নাক্ষত্রিক জ্যোতির্বিজ্ঞান/রাসায়নিক গঠন ও পরিচলনের উপর মূলধারার নির্ভরতা

হিলিয়াম প্রাচুর্য

হিলিয়ামের আদি প্রাচুর্য অনচ্ছতা এবং গড় আণবিক ওজন পরিবর্তনের মাধ্যমে মূলধারার তারার বিবর্তনে ভূমিকা রাখবে।

হিলিয়ামের পরিমাণ বৃদ্ধি পেলে অনচ্ছতা কমে যায় এবং গড় আণবিক ভর বেড়ে যায়। কিন্তু $L_{H}\propto \mu ^{7}$ হওয়ায় গড় আণবিক ওজন বাড়ার সাথে সাথে হাইড্রোজেন দহনের হার অনেক বেড়ে যায়।

হাইড্রোজেন দহনের হার বৃদ্ধি পাওয়ায় তারাটি আরও উজ্জ্বল এবং উত্তপ্ত অঞ্চলের দিকে সরে যায়। অর্থাৎ বিবর্তনের রেখা উচ্চ প্রভা ও তাপমাত্রার দিকে সরে যায়। হিলিয়ামের পরিমাণ বৃদ্ধি পেলে সেইসাথে বিবর্তনের সময়কালও কমে যায়।

ধাতবতা

ধাতুর পরিমাণ বাড়লে অনচ্ছতাই মূলত প্রভাবিত হয়। নিউক্লীয় বিক্রিয়া খুব একটা প্রভাবিত হয় না। কারণ প্রোটন-প্রোটন বিক্রিয়া ধাতবতার উপর নির্ভরই করে না। সিএনও চক্র কার্বন, নাইট্রোজেন ও অক্সিজেনের পরিমাণের উপর নির্ভর করে। কিন্তু সিএনও চক্র তাপমাত্রার সামান্য পরিবর্তনেই অনেক বেড়ে যায় বিধায় এই হার বাড়ানোর জন্য খুব বেশি ধাতুর প্রয়োজন নেই। পাশাপাশি সূর্যের মত তারার মোট শক্তির মাত্র ১০% সিএনও থেকে আসে। এজন্য ধাতবতা শক্তি উৎপাদনকে খুব একটা প্রভাবিত করে না।

কিন্তু ধাতবতা বৃদ্ধি পেলে অনচ্ছতা বেড়ে যায়। অনচ্ছতা বাড়লে তারাটি নিষ্প্রভ এবং শীতল হয়ে পড়ে। ধাতবতা বাড়লে তারার বিবর্তনের সময়কালও বেড়ে যায়।

মিশ্রণ দৈর্ঘ্য

মিশ্রণ দৈর্ঘ্যকে সমীকরণের সাহায্যে এভাবে প্রকাশ করা হয়,

$l\ =\ \alpha _{ml}H_{p}$

এই $\alpha _{ml}$ সৌর প্রমিত মডেলের একটি মুক্ত রাশি। এর মান তারার প্রভার উপর কোন প্রভাব ফেলে না। এটি বাড়লে তারার ব্যসার্ধ্য কমে যায় এবং কার্যকরী তাপমাত্রা বেড়ে যায়। মিশ্রণ দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি পেলে একটি পরিচলনীয় বুদবুদ আরও বেশি দূরত্ব অতিক্রম করতে পারে। অর্থাৎ আরও বেশি দূরত্ব পর্যন্ত তার তাপমাত্রা তথা রুদ্ধতাপীয় নতি পরিবেশের তাপমাত্রা নতি থেকে কম থাকে। এতে বিকিরণীয় ঢালের নতি আরও কম হবে এবং উচ্চ ব্যসার্ধ্য অঞ্চলে তাপমাত্রাও আরও বাড়বে। একই সাথে তারার ব্যসার্ধ্যও কমবে।

মূলধারার বামপার্শ্ব

বিবর্তনের এই পর্যায়ে কোন তারা মূলধারার বাম পাশে যায় না কেন?

ভর পরিবর্তনের প্রভাব

নিম্ন ভরের তারা

নিম্ন ভরের তারা বলতে সূর্যের মত তারাকে বোঝায়। এক্ষেত্রে কোর বিকিরণীয় এবং এনভেলপ পরিচলনীয় থাকে। এনভেলপ একটি বড় অংশ জুড়ে থাকায় মিশ্রণ দৈর্ঘ্য তথা পরিচলনের কর্মদক্ষতা গুরুত্বপূর্ণ হয়ে দাড়ায়। মিশ্রণ দৈর্ঘ্য বাড়লে যথারীতি তাপমাত্রা নতির মান কমে এবং বেশি ব্যসার্ধ্যে তাপমাত্রা বেড়ে যায়। মূলধারা উত্তর বিবর্তনের রেখা তথা মূলত লোহিত দানব শাখা বেশি তাপমাত্রা ও প্রভার দিকে সরে যায়।

উল্লেখ্য মিশ্রণ দৈর্ঘ্য শূন্য হলে কোন লোহিত দানব শাখা থাকা সম্ভব নয়। যেহেতু লোহিত দানব শাখা দেখা যায় সেহেতু অবশ্যই এসব তারায় মিশ্রণ দৈর্ঘ্য কখনও শূন্য হতে পারে না অর্থাৎ পরিচলন সব সময়ই উপস্থিত থাকে।

উচ্চ ও মধ্যবর্তী ভরের তারা

এক্ষেত্রে কোর পরিচলনীয় থাকে। কোরের আকার এবং ভর খুব কম হওয়ায় মিশ্রণ দৈর্ঘ্য গুরুত্বপূর্ণ নয়। পরিচলনীয় কোরে ঘনত্ব অনেক বেশি হওয়ায় এসব তারায় অতি-রুদ্ধতাপীয়তা আছে বলে ধরে নেয়া যায়। অর্থাৎ বলা যায়,

$\nabla _{rad}\approx \nabla _{ad}$

তাই মিশ্রণ দৈর্ঘ্য জানার প্রয়োজন নেই। কিন্তু ওভারশুটিং খুব গুরুত্বপূর্ণ। ৫ সৌর ভরের একটি তারার ধাতবতা স্থির রেখে ওভারশুটিং অঞ্চলের দৈর্ঘ্য বাড়ালে প্রভা বেড়ে যায়। কারণ ওভারশুটিং হলে এনভেলপ থেকে হাইড্রোজেন কোরে চলে যায় এবং সিএনও চক্রের মাধ্যমে তাদের দহনের হারও বেড়ে যায়। এতে প্রভা বাড়ে। জ্বালানীর পরিমাণ বেড়ে যাওয়ায় হাইড্রোজেন দহনের সময়কাল বেড়ে যায়।

অপর দিকে ওভারশুটিং হলে হাইড্রোজেন দহন বাড়ায় হিলিয়াম দহন শুরু হওয়ার আগে হিলিয়াম কোরের ভর আগের চেয়ে বেড়ে যায়। এতে করে হিলিয়াম দহন শুরু হওয়ার পর তা আরও দ্রুত শেষ হয়। এ কারণে হিলিয়াম দহনের সময়কাল কমে যায়। ভর যত বৃদ্ধি পায় এ কারণেই হিলিয়াম দহনের সময়কাল তত হ্রাস পায়।

অতি নিম্ন ভরের তারা

০.৩ থেকে ০.৪ সৌর ভরের চেয়ে কম ভরের তারাদের বলা হয় অতি নিম্ন ভরের তারা। এসব তারা সম্পূর্ণ পরিচলনীয়। কোর এবং এনভেলপের মধ্যে কোন সীমানা নেই।

ভর যত কমে ঘনত্ব তত বাড়ে এবং তাপমাত্রা তত বেড়ে যায়। ঘনত্ব বেশি হওয়ায় এক্ষেত্রেও অতি-রুদ্ধতাপীয়তা খাটে। অর্থাৎ বিকিরণীয় নতির মান রুদ্ধতাপীয় নতির খুব কাছাকাছি। পরিচলন হওয়ার জন্য এখানে শোয়ারৎশিল্ড নীতির কোন প্রয়োজন নেই।

১০ হাবল সময় পরে অর্থাৎ এখন থেকে আরও ১০০ বিলিয়ন বছর পরে কেবল অতি নিম্ন ভরের তারারাই জীবিত থাকবে। এরা যেহেতু সম্পূর্ণ পরিচলনীয় এবং উচ্চ ঘনত্বের সেহেতু তখন সকল তারার বিকিরণীয় নতিকেই রুদ্ধতাপীয় নতির সমান বলে ধরে নেয়া যাবে। ০.৪ সৌর ভরের কম ভরের তারায় কেবল প্রোটন-প্রোটন ১ ঘটে। এতে কেবল এক ধরণের নিউট্রিনো উৎপন্ন হবে যেহেতু প্রোটন-প্রোটন ১ ছাড়া অন্য কোন বিক্রিয়া থাকবে না।