4.6 কর্টেক্স কীভাবে ছবি “উঠিয়ে আনে” ও “শব্দ তোলে”: বলয়, ধ্রুবণ এবং যৌথ বিলম্ব

সূচিপত্র ／ অধ্যায় 4: কৃষ্ণগহ্বর

পাঠ-দিশা: এই অংশটি কৃষ্ণগহ্বর পর্যবেক্ষণ ও দিগন্ত-নিকট পদার্থবিজ্ঞানে পূর্বপরিচিত পাঠকের জন্য। আমরা দেখা বৈশিষ্ট্যগুলিকে তাদের কারণপ্রণালী সঙ্গে মিলিয়ে দিই, এবং শনাক্তকরণ ও ত্রুটি-নিরসনের ব্যবহারযোগ্য নির্দেশ দিই।

I. ছবির সমতলে গঠন: প্রধান বলয়, অধোবলয় ও দীর্ঘস্থায়ী উজ্জ্বল খণ্ড

প্রধান বলয়: বহুবার ফিরতি-পথে সমালোচনাত্মক বেল্টে শক্ত জমায়েত

• ঘটনার সারমর্ম: কেন্দ্রীয় ছায়ার বাইরে একটি উজ্জ্বল বলয় দেখা যায়। পরপর পর্যবেক্ষণে ব্যাস প্রায় স্থির থাকে; তবে বলয়ের পুরুত্ব আজিমুথ অনুযায়ী ওঠানামা করে।
• কারণপ্রণালী: দৃষ্টি-রেখা টানযুক্ত কর্টেক্স (tensile cortex) ভেদ করলে আলো সমালোচনাত্মক বেল্ট (critical belt)-এর কাছে বারবার বাঁক নেয়, নিকট-ছোঁয়া, বহুবার ফিরতি এবং দীর্ঘ পথের স্তরচাপ তৈরি হয়। বিকিরণকারী অঞ্চল এই বেল্টের কাছে এলে দৃষ্টি-রেখা বরাবর শক্তি জ্যামিতিগতভাবে সঞ্চিত হয়ে স্থির উজ্জ্বল বলয় গড়ে তোলে। ব্যাস নির্ধারিত হয় বেল্টের গড় অবস্থান দিয়ে (তাই স্থির); পুরুত্ব নির্ভর করে স্থানীয় “ছাড়” ও ফিরতি-স্তরের সংখ্যায় (তাই আজিমুথে বদলায়)।
• শনাক্তকরণ: ক্রস-রিকনস্ট্রাকশনের পর সরল বলয়-মডেল বসিয়ে রাত-ভেদে ও ফ্রিকোয়েন্সি-ভেদে ব্যাস তুলনা করুন; ক্লোজার ফেজ (closure phase) ও ক্লোজার অ্যামপ্লিটিউড (closure amplitude) পরীক্ষা করে অ্যারে-জ্যামিতির ভ্রম নয় তা নিশ্চিত করুন।

অধোবলয়: আরও গভীর ফিরতি-ক্রমের আত্মীয়সমষ্টি

• ঘটনার সারমর্ম: প্রধান বলয়ের ভেতরে আরও ক্ষীণ, পাতলা সমকেন্দ্রিক বলয় দেখা যেতে পারে; সনাক্তে উচ্চ ডায়নামিক রেঞ্জ প্রয়োজন।
• কারণপ্রণালী: কিছু আলোকপথ সমালোচনাত্মক বেল্টের ভেতরে এক বা একাধিক অতিরিক্ত ফিরতি সম্পন্ন করে, তারপর সূক্ষ্ম “ছাড়” জানালা দিয়ে বেরোয়। ভিন্ন ফিরতি-ক্রম ভিন্ন পথদৈর্ঘ্য ও নির্গমন-কোণে মানচিত্রিত হয়ে ছবিতে ভেতরদিকে, পাতলা ও ম্লান অধোবলয় তোলে—প্রধান বলয়ের সহোদর।
• শনাক্তকরণ: ভিজিবিলিটি বক্ররেখায় দ্বিতীয় অগভীর ন্যূনতম খুঁজুন; প্রধান বলয়ের মডেল-বাদ দিলে অবশিষ্টে বৃত্তাকার ধনাত্মক বৈশিষ্ট্য কি থাকে দেখুন; বহু ফ্রিকোয়েন্সিতে একই স্থানে মিললে দৃঢ়তা বাড়ে।
• ত্রুটি-নিরসন টিপস: বিচ্ছুরণ-লেজ ও ডিকনভল্যুশনজনিত ভ্রম বাদ দিন; অগ্রাধিকারে ক্লোজার-পরিমিতি ও বহু-অ্যালগরিদমের ঐক্যমত দেখুন।

দীর্ঘস্থায়ী উজ্জ্বল খণ্ড: স্থানীয় সমালোচনাত্মকতা হ্রাসের পরিসংখ্যানিক “দুর্বল স্থান”

• ঘটনার সারমর্ম: বলয়ের উপর এক খণ্ডপাখা-আকৃতির এলাকা দীর্ঘদিন তুলনামূলক উজ্জ্বল থাকে; অবস্থান প্রায় স্থিতিশীল এবং কনট্রাস্ট পরিমাপযোগ্য।
• কারণপ্রণালী: ওই আজিমুথে সংক্রমণ বেল্ট (transition belt) ক্ষুদ্র ঢেউগুলোকে কেঁটে-সারিবদ্ধ করে ব্যান্ড-নোঙরিত করিডর গড়ে তোলে, যেখানে সমালোচনাত্মকতা সামান্য কমে; টানযুক্ত কর্টেক্সও সেখানে সহজে “ছাড়” দেয়। ফলে বাইরে মুখী বাধা কমে যায়, বহুবার ফিরতি শক্তি সহজে বেরোয়—উজ্জ্বল খণ্ড টিকে থাকে।
• শনাক্তকরণ: রাত-ভেদে ও ফ্রিকোয়েন্সি-ভেদে একই আজিমুথে জোরালো হয়; প্রায়শই ব্যান্ড-আকৃতির ধ্রুবণ গঠনের সঙ্গে অবস্থান-মিল থাকে।
• ত্রুটি-নিরসন টিপস: প্রারম্ভিক মডেল ও ইউভি কভারেজ (uv coverage) বদলে দেখুন খণ্ডটি “অ্যালগরিদম-সঙ্গী” হচ্ছে কি না। অ্যালগরিদম পাল্টালে অবস্থান যদি বেশি সরে, সতর্ক থাকুন।

II. ধ্রুবণ-নকশা: মসৃণ পাক ও ব্যান্ড-সদৃশ উল্টে-যাওয়া

মসৃণ পাক: বলয়-ঘেরা শিয়ারের সঙ্গে সজ্জিত রেখার জ্যামিতিক প্রক্ষেপ

• ঘটনার সারমর্ম: বিদ্যুৎ-ভেক্টর অবস্থান-কোণ (EVPA) বলয় বরাবর ধারাবাহিকভাবে বদলায়, অধিকাংশ সময়ে প্রায় একমুখী ধারা রাখে।
• কারণপ্রণালী: সংক্রমণ বেল্ট সূক্ষ্ম ঢেউগুলোকে টেনে সোজা করে এক দিকে সারিবদ্ধ ব্যান্ড বানায়। পর্যবেক্ষিত ধ্রুবণ-কোণটি ওই ব্যান্ডের দিকনির্দেশ ও স্থানীয় পরিবাহন-জ্যামিতি মিলিয়ে নির্ধারিত হয়। আজিমুথ বদলালে প্রক্ষেপ মসৃণভাবে বদলায়—ফলে মসৃণ পাক দেখা যায়।
• শনাক্তকরণ: আগে ঘূর্ণনমাত্রা (RM) মানচিত্র বানিয়ে সামনের ফ্যারাডে ঘূর্ণন (Faraday rotation) বাদ দিন; তারপর সমদূর আজিমুথ-বিন্দু থেকে নমুনা নিয়ে অবস্থান-কোণ বনাম আজিমুথ বক্ররেখা আঁকুন—লাফছাড়া মসৃণ ধারা আছে কি দেখুন।

ব্যান্ড-সদৃশ উল্টে-যাওয়া: পুনঃসংযোজন করিডর ও অভিমুখ-উল্টোনোর সংকীর্ণ ছাপ

• ঘটনার সারমর্ম: এক বা একাধিক সংকীর্ণ ব্যান্ডে ধ্রুবণ-কোণ দ্রুত উল্টে যায়, সঙ্গে ধ্রুবণ ভগ্নাংশ কমে; সর্বশক্তি মানচিত্রে একই স্থানে সরু দাগ দেখা যায়।
• কারণপ্রণালী: যেখানে পুনঃসংযোজন (reconnection) চঞ্চল বা শিয়ার হঠাৎ পাল্টায়, প্রধান বিকিরণ-অভিমুখ ক্ষুদ্র স্কেলে সুশৃঙ্খল বিপরীত-সজ্জা নেয়, বা একই দৃষ্টি-রেখায় বিপরীত অভিমুখের উপাদান মিশে যায়। যোগফলে নিট ধ্রুবণ দিক উল্টে যায় এবং আংশিক বাতিল হয়ে ভগ্নাংশ কমে।
• শনাক্তকরণ: নিকটবর্তী ব্যান্ডগুলির মধ্যে অবস্থান খুব বেশি নড়ে না; উল্টে-যাওয়া ব্যান্ডের প্রস্থ বলয়ের পুরুত্বের চেয়ে স্পষ্টতই কম; দীর্ঘস্থায়ী উজ্জ্বল খণ্ডের কিনারা বা সংক্রমণ বেল্টের শিয়ার-করিডরের পাশে বেশি দেখা যায়।
• ত্রুটি-নিরসন টিপস: বহু ফ্রিকোয়েন্সির রৈখিক বহির্পাতনে ফ্যারাডে ঘূর্ণন বাদ দিয়ে দেখুন উল্টোনো একই স্থানে থাকে কি না; যন্ত্রের ধ্রুবণ-লিকেজ আছে কি না পরীক্ষা করে ক্যালিব্রেশন-অবশিষ্টকে আসল ভেবে বসবেন না।

III. সময়-ডোমেইনে “শব্দ”: সাধারণ ধাপ ও প্রতিধ্বনি-খাম

সাধারণ ধাপ: পুরো সমালোচনাত্মক বেল্ট সাময়িক “চাপা” পড়লে সমলয় গেটিং

• ঘটনার সারমর্ম: তান-ক্ষয় মিলিয়ে সময়-সারি সারিবদ্ধ করার পর বহু-ব্যান্ডের আলোক-বক্র একসঙ্গে লাফায় বা কৌণিক ভাঙন দেখায়।
• কারণপ্রণালী: কোনো শক্তিশালী ঘটনার অভিঘাতে পুরো টানযুক্ত কর্টেক্স সামান্য নেমে যায়। সমালোচনাত্মক দোরগোড়া অস্থায়ীভাবে কমে, ফলে বহুবার ফিরতি শক্তি প্রায় সব ব্যান্ডে সহজে বেরোয়। এটি পরিবাহন-তরঙ্গের তান-ক্ষয় নয়, জ্যামিতিক গেটিং—তাই অন্তর্ব্যান্ড সমলয়তা বজায় থাকে।
• শনাক্তকরণ: ব্যান্ড-অ্যালাইনমেন্টের পর অবশিষ্টের ক্রস-সহসম্বন্ধ নিন—শূন্য-বিলম্বে সহসম্বন্ধ বড় এবং ফ্রিকোয়েন্সি-স্বাধীন হওয়া উচিত; একই যুগের ছবিতে দীর্ঘস্থায়ী উজ্জ্বল খণ্ড উজ্জ্বলতর হয় এবং ব্যান্ড-ধ্রুবণের গতিবিধি ঘন হয়।
• ত্রুটি-নিরসন টিপস: পর্যবেক্ষণ-পাইপলাইনের সমলয় অপারেশন বা ক্যালিব্রেশন-স্টেপিং বাদ দিন; একক ব্যান্ডের স্যাচুরেশন/ক্লিপিং-জনিত ভ্রম নয় তা নিশ্চিত করুন।

প্রতিধ্বনি-খাম: “ছাড়” দেওয়ার পর রিবাউন্ড ও বহু-পথে পুনরায় রাউটিং

• ঘটনার সারমর্ম: বড় ঘটনার পরে কয়েকটি ক্রমহ্রাসমান পার্শ্ব-শৃঙ্গ দেখা যায়, এবং শৃঙ্গ-শৃঙ্গ বিরতি ধীরে ধীরে বড় হয়।
• কারণপ্রণালী: সংক্রমণ বেল্ট প্রথমে ইনপুটকে স্থানীয় তান-উত্তোলন হিসেবে সঞ্চয় করে, তারপর খণ্ডে খণ্ডে কর্টেক্সে ছাড়ে; জ্যামিতিক লুপ শক্তিকে বারবার পথ-রাউট করে। প্রথম ছাড় সবচেয়ে বড়; পরে প্রতিটি ছাড় ক্ষীণতর হয়, পথ দীর্ঘতর হয়—তাই বিরতি বাড়ে। ভেতরের স্তরে তান-প্রতিঘাত একত্র হলে দুই ছন্দ মিলেমিশে প্রসারিত প্রতিধ্বনি-খাম গড়ে।
• শনাক্তকরণ: স্বসহসম্বন্ধ (autocorrelation) বা ওয়েভলেট (wavelet) দিয়ে পার্শ্ব-শৃঙ্গের সময়-অবস্থান বের করুন; বহু ব্যান্ডে ফেজ-সহাবস্থান আছে কি দেখুন; শৃঙ্গ-বিরতির বৃদ্ধিও ব্যান্ডভেদে একই রকম কি না নিশ্চিত করুন।
• ত্রুটি-নিরসন টিপস: দিবাচক্র-ভিত্তিক পটভূমি বা অ্যারের দৃশ্যমান-জানালার সঙ্গে জুড়ে যাচ্ছে কি না দেখুন; পর্যায়িক স্ক্যান বা ফোকাস-স্টেপিংয়ের ভুয়া পালস বাদ দিন।

IV. পার্থক্য নিরূপণ ও ত্রুটি-নিরসন: ন্যূনতম প্রয়োজনীয় তিন ধাপ

1. যন্ত্রপাতি ও রিকনস্ট্রাকশন:
   • ভিন্ন অ্যালগরিদম ও প্রাথমিক মডেলে ক্রস-রিকনস্ট্রাকশন করুন; প্রধান বলয়, অধোবলয় ও উজ্জ্বল খণ্ড স্থিতিশীল কি না দেখুন।
   • ক্লোজার ফেজ ও ক্লোজার অ্যামপ্লিটিউড দিয়ে নিশ্চিত করুন যে মূল গঠনগুলো সত্যিকারের জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক সংকেত।
   • দ্রুত-পরিবর্তনশীল উৎসে স্ন্যাপশট ইমেজিং (snapshot imaging) নিন, যাতে সময়-ভিন্নতাকে স্থানিক বুননের ভুল না ধরেন।
2. অগ্রভাগ ও পরিবহন-মাধ্যম:
   • ফ্যারাডে-সংশোধন: ঘূর্ণনমাত্রা (RM) মানচিত্র বানিয়ে অন্তর্জ ধ্রুবণ-কোণ উদ্ধার করুন; তারপর মসৃণ পাক ও ব্যান্ড-উল্টোনো বিশ্লেষণ করুন।
   • বিচ্ছুরণ মূল্যায়ন: ফ্রিকোয়েন্সি-নির্ভর চেহারার আকার তুলনা করে বিচ্ছুরণ-ঝাপসা ও তার বহির্পাত-ভ্রম বাদ দিন।
3. বহু-ডোমেইন সামঞ্জস্য:
   • ছবি, ধ্রুবণ ও সময়—তিনটিকে মিলিয়ে দেখুন: সাধারণ ধাপ কি উজ্জ্বল খণ্ডের বাড়তি উজ্জ্বলতা ও ব্যান্ড-উল্টোনোর তৎপরতার সঙ্গে একই জানালায় পড়ে?
   • বহু অ্যারে ও বহু রাত্রিতে স্থিতি: ভিন্ন অ্যারে-জ্যামিতি ও সময়পর্বে মূল “ফিঙ্গারপ্রিন্ট” কি অপরিবর্তিত থাকে?

V. সংক্ষেপে: একই কর্টেক্সের তিনটি “ভাষা”

• প্রধান বলয় ও অধোবলয় সমালোচনাত্মক বেল্টে জ্যামিতিক সঞ্চয়ের ফল; দীর্ঘস্থায়ী উজ্জ্বল খণ্ড ব্যান্ড-নোঙরিত এলাকায় পরিসংখ্যানগতভাবে দুর্বল সমালোচনাত্মকতার ইঙ্গিত।
• মসৃণ পাক শিয়ার-সজ্জার পরে রেখার দিক লিপিবদ্ধ করে; ব্যান্ড-সদৃশ উল্টোনো পুনঃসংযোজন করিডর বা অভিমুখ-উল্টোনোর সংকীর্ণ চিহ্ন।
• সাধারণ ধাপ ও প্রতিধ্বনি-খাম হলো পুরো বলয়জুড়ে সমালোচনাত্মক দোরগোড়া চাপা পড়ে পরে ফিরে-ওঠার সময়-ডোমেইন প্রকাশ।

তিনটি প্রমাণধারা একসঙ্গে দেখলে “কি দেখা যাচ্ছে” ও “কেন এমন”—দুটোই একই ছবিতে মিশে যায়: একই টানযুক্ত কর্টেক্স ছবিতে বলয় ও ব্যান্ড লেখে, ধ্রুবণ-নকশায় অভিমুখ লেখে, আর সময়-অক্ষ জুড়ে গেটিং ও প্রতিধ্বনিও লেখে। এই মেলবন্ধনই পরবর্তী চ্যানেল-প্রক্রিয়া ও হিসাব-বণ্টন নীতির ভিত্তি।