জ্যোতির্বিজ্ঞান — বহুনির্বাচনি প্রশ্ন ও সমাধান
HSC পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্রের ১১তম অধ্যায়। এখানে ২৯৩টি প্রশ্ন আছে — বোর্ড, ঢাবি, বুয়েট আর মেডিকেল ভর্তি পরীক্ষা থেকে বাছাই করা, প্রতিটার নিচে পূর্ণ ব্যাখ্যা দেওয়া। উত্তর দেখার আগে নিজে একবার চেষ্টা করে নিও।
২৯৩ প্রশ্ন
২য় পত্র
অধ্যায় ১১
পাতা ৩/১৫
-
৪১
H-R চিত্রে বেশিরভাগ নক্ষত্র কোথায় অবস্থান করে?
- ক মূল ধারায় (main sequence)
- খ দানব শাখায়
- গ শ্বেত বামন অঞ্চলে
- ঘ চিত্রের বাইরে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) মূল ধারায় (main sequence)
প্রায় ৯০% নক্ষত্র মূল ধারায় থাকে — এটি চিত্রের উপরের-বাঁ কোণ থেকে নিচের-ডান কোণ পর্যন্ত বিস্তৃত একটি তির্যক ধারা।
সূর্যও একটি মূল ধারার নক্ষত্র, চিত্রের প্রায় মাঝখানে। -
৪২
মূল ধারার নক্ষত্রের কেন্দ্রে কী ঘটে?
- ক হিলিয়াম থেকে কার্বনে সংযোজন
- খ লোহার বিভাজন
- গ কোনো বিক্রিয়াই হয় না
- ঘ হাইড্রোজেন থেকে হিলিয়ামে সংযোজন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) হাইড্রোজেন থেকে হিলিয়ামে সংযোজন
মূল ধারার সংজ্ঞাই হলো — নক্ষত্রের কেন্দ্রে তখন হাইড্রোজেন পুড়ে হিলিয়াম তৈরি হচ্ছে।
এটি নক্ষত্রের জীবনের সবচেয়ে দীর্ঘ ও স্থিতিশীল পর্যায়; কেন্দ্রের হাইড্রোজেন ফুরালেই সে মূল ধারা ছেড়ে যায়। -
৪৩
H-R চিত্রে লোহিত দানব নক্ষত্র কোথায় থাকে?
- ক উপরের-বাঁ অঞ্চলে
- খ নিচের-বাঁ অঞ্চলে
- গ উপরের-ডান অঞ্চলে
- ঘ ঠিক মাঝখানে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) উপরের-ডান অঞ্চলে
লোহিত দানব ঠান্ডা (ডান দিক) কিন্তু বিশাল আকারের কারণে অত্যন্ত উজ্জ্বল (উপরের দিক)।
তাই তাদের অবস্থান উপরের-ডান কোণে, মূল ধারার ওপরে। -
৪৪
H-R চিত্রে শ্বেত বামন নক্ষত্র কোথায় থাকে?
- ক উপরের-ডান অঞ্চলে
- খ উপরের-বাঁ অঞ্চলে
- গ নিচের-ডান অঞ্চলে
- ঘ নিচের-বাঁ অঞ্চলে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) নিচের-বাঁ অঞ্চলে
শ্বেত বামন গরম (বাঁ দিক) কিন্তু আকারে পৃথিবীর সমান হওয়ায় খুব ম্লান (নিচের দিক)।
তাই তাদের অবস্থান নিচের-বাঁ কোণে, মূল ধারার নিচে। -
৪৫
মূল ধারায় নক্ষত্রের অবস্থান মূলত কী দিয়ে নির্ধারিত হয়?
- ক নক্ষত্রের দূরত্ব
- খ নক্ষত্রের বয়স
- গ নক্ষত্রের ভর
- ঘ নক্ষত্রের বর্ণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) নক্ষত্রের ভর
মূল ধারায় ভরই সব ঠিক করে দেয় — ভারী নক্ষত্র গরম, উজ্জ্বল ও নীল (উপরের-বাঁ), হালকা নক্ষত্র ঠান্ডা, ম্লান ও লাল (নিচের-ডান)।
একে বলা হয় ভর-ঔজ্জ্বল্য সম্পর্ক। -
৪৬
ভারী মূল ধারার নক্ষত্রের আয়ু কম হয় কেন?
- ক জ্বালানি বহুগুণ দ্রুত হারে পুড়িয়ে ফেলে
- খ জ্বালানি কম থাকে
- গ মহাকর্ষ দুর্বল থাকে
- ঘ তাপমাত্রা কম থাকে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) জ্বালানি বহুগুণ দ্রুত হারে পুড়িয়ে ফেলে
ভারী নক্ষত্রে জ্বালানি বেশি থাকলেও কেন্দ্রের চাপ ও তাপমাত্রা এত বেশি যে সংযোজন হার বহুগুণ দ্রুত।
ঔজ্জ্বল্য ভরের প্রায় তৃতীয়-চতুর্থ ঘাতে বাড়ে, তাই জ্বালানি দ্রুত ফুরায়। সূর্যের আয়ু প্রায় ১০০০ কোটি বছর, কিন্তু ২০ গুণ ভারী নক্ষত্রের মাত্র কয়েক কোটি বছর। -
৪৭
নক্ষত্রের জন্ম কোথা থেকে হয়?
- ক কৃষ্ণগহ্বর থেকে
- খ গ্রহের সংঘর্ষ থেকে
- গ শূন্য স্থান থেকে
- ঘ গ্যাস ও ধূলিকণার নীহারিকা থেকে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) গ্যাস ও ধূলিকণার নীহারিকা থেকে
বিশাল নীহারিকার কোনো অংশ যথেষ্ট ঘন হলে নিজের মহাকর্ষে সংকুচিত হতে শুরু করে।
সংকোচনে কেন্দ্রের তাপমাত্রা বাড়তে থাকে এবং একসময় সংযোজন শুরু হয়ে নক্ষত্রের জন্ম হয়। -
৪৮
মহাকর্ষীয় সংকোচনে নীহারিকার কেন্দ্র উত্তপ্ত হয় কেন?
- ক বাইরে থেকে তাপ আসে
- খ রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটে
- গ আলো শোষিত হয়
- ঘ মহাকর্ষীয় বিভবশক্তি তাপশক্তিতে রূপান্তরিত হয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) মহাকর্ষীয় বিভবশক্তি তাপশক্তিতে রূপান্তরিত হয়
কণাগুলো ভেতরের দিকে পড়ার সময় তাদের মহাকর্ষীয় বিভবশক্তি গতিশক্তিতে এবং সংঘর্ষে তাপশক্তিতে রূপ নেয়।
এভাবেই কেন্দ্র ক্রমশ উত্তপ্ত হয় — কোনো বাইরের তাপ উৎসের দরকার হয় না। -
৪৯
প্রাক-নক্ষত্র (protostar) কখন প্রকৃত নক্ষত্রে পরিণত হয়?
- ক আকারে সূর্যের সমান হলে
- খ আলো ছড়াতে শুরু করলে
- গ ঘূর্ণন শুরু করলে
- ঘ কেন্দ্রের তাপমাত্রা প্রায় ১ কোটি কেলভিন হয়ে নিউক্লিয় সংযোজন শুরু হলে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) কেন্দ্রের তাপমাত্রা প্রায় ১ কোটি কেলভিন হয়ে নিউক্লিয় সংযোজন শুরু হলে
কেন্দ্রের তাপমাত্রা প্রায় ১০⁷ K ছাড়ালে হাইড্রোজেন নিউক্লিয়াস কুলম্ব বিকর্ষণ জয় করে জোড়া লাগতে পারে।
এই সংযোজন শুরুই নক্ষত্রের জন্মমুহূর্ত — তখন ভেতরের চাপ সংকোচন থামিয়ে দেয়। -
৫০
নক্ষত্র স্থিতিশীল থাকে কোন দুই প্রভাবের ভারসাম্যে?
- ক তড়িৎ বল ও চৌম্বক বল
- খ ঘূর্ণন ও জোয়ার
- গ তাপ ও আলো
- ঘ ভেতরের দিকে মহাকর্ষ ও বাইরের দিকে বিকিরণ-গ্যাস চাপ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) ভেতরের দিকে মহাকর্ষ ও বাইরের দিকে বিকিরণ-গ্যাস চাপ
মহাকর্ষ নক্ষত্রকে ভেতরের দিকে চাপ দেয়, আর সংযোজনে সৃষ্ট তাপ ও বিকিরণ চাপ বাইরের দিকে ঠেলে।
এই ভারসাম্যকে বলে হাইড্রোস্ট্যাটিক সাম্যাবস্থা। জ্বালানি ফুরালেই ভারসাম্য ভেঙে নক্ষত্রের মৃত্যু শুরু হয়। -
৫১
প্রোটন-প্রোটন চক্রে সামগ্রিকভাবে কী ঘটে?
- ক একটি প্রোটন ভেঙে যায়
- খ দুইটি হিলিয়াম মিলে অক্সিজেন হয়
- গ চারটি প্রোটন মিলে একটি হিলিয়াম নিউক্লিয়াস ও শক্তি তৈরি হয়
- ঘ হিলিয়াম ভেঙে হাইড্রোজেন হয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) চারটি প্রোটন মিলে একটি হিলিয়াম নিউক্লিয়াস ও শক্তি তৈরি হয়
কয়েক ধাপে মোট ৪টি প্রোটন → ১টি ⁴He + ২টি পজিট্রন + ২টি নিউট্রিনো + শক্তি।
উৎপন্ন হিলিয়ামের ভর চারটি প্রোটনের যোগফলের চেয়ে সামান্য কম; এই ভর ত্রুটিই শক্তি হয়ে বেরোয়। সূর্যের মতো নক্ষত্রে এটিই প্রধান প্রক্রিয়া। -
৫২
সূর্যের কেন্দ্রে প্রতি সেকেন্ডে ভরের কী হয়?
- ক ভর বেড়ে যায়
- খ ভর অপরিবর্তিত থাকে
- গ ভর দ্বিগুণ হয়
- ঘ সামান্য ভর শক্তিতে রূপান্তরিত হয়ে হারিয়ে যায়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) সামান্য ভর শক্তিতে রূপান্তরিত হয়ে হারিয়ে যায়
সংযোজনে প্রতি সেকেন্ডে প্রায় ৪০ লক্ষ টন ভর শক্তিতে রূপ নেয়।
শুনতে বিপুল মনে হলেও সূর্যের মোট ভরের তুলনায় এটি এতই নগণ্য যে সে আরও প্রায় ৫০০ কোটি বছর একইভাবে জ্বলতে পারবে। -
৫৩
নক্ষত্রে ভারী মৌল তৈরি হওয়ার প্রক্রিয়াকে কী বলা হয়?
- ক তেজস্ক্রিয়তা
- খ আয়নীকরণ
- গ একমুখীকরণ
- ঘ নিউক্লিওসিন্থেসিস
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) নিউক্লিওসিন্থেসিস
নক্ষত্রের কেন্দ্রে ধাপে ধাপে সংযোজনে হাইড্রোজেন থেকে হিলিয়াম, তারপর কার্বন, অক্সিজেন হয়ে লোহা পর্যন্ত মৌল তৈরি হয় — একেই বলে নিউক্লিওসিন্থেসিস।
লোহার চেয়ে ভারী মৌল তৈরি হয় মূলত সুপারনোভা বিস্ফোরণে। -
৫৪
নক্ষত্রে সংযোজন লোহা পর্যন্ত গিয়েই থেমে যায় কেন?
- ক লোহা গলে যায়
- খ লোহা তেজস্ক্রিয়
- গ নক্ষত্রে লোহা থাকে না
- ঘ লোহার প্রতি নিউক্লিয়নে বন্ধন শক্তি সর্বোচ্চ, তাই এর পরে সংযোজনে শক্তি মেলে না
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) লোহার প্রতি নিউক্লিয়নে বন্ধন শক্তি সর্বোচ্চ, তাই এর পরে সংযোজনে শক্তি মেলে না
BE/A লেখচিত্রের শীর্ষবিন্দু লোহার কাছে।
তাই লোহার চেয়ে ভারী নিউক্লিয়াস তৈরি করতে গেলে শক্তি খরচ হয়, মেলে না। কেন্দ্র লোহায় ভরে গেলেই শক্তি উৎপাদন বন্ধ হয়ে যায় ও নক্ষত্রটি ভেঙে পড়ে। -
৫৫
একটি নক্ষত্রের পৃষ্ঠতাপমাত্রা 5800 K হলে সর্বোচ্চ তীব্রতার তরঙ্গদৈর্ঘ্য কত? (ভিন ধ্রুবক 2.9 × 10⁻³ m·K)
- ক 5000 Å
- খ 2900 Å
- গ 10000 Å
- ঘ 580 Å
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 5000 Å
λm = 2.9 × 10⁻³5800 = 5 × 10⁻⁷ m
= 5000 Å — দৃশ্যমান আলোর মাঝামাঝি, তাই সূর্য হলুদাভ দেখায়। -
৫৬
একটি নক্ষত্রের তাপমাত্রা সূর্যের অর্ধেক ও ব্যাসার্ধ ১০০ গুণ হলে ঔজ্জ্বল্য সূর্যের কতগুণ?
- ক 100 গুণ
- খ 50 গুণ
- গ 625 গুণ
- ঘ 10000 গুণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 625 গুণ
L ∝ R²T⁴ = (100)² × (0.5)⁴ = 10⁴ × 116
= 625 গুণ — ঠান্ডা হলেও বিশাল আকারের কারণে বহুগুণ উজ্জ্বল, এটিই লোহিত দানব। -
৫৭
একটি নক্ষত্রে সংযোজন বিক্রিয়ায় প্রতি সেকেন্ডে 2 × 10⁹ kg ভর হারিয়ে গেলে প্রতি সেকেন্ডে মুক্ত শক্তি কত?
- ক 1.8 × 10²⁰ J
- খ 1.8 × 10²⁶ J
- গ 6 × 10¹⁷ J
- ঘ 1.8 × 10³⁰ J
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 1.8 × 10²⁶ J
E = mc² = 2 × 10⁹ × 9 × 10¹⁶
= 1.8 × 10²⁶ J — সামান্য ভর হারিয়েই নক্ষত্র এত বিপুল শক্তি ছড়াতে পারে। -
৫৮
মূল ধারার একটি নক্ষত্রের ঔজ্জ্বল্য ভরের ঘনের সমানুপাতিক। ভর দ্বিগুণ হলে ঔজ্জ্বল্য কতগুণ?
- ক 2 গুণ
- খ 4 গুণ
- গ 6 গুণ
- ঘ 8 গুণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 8 গুণ
L ∝ M³ → L₂L₁ = 2³
= 8 গুণ — এজন্যই ভারী নক্ষত্র জ্বালানি অনেক দ্রুত পুড়িয়ে ফেলে। -
৫৯
কেন্দ্রের হাইড্রোজেন ফুরিয়ে গেলে সূর্যের মতো নক্ষত্রের কী হয়?
- ক সাথে সাথেই বিস্ফোরিত হয়
- খ কৃষ্ণগহ্বরে পরিণত হয়
- গ আকারে ছোট হয়ে যায়
- ঘ বাইরের স্তর ফুলে গিয়ে লোহিত দানবে পরিণত হয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) বাইরের স্তর ফুলে গিয়ে লোহিত দানবে পরিণত হয়
কেন্দ্রে সংযোজন থেমে গেলে বাইরের দিকের চাপ কমে যায় ও কেন্দ্র সংকুচিত হয়। এতে তাপমাত্রা বেড়ে খোলসে হাইড্রোজেন জ্বলতে শুরু করে।
ফলে বাইরের স্তর বিপুলভাবে ফুলে ওঠে ও ঠান্ডা হয়ে লাল দেখায় — এটিই লোহিত দানব। -
৬০
লোহিত দানব নক্ষত্রের বৈশিষ্ট্য কোনটি?
- ক ছোট আকার ও উচ্চ তাপমাত্রা
- খ ছোট আকার ও কম ঔজ্জ্বল্য
- গ বিশাল আকার ও উচ্চ তাপমাত্রা
- ঘ বিশাল আকার, কম পৃষ্ঠতাপমাত্রা কিন্তু উচ্চ ঔজ্জ্বল্য
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) বিশাল আকার, কম পৃষ্ঠতাপমাত্রা কিন্তু উচ্চ ঔজ্জ্বল্য
লোহিত দানবের ব্যাসার্ধ সূর্যের শত গুণ, কিন্তু পৃষ্ঠতাপমাত্রা কম (প্রায় ৩০০০ K)।
L ∝ R²T⁴ — বিশাল R² কম তাপমাত্রাকে ছাপিয়ে যায়, তাই ঔজ্জ্বল্য অনেক বেশি।
জ্যোতির্বিজ্ঞান নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।