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 ৪/১৫
-
৬১
সূর্যের মতো নক্ষত্রের চূড়ান্ত পরিণতি কী?
- ক সুপারনোভা বিস্ফোরণ
- খ গ্রহ নীহারিকা ছেড়ে শ্বেত বামনে পরিণত হয়
- গ কৃষ্ণগহ্বরে পরিণত হয়
- ঘ নিউট্রন তারায় পরিণত হয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) গ্রহ নীহারিকা ছেড়ে শ্বেত বামনে পরিণত হয়
লোহিত দানব পর্যায়ের পর বাইরের স্তরগুলো ধীরে ধীরে ছড়িয়ে গিয়ে গ্রহ নীহারিকা তৈরি করে।
পড়ে থাকে উত্তপ্ত ও ঘন কেন্দ্র — শ্বেত বামন। সূর্য এত হালকা যে সে কখনো সুপারনোভা হবে না। -
৬২
শ্বেত বামন নক্ষত্রের বৈশিষ্ট্য কোনটি?
- ক সূর্যের সমান আকার ও ভর
- খ পৃথিবীর সমান আকার কিন্তু সূর্যের কাছাকাছি ভর
- গ বিশাল আকার ও কম ভর
- ঘ কোনো ভর নেই
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) পৃথিবীর সমান আকার কিন্তু সূর্যের কাছাকাছি ভর
শ্বেত বামনের ভর সূর্যের কাছাকাছি হলেও আকার প্রায় পৃথিবীর সমান — তাই ঘনত্ব অকল্পনীয় (প্রতি ঘনসেন্টিমিটারে টনের কাছাকাছি)।
এতে কোনো সংযোজন হয় না; শুধু জমে থাকা তাপ বিকিরণ করে ধীরে ধীরে ঠান্ডা হয়। -
৬৩
শ্বেত বামন নক্ষত্র মহাকর্ষে চুপসে যায় না কেন?
- ক সেখানে সংযোজন চলতে থাকে
- খ সেখানে মহাকর্ষ কাজ করে না
- গ ইলেকট্রন অবক্ষয় চাপ (electron degeneracy pressure) মহাকর্ষকে ঠেকিয়ে রাখে
- ঘ এটি ঘোরে বলে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) ইলেকট্রন অবক্ষয় চাপ (electron degeneracy pressure) মহাকর্ষকে ঠেকিয়ে রাখে
পাউলির বর্জন নীতির কারণে ইলেকট্রনগুলো একই অবস্থায় থাকতে পারে না, ফলে একধরনের কোয়ান্টাম চাপ তৈরি হয় — ইলেকট্রন অবক্ষয় চাপ।
এটি তাপের ওপর নির্ভর করে না, তাই ঠান্ডা হয়ে গেলেও নক্ষত্রটি চুপসে যায় না। -
৬৪
চন্দ্রশেখর সীমা (Chandrasekhar limit) কী?
- ক শ্বেত বামনের সর্বোচ্চ সম্ভাব্য ভর, প্রায় ১.৪ সৌরভর
- খ নক্ষত্রের সর্বোচ্চ তাপমাত্রা
- গ কৃষ্ণগহ্বরের ব্যাসার্ধ
- ঘ নক্ষত্রের সর্বোচ্চ ঔজ্জ্বল্য
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) শ্বেত বামনের সর্বোচ্চ সম্ভাব্য ভর, প্রায় ১.৪ সৌরভর
সুব্রহ্মণ্যন চন্দ্রশেখর দেখান, ভর প্রায় ১.৪ সৌরভর ছাড়িয়ে গেলে ইলেকট্রন অবক্ষয় চাপ আর মহাকর্ষ ঠেকাতে পারে না।
তখন নক্ষত্রটি আরও চুপসে গিয়ে নিউট্রন তারা বা কৃষ্ণগহ্বরে পরিণত হয়। এই কাজেই তিনি নোবেল পান। -
৬৫
ভারী নক্ষত্রের (সূর্যের চেয়ে ৮ গুণের বেশি ভর) চূড়ান্ত পরিণতি কী?
- ক শ্বেত বামন
- খ সুপারনোভা বিস্ফোরণের পর নিউট্রন তারা বা কৃষ্ণগহ্বর
- গ গ্রহ নীহারিকা
- ঘ লোহিত বামন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) সুপারনোভা বিস্ফোরণের পর নিউট্রন তারা বা কৃষ্ণগহ্বর
ভারী নক্ষত্রের কেন্দ্র লোহায় ভরে গেলে শক্তি উৎপাদন থেমে যায় ও কেন্দ্র হঠাৎ চুপসে পড়ে — ঘটে সুপারনোভা বিস্ফোরণ।
অবশিষ্ট কেন্দ্র ভর অনুযায়ী নিউট্রন তারা (প্রায় ১.৪–৩ সৌরভর) বা কৃষ্ণগহ্বর (আরও ভারী) হয়। -
৬৬
নক্ষত্রের চূড়ান্ত পরিণতি মূলত কী দিয়ে নির্ধারিত হয়?
- ক তার দূরত্ব
- খ তার বর্ণ
- গ তার প্রাথমিক ভর
- ঘ তার ঘূর্ণন বেগ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) তার প্রাথমিক ভর
নক্ষত্রের ভাগ্য প্রায় সম্পূর্ণভাবে ভর নির্ধারণ করে।
কম ভর → শ্বেত বামন; মাঝারি-বেশি ভর → সুপারনোভা ও নিউট্রন তারা; অতি বেশি ভর → কৃষ্ণগহ্বর। দূরত্ব বা বর্ণের এতে কোনো ভূমিকা নেই। -
৬৭
সুপারনোভা কী?
- ক ভারী নক্ষত্রের কেন্দ্র চুপসে পড়ায় ঘটা প্রচণ্ড বিস্ফোরণ
- খ দুইটি নক্ষত্রের সংঘর্ষ
- গ একটি নতুন নক্ষত্রের জন্ম
- ঘ গ্রহের বিস্ফোরণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) ভারী নক্ষত্রের কেন্দ্র চুপসে পড়ায় ঘটা প্রচণ্ড বিস্ফোরণ
লোহার কেন্দ্র আর নিজেকে ধরে রাখতে না পারলে সেকেন্ডেরও কম সময়ে চুপসে পড়ে; ফিরতি অভিঘাত তরঙ্গে বাইরের স্তর প্রচণ্ড বিস্ফোরণে ছিটকে যায়।
কয়েক সপ্তাহ ধরে একটি সুপারনোভা গোটা গ্যালাক্সির সমান উজ্জ্বল হতে পারে। -
৬৮
সুপারনোভার সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ অবদান কী?
- ক নতুন গ্যালাক্সি তৈরি করা
- খ কৃষ্ণগহ্বর ধ্বংস করা
- গ আলোর বেগ বাড়ানো
- ঘ লোহার চেয়ে ভারী মৌল তৈরি করে মহাকাশে ছড়িয়ে দেওয়া
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) লোহার চেয়ে ভারী মৌল তৈরি করে মহাকাশে ছড়িয়ে দেওয়া
বিস্ফোরণের প্রচণ্ড শক্তিতে সোনা, ইউরেনিয়ামসহ লোহার চেয়ে ভারী মৌল তৈরি হয় এবং মহাকাশে ছড়িয়ে পড়ে।
এই পদার্থ থেকেই পরবর্তী প্রজন্মের নক্ষত্র ও গ্রহ তৈরি হয় — আমাদের দেহের ভারী পরমাণুগুলোও কোনো এক সুপারনোভা থেকেই এসেছে। -
৬৯
নিউট্রন তারা কীভাবে তৈরি হয়?
- ক সব নিউট্রন বেরিয়ে গিয়ে
- খ প্রচণ্ড চাপে প্রোটন ও ইলেকট্রন মিলে নিউট্রনে পরিণত হয়ে
- গ হাইড্রোজেন জমা হয়ে
- ঘ কৃষ্ণগহ্বর ভেঙে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) প্রচণ্ড চাপে প্রোটন ও ইলেকট্রন মিলে নিউট্রনে পরিণত হয়ে
চন্দ্রশেখর সীমা ছাড়ানো কেন্দ্রে চাপ এত বেশি হয় যে p + e⁻ → n + ν বিক্রিয়ায় প্রোটন ও ইলেকট্রন মিলে নিউট্রন হয়ে যায়।
ফলে বস্তুটি প্রায় পুরোটাই নিউট্রনের তৈরি — একে ঠেকিয়ে রাখে নিউট্রন অবক্ষয় চাপ। -
৭০
নিউট্রন তারার আকার ও ঘনত্ব কেমন?
- ক ব্যাসার্ধ প্রায় ১০ কিলোমিটার, ঘনত্ব নিউক্লিয়াসের সমান
- খ ব্যাসার্ধ পৃথিবীর সমান
- গ ব্যাসার্ধ সূর্যের সমান
- ঘ ঘনত্ব পানির সমান
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) ব্যাসার্ধ প্রায় ১০ কিলোমিটার, ঘনত্ব নিউক্লিয়াসের সমান
সূর্যের চেয়ে বেশি ভর মাত্র প্রায় ১০ কিমি ব্যাসার্ধে ঠাসা থাকে।
ঘনত্ব প্রায় পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের সমান — এক চা-চামচ পদার্থের ভর কোটি টন। এটি মহাবিশ্বের ঘনতম দৃশ্যমান বস্তু। -
৭১
পালসার (pulsar) কী?
- ক একটি নিভে যাওয়া নক্ষত্র
- খ দ্রুত ঘূর্ণায়মান নিউট্রন তারা, যা নিয়মিত বিরতিতে রেডিও স্পন্দন পাঠায়
- গ একটি গ্রহ
- ঘ একটি কৃষ্ণগহ্বর
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) দ্রুত ঘূর্ণায়মান নিউট্রন তারা, যা নিয়মিত বিরতিতে রেডিও স্পন্দন পাঠায়
নিউট্রন তারা অত্যন্ত দ্রুত ঘোরে (সেকেন্ডে শত বার পর্যন্ত) এবং চৌম্বক মেরু বরাবর সরু বিমে বিকিরণ পাঠায়।
বিমটি পৃথিবীর দিকে ঘুরে এলেই আমরা একটি স্পন্দন পাই — ঠিক বাতিঘরের মতো। এজন্যই নাম পালসার। -
৭২
নিউট্রন তারা এত দ্রুত ঘোরে কেন?
- ক সংকোচনে কৌণিক ভরবেগের নিত্যতা রক্ষা পায়
- খ বাইরে থেকে ঘোরানো হয়
- গ চৌম্বক ক্ষেত্রের কারণে
- ঘ তাপের কারণে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) সংকোচনে কৌণিক ভরবেগের নিত্যতা রক্ষা পায়
কৌণিক ভরবেগ Iω সংরক্ষিত। নক্ষত্র চুপসে গেলে I বিপুলভাবে কমে যায়, তাই ω বিপুলভাবে বেড়ে যায়।
ঠিক যেমন স্কেটার হাত গুটিয়ে নিলে দ্রুত ঘুরতে থাকেন — একই নীতি, শুধু স্কেলটা অকল্পনীয়। -
৭৩
একটি নক্ষত্র চুপসে ব্যাসার্ধ ১০০ ভাগের ১ ভাগ হলে (ভর অপরিবর্তিত) ঘনত্ব কতগুণ বাড়বে?
- ক 10⁶ গুণ
- খ 10² গুণ
- গ 10⁴ গুণ
- ঘ 10³ গুণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 10⁶ গুণ
ঘনত্ব ∝ 1R³ → ব্যাসার্ধ 1100 গুণ হলে ঘনত্ব 100³
= 10⁶ গুণ। -
৭৪
একটি ঘূর্ণায়মান নক্ষত্রের ব্যাসার্ধ ১০ ভাগের ১ ভাগ হয়ে গেলে কৌণিক বেগ কতগুণ হবে? (I ∝ R²)
- ক 10 গুণ
- খ 1000 গুণ
- গ 100 গুণ
- ঘ অপরিবর্তিত
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 100 গুণ
Iω ধ্রুব এবং I ∝ R²
R 110 গুণ হলে I 1100 গুণ, তাই ω 100 গুণ — এভাবেই নিউট্রন তারা এত দ্রুত ঘোরে। -
৭৫
একটি নিউট্রন তারার পর্যায়কাল 0.02 s হলে প্রতি সেকেন্ডে কতবার ঘোরে?
- ক 20 বার
- খ 50 বার
- গ 5 বার
- ঘ 200 বার
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 50 বার
f = 1T = 10.02
= 50 বার প্রতি সেকেন্ডে — অর্থাৎ সেকেন্ডে ৫০টি পালস। -
৭৬
চন্দ্রশেখর সীমা প্রায় ১.৪ সৌরভর। ২ সৌরভরের একটি কেন্দ্র অবশিষ্ট থাকলে তা কীসে পরিণত হবে?
- ক শ্বেত বামনে
- খ লোহিত দানবে
- গ গ্রহ নীহারিকায়
- ঘ নিউট্রন তারায়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) নিউট্রন তারায়
২ সৌরভর > ১.৪ সৌরভর — অর্থাৎ চন্দ্রশেখর সীমা ছাড়িয়ে গেছে।
তাই ইলেকট্রন অবক্ষয় চাপ যথেষ্ট নয়, কেন্দ্রটি আরও চুপসে নিউট্রন তারায় পরিণত হবে। ৩ সৌরভর ছাড়ালে কৃষ্ণগহ্বর হতো। -
৭৭
কৃষ্ণগহ্বর (black hole) কী?
- ক মহাকাশের একটি ফাঁকা গর্ত
- খ একটি অতি ঠান্ডা গ্রহ
- গ একটি নিভে যাওয়া নক্ষত্র
- ঘ এমন বস্তু যার মহাকর্ষ এত প্রবল যে আলোও বেরোতে পারে না
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) এমন বস্তু যার মহাকর্ষ এত প্রবল যে আলোও বেরোতে পারে না
কৃষ্ণগহ্বরে ভর এত ক্ষুদ্র আয়তনে ঠাসা থাকে যে সেখানকার মুক্তি বেগ আলোর বেগের চেয়েও বেশি।
ফলে আলোসহ কিছুই বেরোতে পারে না, তাই একে সরাসরি দেখা যায় না — বোঝা যায় আশপাশের বস্তুর ওপর তার প্রভাব দেখে। -
৭৮
ঘটনা দিগন্ত (event horizon) কী?
- ক কৃষ্ণগহ্বরের কেন্দ্রবিন্দু
- খ কৃষ্ণগহ্বরের পৃষ্ঠ
- গ কৃষ্ণগহ্বরের চারপাশের সেই সীমা, যা অতিক্রম করলে আর ফেরা যায় না
- ঘ কৃষ্ণগহ্বরের কক্ষপথ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) কৃষ্ণগহ্বরের চারপাশের সেই সীমা, যা অতিক্রম করলে আর ফেরা যায় না
ঘটনা দিগন্ত কোনো বাস্তব পৃষ্ঠ নয়, এটি একটি ফেরার অযোগ্য সীমা।
এই সীমার ভেতরে মুক্তি বেগ c-এর চেয়ে বেশি হয়ে যায়, তাই আলোও আটকা পড়ে। এর ব্যাসার্ধকে বলে শোয়ার্জশিল্ড ব্যাসার্ধ। -
৭৯
শোয়ার্জশিল্ড ব্যাসার্ধের রাশি কোনটি?
- ক R = 2GMc²
- খ R = GM2c²
- গ R = 2GM × c²
- ঘ R = c²2GM
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) R = 2GMc²
মুক্তি বেগ = c বসিয়ে পাওয়া যায়
Rs = 2GMc²
অর্থাৎ ব্যাসার্ধ ভরের সমানুপাতিক। সূর্যের ভরের জন্য এটি মাত্র প্রায় ৩ কিলোমিটার। -
৮০
কৃষ্ণগহ্বরের ভর দ্বিগুণ হলে শোয়ার্জশিল্ড ব্যাসার্ধের কী হয়?
- ক চারগুণ হয়
- খ অর্ধেক হয়
- গ দ্বিগুণ হয়
- ঘ অপরিবর্তিত থাকে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) দ্বিগুণ হয়
Rs = 2GMc² — অর্থাৎ Rs ∝ M।
তাই ভর দ্বিগুণ হলে ব্যাসার্ধও দ্বিগুণ হয়। এটি সরল রৈখিক সম্পর্ক, বর্গ বা ঘন নয়।
জ্যোতির্বিজ্ঞান নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।