ইউরেনাস ও নেপচুনের ভেতরে নতুন এক সুপারআয়নিক অবস্থা থাকতে পারে

বরফ-দৈত্যদের নিচে পদার্থের সিমুলেশন

ইউরেনাস ও নেপচুনের গভীরে পদার্থ এমনভাবে আচরণ করতে পারে যা আমাদের পরিচিত কঠিন, তরল বা গ্যাসের শ্রেণিতে পড়ে না. কার্নেগি বিজ্ঞানী Cong Liu এবং Ronald Cohen-এর নতুন কম্পিউটার সিমুলেশন ইঙ্গিত দিচ্ছে যে, বরফ-দৈত্য গ্রহগুলির ভেতরে বলে মনে করা চরম চাপ ও তাপমাত্রার মধ্যে কার্বন হাইড্রাইড একটি অস্বাভাবিক কোয়াসি-ওয়ান-ডাইমেনশনাল সুপারআয়নিক অবস্থা তৈরি করতে পারে.

Science Daily-এর মতে Nature Communications-এ প্রকাশিত এই গবেষণা ইউরেনাস ও নেপচুনের দৃশ্যমান বায়ুমণ্ডলের অনেক নিচের পরিস্থিতির উপর নজর দেয়. এই গ্রহগুলিকে প্রায়ই বরফ-দৈত্য বলা হয়, কিন্তু সেই নাম বিভ্রান্তিকর হতে পারে. তাদের অভ্যন্তর শুধু জমাট বাঁধা ভান্ডার নয়. সেগুলি উচ্চ-চাপের পরিবেশ, যেখানে সাধারণ যৌগও অদ্ভুত রূপ নিতে পারে.

সুপারআয়নিক মানে কী

একটি সুপারআয়নিক পদার্থে কাঠামোর এক অংশ কঠিনের মতো আচরণ করে, আর অন্য অংশ তরলের মতো. সরবরাহ করা উৎস অনুযায়ী, একটি পূর্বাভাসিত দশায় হাইড্রোজেন পরমাণু এক কঠিন কার্বন কাঠামোর ভেতর দিয়ে সর্পিল পথে চলাচল করে. এই মিশ্র আচরণ ইউরেনাস, নেপচুন এবং অনুরূপ গ্রহের অভ্যন্তরে তাপ ও বিদ্যুৎ কীভাবে প্রবাহিত হয়, তা প্রভাবিত করতে পারে.

কোয়াসি-ওয়ান-ডাইমেনশনাল কথাটি সিমুলেশনে দেখা চলাচলের ধরনকে বোঝায়. সবদিকে স্বাধীনভাবে চলার বদলে, হাইড্রোজেনের আচরণ কার্বন কাঠামোর ভেতরে সর্পিল পথ বরাবর সীমাবদ্ধ থাকে. এই ধরনের অভ্যন্তরীণ বিন্যাস দৈনন্দিন রসায়ন থেকে অনেক দূরে, কিন্তু গ্রহের অভ্যন্তরে আধিপত্যকারী পদার্থবিদ্যা সম্ভবত এমনই.

ইউরেনাস ও নেপচুন ব্যাখ্যা করা কঠিন কেন

ইউরেনাস ও নেপচুন দীর্ঘদিন ধরে গ্রহবিজ্ঞানীদের কাছে ধাঁধা হয়ে আছে, যার মধ্যে অস্বাভাবিক চৌম্বক ক্ষেত্র ও জটিল অভ্যন্তরীণ তাপ আচরণ রয়েছে. Science Daily-র উৎসপাঠে বলা হয়েছে, এই সিমুলেটেড সুপারআয়নিক কাঠামো এই দূরবর্তী দুনিয়াগুলির ভেতরে তাপ ও বিদ্যুৎ প্রবাহ কীভাবে হয়, তা নতুনভাবে ভাবতে বাধ্য করতে পারে এবং তাদের রহস্যময় চৌম্বক ক্ষেত্র বোঝাতে সাহায্য করতে পারে.

গ্রহের চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি হয় গ্রহের অভ্যন্তরে চলমান বিদ্যুৎ-পরিবাহী পদার্থের মাধ্যমে. যদি গভীর উপকরণের পরিবাহিতা, সান্দ্রতা বা তাপ পরিবহণের বৈশিষ্ট্য আগের ধারণা থেকে আলাদা হয়, তবে সেই ক্ষেত্রগুলির মডেল সংশোধন করতে হতে পারে. তাই একটি সুপারআয়নিক কার্বন হাইড্রাইড দশা কেবল রসায়নের কৌতূহল নয়. এটি গ্রহীয় মডেলের মৌলিক কাঠামোকেও প্রভাবিত করতে পারে.

এক্সোপ্ল্যানেটের বৃহত্তর প্রেক্ষাপট

সরবরাহ করা লেখায় বলা হয়েছে, 6,000-এর বেশি এক্সোপ্ল্যানেট আবিষ্কৃত হয়েছে, তাই এই আবিষ্কারটিও গুরুত্বপূর্ণ. এদের অনেকই পৃথিবীর মতো নয়, আর কিছু ইউরেনাস ও নেপচুনের ভিতরের অবস্থার মতো বা তার চেয়েও চরম হতে পারে. অদ্ভুত অভ্যন্তরীণ অবস্থাগুলি বোঝা বিজ্ঞানীদের সীমিত পর্যবেক্ষণ তথ্য থেকে গ্রহের ভর, ব্যাসার্ধ, চৌম্বক আচরণ ও তাপীয় বিবর্তন ব্যাখ্যা করতে সাহায্য করে.

এক্সোপ্ল্যানেটের ক্ষেত্রে গবেষকেরা সরাসরি অভ্যন্তর পরীক্ষা করতে পারেন না. তারা এমন মডেলের উপর নির্ভর করেন যা পর্যবেক্ষিত বৈশিষ্ট্যকে সম্ভাব্য গঠন ও অভ্যন্তরীণ দশার সঙ্গে যুক্ত করে. যদি কার্বন, হাইড্রোজেন, পানি, মিথেন ও অ্যামোনিয়া চাপের মধ্যে অপ্রত্যাশিত কাঠামো তৈরি করে, তবে সাধারণ উপাদান-লেবেলের উপর ভিত্তি করা গ্রহ শ্রেণিবিন্যাস কম পূর্ণাঙ্গ হয়ে যায়.

গরম বরফ সাধারণ বরফ নয়

ইউরেনাস ও নেপচুনের অভ্যন্তরে এমন স্তর থাকতে পারে যেগুলিকে কখনও কখনও গরম বরফ বলা হয়. এই অঞ্চলগুলি বাইরের হাইড্রোজেন-হিলিয়াম বায়ুমণ্ডলের নিচে এবং কঠিন কোরের উপরে অবস্থান করে. বিজ্ঞানীরা মনে করেন এতে পানি, মিথেন ও অ্যামোনিয়ার মতো যৌগ থাকতে পারে, কিন্তু বিপুল চাপ ও তাপমাত্রায় এই অণুগুলি অপরিচিত অবস্থায় রূপান্তরিত হতে পারে.

কার্বন হাইড্রাইড সিমুলেশন বরফ-দৈত্যদের অভ্যন্তরের প্রকৃত উপকরণ খোঁজার এই বৃহত্তর প্রচেষ্টার অংশ. এটি ইঙ্গিত দেয় যে কার্বন ও হাইড্রোজেন, যা গ্রহীয় রসায়নের কেন্দ্রীয় উপাদান, এমন একটি কাঠামোতে সংগঠিত হতে পারে যার বৈশিষ্ট্য সাধারণ বুদ্ধিতে অনুমান করা যায় না.

আগে সিমুলেশন, পরে প্রমাণ

সমর্থিত আবিষ্কারটি কম্পিউটেশনাল. গবেষকেরা সেই দশা অনুমান করতে উন্নত সিমুলেশন ব্যবহার করেছেন; সরবরাহ করা উৎসে এটি বলা নেই যে তারা বাস্তবে পরীক্ষাগারে সেটি তৈরি করেছিলেন. এই পার্থক্য গুরুত্বপূর্ণ. সিমুলেশন তত্ত্বকে পথ দেখাতে পারে এবং সম্ভাব্য দশা শনাক্ত করতে পারে, কিন্তু একই ধরনের চাপ ও তাপমাত্রায় পরীক্ষামূলক নিশ্চিতকরণ মামলাটিকে আরও শক্তিশালী করবে.

তবু, ফার্স্ট-প্রিন্সিপলস সিমুলেশন এমন পরিবেশ অধ্যয়নের মূল হাতিয়ার, যেগুলি বাস্তবে পুনর্নির্মাণ করা অত্যন্ত কঠিন. এগুলি বিজ্ঞানীদের দেখতে দেয়, সরাসরি মাপা সম্ভব না হলেও, পরমাণুগুলি কীভাবে সাজতে ও চলতে পারে. গ্রহবিজ্ঞানে এই তাত্ত্বিক কাজ প্রায়ই নির্ধারণ করে পরবর্তী পরীক্ষা ও মিশনগুলি কী খুঁজবে.

দূর বিশ্বের আরও গভীর দৃষ্টি

সম্ভাব্য সুপারআয়নিক কার্বন হাইড্রাইড অবস্থা বরফ-দৈত্য মডেলগুলির জন্য নতুন একটি সম্ভাব্য উপাদান দেয়. এটি ইউরেনাস ও নেপচুনের ভেতরে তাপ ও বিদ্যুতের আচরণ ব্যাখ্যা করতে সাহায্য করতে পারে, এবং অনুরূপ অভ্যন্তরীণ পরিস্থিতির দূরবর্তী গ্রহগুলির ব্যাখ্যাও উন্নত করতে পারে.

এই আবিষ্কার বরফ-দৈত্যদের রহস্যের চূড়ান্ত উত্তর নয়. এটি আরও নির্দিষ্ট একটি প্রশ্ন: নেপচুন-সদৃশ অবস্থায় যদি হাইড্রোজেন কঠিন কার্বন কাঠামোর ভেতর দিয়ে চলতে পারে, তবে তার উপরের গ্রহে সেটি কী পরিবর্তন আনে? কেবল দূর থেকে অধ্যয়ন করা যায় এমন জগতগুলির জন্য, এমন উপাদানগত অন্তর্দৃষ্টি মেঘের নিচে কী আছে তা বোঝার পথে বড় একটি ধাপ.

এই নিবন্ধটি Science Daily-এর প্রতিবেদনের উপর ভিত্তি করে. মূল নিবন্ধ পড়ুন.