নাক্ষত্রিক জ্যোতির্বিজ্ঞান/উচ্চ ভরের তারায় হিলিয়াম দহন

উচ্চ ভরের তারার কেন্দ্র থাকে পরিচলনীয় এবং এতে কোন অপজাত্য থাকে না। এজন্য এসব তারায় নিম্ন ভরের তারার মত কোন হিলিয়াম ঝলকও দেখা যায় না। কোরের তাপমাত্রা $10^{8}K$ এবং ঘনত্ব $10^{4}gm/cc$ হলে তাতে হিলিয়াম দহন শুরু হয়। এর সাথে সাথে আরজিবি বেয়ে তারার উপরে ওঠা বন্ধ হয়ে যায়, উল্টো নিচে নামতে শুরু করে, অর্থাৎ প্রায় স্থির তাপমাত্রায় প্রভা অনেক কমে যায়।

উল্লেখ্য নিম্ন ভরের তারায় কোরে হিলিয়াম দহন, পরিচলনীয় এবং অর্ধ-পরিচলনীয় অঞ্চলের যে মিশ্রণ ব্যাখ্যা করা হয়েছে তা মধ্যম ভরের তারার জন্য প্রযোজ্য। তবে মধ্যম ভরের তারায় সমগ্র পরিচলন অঞ্চলের তুলনায় অর্ধ-পরিচলন অঞ্চলের আকার খুব কম।

নীল চক্র (ব্লু লুপ)

উচ্চ ভরের তারায় হিলিয়াম দহন শুরু হওয়ার পর চলতেই থাকে, এতে কোরে পরিচলন অঞ্চল আরও বেড়ে যায়। চারদিকের শেলে হাইড্রোজেন দহন চলে, যা তারার মোট প্রভার অধিকাংশ সরবরাহ করে। হিলিয়াম কোরের আকার বাড়তে থাকে। তবে এসব তারায় হিলিয়াম দহনের সময়কাল মূলধারায় হাইড্রোজেন দহনের সময়কালের মাত্র ২০%। ৫ সৌর ভরের তারায় হিলিয়াম দহন ঘটে ২২ মিলিয়ন বছর ধরে, আর ১০ সৌর ভরের তারায় মাত্র ৪ মিলিয়ন বছর। তবে মনে রাখা প্রয়োজন এ সময় তারার উজ্জ্বলতা মূলধারার তুলনায় প্রায় ২ মান বেশি থাকে। এই উজ্জ্বলতার অনেকটাই সরবরাহ করে হাইড্রোজেন শেল।

পাশের ছবিটিতে ৫ সৌর ভরের একটি তারার হিলিয়াম দহনের ইতিহাস বিধৃত হয়েছে। ৫ নং বিন্দুতে পৌঁছানোর পর কেন্দ্রের হাইড্রোজেন দহন বন্ধ হয়ে হিলিয়াম দহন শুরু হয় এবং প্রভা কমে ৬ নং বিন্দুতে আসে। কিন্তু ৬ এ আসার পর শেলের হাইড্রোজেন দহনের হার বাড়তে শুরু করে যার প্রভাবে প্রভা আবার বাড়তে শুরু করে। ৭ নং পর্যন্ত হাইড্রোজেন দহন হার বাড়তেই থাকে এবং ৭ এ থ্রি-আলফা বিক্রিয়া উৎপাদিত শক্তি মোট শক্তির মাত্র ২০% এ নেমে আসে। এ সময় হাইড্রোজেন দহনের হার আবার কমতে শুরু করে, বাড়তে শুরু করে হিলিয়াম দহনের প্রভাব। এর ফলে প্রভা কমে যায় এবং তারা অপেক্ষাকৃত শীতল হয়ে যায়। ৮ নং এ মোট শক্তির ৩৩% যোগান দেয় হিলিয়াম দহন, আর কোরে হিলিয়াম প্রাচুর্য ০.০২ এ নেমে আসে। ৯ নং এ মোট শক্তির ৬০% ই আসে থ্রি-আলফা থেকে। এভাবে তারাটি আবার হায়াশি রেখার দিকে এগিয়ে চলে।

৫ থেকে ৯ নং বিন্দুর পথটিকেই বলা হয় নীল চক্র। নীল চক্রের তারার উজ্জ্বলতা অনেক বেশি এবং অনেক সময় ধরে চলায় এমন তারা পর্যবেক্ষণের সম্ভাবনা অনেক বেশি। আমাদের ছায়াপথ হেলোর নবীন তারা স্তবক এবং ম্যাজেলানীয় মেঘপুঞ্জের নবীন ও মধ্যম বয়সের তারা স্তবকে বেশ ভালভাবেই নীল চক্র পর্যবেক্ষণ করা সম্ভব হয়েছে।

নীল চক্রের নির্ভরতা

বিভিন্ন ভৌত রাশি পরিবর্তন করলে নীল চক্র কিভাবে পরিবর্তিত হবে তার ভবিষ্যদ্বাণী করা নিম্ন ভরের তারার মত অত সোজা নয়। কারণ:

1. উচ্চ ভরের তারায় শেলে হাইড্রোজেন দহনের হার অনেক বেশি এবং তা হিলিয়াম দহনের চেয়ে বেশি কর্মক্ষম।
2. পাশাপাশি উচ্চ ভরের তারার বিবর্তনের সময় হাইড্রোজেন এবং হিলিয়াম দহন হারের অনুপাত অনেক পরিবর্তিত হয়।

তবে কিছু মৌলিক রাশি পরিবর্তনের প্রভাব ব্যাখ্যা করা যেতে পারে।

তারার ভর

১০-১২ সৌর ভরের চেয়ে কম ভরের তারার ক্ষেত্রে ভর বাড়ার সাথে সাথে নীল চক্রের ব্যাপ্তি বৃদ্ধি পায়, ভর যত বাড়ে নীল চক্র তত দীর্ঘায়িত হয়। কিন্তু ভর যদি ১২ সৌর ভরের চেয়েও বেশি হয়ে যায় তবে তারাটি হায়াশি রেখায় পৌঁছানর পূর্বেই হিলিয়াম দহন শুরু করতে পারে এবং সেক্ষেত্রে কোন নীল চক্রই থাকে না।

রাসায়নিক গঠন

প্রাথমিক হিলিয়াম প্রাচুর্য বাড়ালে হিলিয়াম দহনের সময় নীল চক্রের ব্যাপ্তী বৃদ্ধি পাবে।

ধাতবতা বাড়ালে এর ঠিক উল্টো প্রতিক্রিয়া ঘটবে।

মিশ্রণ প্রক্রিয়া

পরিচলনীয় কোরে হাইড্রোজেন দহনের সময় মিশ্রণ দৈর্ঘ্য যদি বাড়ানো হয় তবে পরিচলন আরও সক্রিয় হবে এবং হিলিয়াম দহন দশায় নীল চক্রের ব্যাপ্তী অনেক কমে যাবে। পরিচলন বেশি সক্রিয় হলে নীল চক্রের ব্যাপ্তী কমে যায়।