ ডেটা প্রক্রিয়াকরণ

সমস্ত নিউস্টার ডেটা স্ট্যান্ডার্ড পদ্ধতি ব্যবহার করে নিউস্টার ডেটা অ্যানালাইসিস সফটওয়্যার (নিউস্টারডিএএস) সংস্করণ ২.০.০ দিয়ে হ্রাস করা হয়েছিল। ক্লিনড ইভেন্ট ফাইলগুলি nupipeline টাস্ক ব্যবহার করে স্ট্যান্ডার্ড ফিল্টারিং মানদণ্ড দিয়ে তৈরি করা হয়েছিল। সোর্স স্পেক্ট্রা উৎসের কেন্দ্রে বৃত্তাকার অঞ্চল থেকে নিষ্কাশন করা হয়েছিল, যখন ব্যাকগ্রাউন্ড স্পেক্ট্রা একই ডিটেক্টরে উৎস-মুক্ত অঞ্চল থেকে নিষ্কাশন করা হয়েছিল। χ² পরিসংখ্যানের সুবিধার জন্য সমস্ত স্পেক্ট্রাকে প্রতি বিনে ন্যূনতম ২০টি কাউন্ট নিশ্চিত করতে গ্রুপ করা হয়েছিল।

৩. বর্ণালী বিশ্লেষণ পদ্ধতি

বর্ণালী বিশ্লেষণে হার্ড এক্স-রে নির্গমন চিহ্নিত করতে শারীরিকভাবে অনুপ্রাণিত মডেল ব্যবহার করা হয়েছিল। প্রাথমিক মডেল উপাদানগুলির মধ্যে অন্তর্ভুক্ত ছিল:

• কন্টিনিউয়াম মডেলিং: প্রাথমিক করোনাল নির্গমন প্রতিনিধিত্ব করতে একটি কাটঅফ পাওয়ার-ল মডেল ব্যবহার করা হয়েছিল, ফোটন সূচক (Γ) এবং উচ্চ-শক্তি কাটঅফ (E_cut) এর জন্য প্যারামিটার সহ।
• রিফ্লেকশন উপাদান: অ্যাক্রিশন ডিস্ক থেকে রিপ্রোসেসড নির্গমন বিবেচনা করতে relxill মডেল ব্যবহার করে একটি আপেক্ষিকতা রিফ্লেকশন উপাদান অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছিল।
• শোষণ মডেলিং: জটিল শোষণ উপযুক্ত শোষণ উপাদান দিয়ে মডেল করা হয়েছিল, বিশেষভাবে এনজিসি ৩২২৭-এর জন্য গুরুত্বপূর্ণ কারণ এর পরিচিত পরিবর্তনশীল শোষণ।
• ক্রস-ক্যালিব্রেশন: নিউস্টারের এফপিএমএ এবং এফপিএমবি ডিটেক্টরের মধ্যে মাইনর ক্রস-ক্যালিব্রেশন অনিশ্চয়তা বিবেচনা করতে ধ্রুবক ফ্যাক্টর অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছিল।

মডেল প্যারামিটারগুলি প্রতিটি উৎসের জন্য সমস্ত পর্যবেক্ষণের একযোগে ফিটিং এর মাধ্যমে সীমাবদ্ধ করা হয়েছিল, মূল প্যারামিটারগুলি (Γ এবং E_cut) যুগের মধ্যে পরিবর্তিত হতে দেওয়া হয়েছিল যখন শারীরিকভাবে ন্যায়সঙ্গত হলে রিফ্লেকশন এবং শোষণ উপাদানগুলিতে সামঞ্জস্য বজায় রাখা হয়েছিল।

৪. ফলাফল এবং অনুসন্ধান

৪.১ এনজিসি ৩২২৭: একঘেয়ে সম্পর্ক

এনজিসি ৩২২৭-এ, আমরা E_cut এবং Γ-এর মধ্যে একটি স্পষ্ট একঘেয়ে সম্পর্ক শনাক্ত করেছি, বর্ণালী নরম হওয়ার সাথে সাথে E_cut পদ্ধতিগতভাবে বৃদ্ধি পাচ্ছে (Γ বৃদ্ধি পাচ্ছে)। এই ধরণটি পূর্বে অন্যান্য এজিএন-এ রিপোর্ট করা "নরম হলে গরম" আচরণের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। সম্পর্কটি বিভিন্ন ফ্লাক্স অবস্থার মধ্যে উল্লেখযোগ্য থাকে, যা করোনাল গরম করা এবং বর্ণালী নরম করার মধ্যে একটি মৌলিক সংযোগের পরামর্শ দেয়।

৪.২ সুইফট জে২১২৭.৪+৫৬৫৪: Λ-আকৃতির ধরণ

সুইফট জে২১২৭.৪+৫৬৫৪ একটি আরও জটিল আচরণ প্রদর্শন করে, E_cut–Γ সম্পর্ক একটি স্বতন্ত্র Λ আকৃতি অনুসরণ করে। Γ ≈ ২.০৫-এর নিচে, E_cut Γ বৃদ্ধির সাথে সাথে বৃদ্ধি পায়, এনজিসি ৩২২৭-এ দেখা ধরণের মতো। যাইহোক, এই ব্রেক পয়েন্টের উপরে, সম্পর্কটি বিপরীত হয়, Γ বৃদ্ধি অব্যাহত থাকা সত্ত্বেও E_cut হ্রাস পায়। এটি একটি একক এজিএন-এ এই ধরনের একটি সম্পূর্ণ Λ ধরণের প্রথম শনাক্তকরণের প্রতিনিধিত্ব করে, যেখানে উৎসের Γ পরিবর্তনগুলি সমালোচনামূলক ব্রেক পয়েন্ট অতিক্রম করে।

৪.৩ উজ্জ্বল হলে নরম আচরণ

উভয় উৎসই সেইফার্ট গ্যালাক্সিতে সাধারণ প্রচলিত "উজ্জ্বল হলে নরম" আচরণ প্রদর্শন করে, যেখানে এক্স-রে ফ্লাক্স বৃদ্ধির সাথে সাথে বর্ণালী নরম হয় (Γ বৃদ্ধি পায়)। এই ধরণটি এজিএন গবেষণায় সুপ্রতিষ্ঠিত এবং মনে করা হয় যে এটি কম্পটনাইজিং করোনার অপটিক্যাল ডেপথ বা জ্যামিতির পরিবর্তনের সাথে সম্পর্কিত।

৪.৪ এজিএন নমুনার একীভূত দৃশ্য

E_cut–Γ ডায়াগ্রামে নিশ্চিত E_cut পরিবর্তন সহ সমস্ত সাতটি এজিএন প্লট করার সময়, আমরা দেখতে পাই যে সেগুলিকে Λ ধরণ ফ্রেমওয়ার্কের অধীনে একীভূত করা যেতে পারে। যদিও পৃথক বস্তুতে সীমিত Γ পরিসীমার কারণে বেশিরভাগ উৎস এই ধরণের শুধুমাত্র আংশিক অংশ দেখায়, সুইফট জে২১২৭.৪+৫৬৫৪ ব্রেক পয়েন্টের উভয় দিক বিস্তৃত করে সম্পূর্ণ চিত্র প্রদান করে।

৫. আলোচনা এবং প্রভাব

৫.১ E_cut পরিবর্তনের জন্য শারীরিক প্রক্রিয়া

শনাক্তকৃত ধরণগুলি এজিএন করোনায় একাধিক অন্তর্নিহিত শারীরিক প্রক্রিয়া পরিচালনার পরামর্শ দেয়:

• জ্যামিতিক পরিবর্তন: করোনার আকার বা জ্যামিতির পরিবর্তন একই সাথে Γ এবং E_cut উভয়কেই প্রভাবিত করতে পারে। একটি আরও কমপ্যাক্ট করোনা উভয় কঠিন বর্ণালী এবং উচ্চতর কাটঅফ শক্তি উৎপন্ন করতে পারে।
• জোড় উৎপাদন: ইলেকট্রন-পজিট্রন জোড় উৎপাদন করোনাল তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ করতে পারে, একটি প্রাকৃতিক সর্বোচ্চ তাপমাত্রা তৈরি করে যা Λ ধরণে টার্নিং পয়েন্ট হিসাবে প্রকাশ পায়।
• গরম-ঠান্ডা ভারসাম্য: গরম করার হার বা কুলিং দক্ষতার পরিবর্তন বর্ণালী প্যারামিটারে সম্পর্কিত পরিবর্তন ঘটাতে পারে।

৫.২ Λ ধরণ ব্রেক পয়েন্ট

সুইফট জে২১২৭.৪+৫৬৫৪-এ Γ ≈ ২.০৫-এ ব্রেক পয়েন্ট করোনাল বৈশিষ্ট্যগুলিতে একটি সমালোচনামূলক রূপান্তরের প্রতিনিধিত্ব করতে পারে। এই পয়েন্টের নিচে, বৃদ্ধি পাওয়া গরম করা প্রাধান্য পায়, উভয় নরম বর্ণালী এবং উচ্চতর কাটঅফ শক্তি উৎপন্ন করে। এই পয়েন্টের উপরে, অতিরিক্ত কুলিং প্রক্রিয়া বা জোড় উৎপাদন বর্ণালী নরম করা অব্যাহত থাকা সত্ত্বেও আরও তাপমাত্রা বৃদ্ধি সীমিত করতে পারে।

৫.৩ পূর্ববর্তী গবেষণার সাথে তুলনা

আমাদের ফলাফলগুলি পূর্ববর্তী অনুসন্ধানগুলিকে সমর্থন এবং প্রসারিত উভয়ই করে। ঝাং এট আল. (২০১৮) দ্বারা রিপোর্ট করা প্রাথমিক "নরম হলে গরম" ধরণটি Λ ধরণের আরোহী অংশের জন্য বৈধ বলে মনে হয়। যাইহোক, অবরোহী শাখার আবিষ্কার একটি আরও জটিল সম্পর্ক প্রকাশ করে যা সরলীকৃত মডেলগুলির পরিবর্তনের প্রয়োজন।

৫.৪ করোনাল পদার্থবিজ্ঞানের জন্য প্রভাব

Λ ধরণটি পরামর্শ দেয় যে এজিএন করোনা তাদের মৌলিক প্যারামিটারের উপর নির্ভর করে বিভিন্ন শাসনে কাজ করতে পারে। ব্রেক পয়েন্টটি নির্দিষ্ট শারীরিক অবস্থার সাথে মিলে যেতে পারে, যেমন অপটিক্যাল ডেপথ যেখানে কম্পটনাইজেশন দক্ষতা পরিবর্তন হয় বা যেখানে জোড় উৎপাদন উল্লেখযোগ্য হয়ে ওঠে।

৬. উপসংহার

এই গবেষণাটি এনজিসি ৩২২৭ এবং সুইফট জে২১২৭.৪+৫৬৫৪-এর বিশদ বিশ্লেষণের মাধ্যমে এজিএন-এ E_cut পরিবর্তন বোঝার ক্ষেত্রে উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি উপস্থাপন করে। স্বতন্ত্র ধরণের শনাক্তকরণ—এনজিসি ৩২২৭-এ একঘেয়ে এবং সুইফট জে২১২৭.৪+৫৬৫৪-এ Λ-আকৃতির—প্রকাশ করে যে একাধিক শারীরিক প্রক্রিয়া সম্ভবত এজিএন করোনায় কাজ করে। প্রস্তাবিত একীভূত Λ ধরণ ফ্রেমওয়ার্ক বর্তমানে পরিচিত সমস্ত E_cut পরিবর্তন সহ এজিএন-কে ধারণ করে, যদিও ছোট নমুনার আকার সতর্কতা প্রয়োজন।

এই গবেষণা থেকে মূল অন্তর্দৃষ্টিগুলির মধ্যে রয়েছে:

• E_cut পরিবর্তনগুলি পূর্বে স্বীকৃতের চেয়ে আরও জটিল, উভয় বৃদ্ধি এবং হ্রাস শাখা সম্ভব
• Λ ধরণটি বিভিন্ন এজিএন আচরণের জন্য একটি সম্ভাব্য একীভূতকরণ ফ্রেমওয়ার্ক প্রদান করে
• একাধিক শারীরিক প্রক্রিয়া, যার মধ্যে জ্যামিতিক পরিবর্তন এবং জোড় উৎপাদন অন্তর্ভুক্ত, সম্ভবত পর্যবেক্ষণকৃত ধরণগুলিতে অবদান রাখে
• সুইফট জে২১২৭.৪+৫৬৫৪ একটি গুরুত্বপূর্ণ উৎস হিসাবে কাজ করে কারণ এটি একমাত্র এজিএন যা একটি একক বস্তুর মধ্যে সম্পূর্ণ Λ ধরণ দেখায়

বৃহত্তর নমুনা এবং দীর্ঘতর মনিটরিং প্রচারণা সহ ভবিষ্যতের গবেষণাগুলি Λ ধরণের সার্বজনীনতা যাচাই করা এবং অন্তর্নিহিত করোনাল পদার্থবিজ্ঞান সম্পর্কে আমাদের বোঝার পরিমার্জনের জন্য অপরিহার্য হবে। নিউস্টারের চলমান অপারেশন এবং আসন্ন এক্স-রে মিশনগুলি এই ঘটনাগুলি আরও অন্বেষণ করার জন্য উত্তেজনাপূর্ণ সুযোগ প্রদান করবে।