ছায়াপথ স্তবক/ভূমিকা

ছায়াপথ স্তবক হচ্ছে মহাকর্ষীয়ভাবে আবদ্ধ অনেকগুলো ছায়াপথের সমষ্টি। এরা মহাবিশ্বের সর্ববৃহৎ আবদ্ধ কাঠামো। এদের ১-২ মেগাপারসেক দূরত্বের মধ্যে কয়েক শত থেকে কয়েক হাজার ছায়াপথ থাকে।

সদস্য ছায়াপথগুলোর বেগের বিচ্ছুরণ অনেক বেশি। এই উচ্চ বেগ স্তবকের দৃশ্যমান ভর দিয়ে ব্যাখ্যা করা যায় না। ১৯৩৭ সালে প্রকাশিত একটি গবেষণাপত্রে ফ্রিৎস জুইকি প্রথমবারের মত ভরের এই অসামঞ্জস্যটি দেখিয়েছিলেন। তিনি বিভিন্ন ছায়াপথের বেগের বিচ্ছুরণ থেকে স্তবকের প্রকৃত মহাকর্ষীয় ভর নির্ণয় করেন। এরপর স্তবকের সদস্য ছায়াপথগুলোর দৃশ্যমান ভর নির্ণয় করেন। দেখা যায় মহাকর্ষীয় তথা প্রকৃত ভরের তুলনায় দৃশ্যমান ভর অনেক কম। এই বাড়তি ভর ব্যাখ্যার জন্যই গুপ্ত পদার্থের ধারণা প্রস্তাব করা হয়। এখনও এই রহস্যময় পদার্থের আসল প্রকৃতি জানা যায়নি, কিন্তু খুব সম্ভবত তারা শীতল এবং কলিশনলেস।

বর্তমানে গুপ্ত পদার্থের বণ্টন পরোক্ষভাবে নির্ণয়ের বহুল ব্যবহৃত পদ্ধতি হচ্ছে মহাকর্ষীয় লেন্সিং। ২০০১ সালে বার্টেলমান ও পিটার শ্নাইডার দুর্বল মহাকর্ষীয় লেন্সিং এর উপর একটি সুবিস্তৃত রিভিউ লিখেছিলেন।

উদাহরণ হিসেবে 1E 0657-56 নামক একটি স্তবকের কথা বলা যেতে পারে। স্তবকটির মোট ভর $10^{15}{M}_{\odot }$ যার মাত্র ১-৩% এর জন্য ছায়াপথের মধ্যস্থিত তারাগুলো দায়ী, বাকি পুরোটাই গুপ্ত।

এক্স-রশ্মি পর্যবেক্ষণ করে দেখা গেছে স্তবকের ছায়াপথগুলোর মধ্যবর্তী অঞ্চল তথা অন্তঃস্তবকীয় মাধ্যম অতি উত্তপ্ত প্লাজমা দিয়ে পরিপূর্ণ। এই অন্তঃস্তবকীয় মাধ্যমের বিস্তারিত রিভিউ করেছেন ক্রেইগ স্যারাজিন যা একটি বই হিসেবে প্রকাশিত হয়েছে।