একটি ছোট অপটিক্যাল মাস্ক NASA-কে অন্য পৃথিবী দেখতে সাহায্য করতে পারে

আরেকটি পৃথিবী খুঁজে পাওয়ার সবচেয়ে কঠিন অংশ দূরত্ব নয়, ঝলক

পৃথিবী-সদৃশ গ্রহ খুঁজে পেতে জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের শুধু বড় telescope-ই যথেষ্ট নয়। যেসব নক্ষত্রকে এই গ্রহগুলো প্রদক্ষিণ করে, তাদের চমকে দেওয়া আলো দমিয়ে রাখার উপায়ও দরকার। সরবরাহ করা source text অনুযায়ী, NASA-এর পরিকল্পিত Habitable Worlds Observatory-কে ম্লান exoplanet-গুলো সরাসরি image করতে incoming starlight দশ বিলিয়ন গুণ কমাতে হবে। এটাই অপটিক্যাল চ্যালেঞ্জের মাত্রা।

এই প্রচেষ্টার কেন্দ্রে রয়েছে optical vortex phase mask, একটি ছোট কিন্তু অত্যন্ত নির্ভুল component, যা telescope-এর focal point-এ বসানো হয়। এর কাজ হলো incoming starlight-কে এমনভাবে নিয়ন্ত্রণ করা, যাতে destructive interference-এর মাধ্যমে আলো কার্যকরভাবে নিজেই নিজেকে বাতিল করে দেয়। এরপর যা অবশিষ্ট থাকে, তা block করা যায়, ফলে off-axis planet থেকে আসা অনেক ম্লান আলো detector পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে।

মাস্কটি কীভাবে কাজ করে

source text-এ সমস্যাটিকে kilometers দূর থেকে lighthouse-এর পাশে firefly খুঁজে বের করার চেষ্টার সঙ্গে তুলনা করা হয়েছে। পৃথিবী-সদৃশ জগৎ সরাসরি image করার সময় জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের সামনে থাকা brightness ratio বোঝাতে এটি ভালো সংক্ষিপ্ত রূপ। telescope-এর mirror নিখুঁত হলেও, diffraction-এর physics starlight-কে ringed Airy pattern-এ ছড়িয়ে দেয়। সেই rings কাছাকাছি থাকা exoplanet-এর signal-কে তবু ডুবিয়ে দিতে পারে।

vortex mask তার কেন্দ্রীয় অংশের চারপাশে ক্রমাগত বাড়তে থাকা carefully engineered phase delay যুক্ত করে এই সমস্যা মোকাবিলা করে, যেমন screw-এর উঠে যাওয়া thread। centered starlight যখন সেই structure দিয়ে যায়, wavefront এমনভাবে বদলে যায় যে downstream-এ আলো রদ হয়ে যায়। planet light, যা একটু ভিন্ন angle-এ আসে, কেন্দ্র এড়িয়ে যায় এবং এই প্রক্রিয়ায় টিকে থাকে।

এটি কেবল একটি চালাক কৌশল নয়। এটি এমন enabling technology-গুলোর একটি, যা ভবিষ্যতের এমন এক জ্যোতির্বিজ্ঞানকে সম্ভব করে, যা statistical detection থেকে এগিয়ে potentially habitable planet-গুলোর direct viewing-এর দিকে যায়। Transit ও radial-velocity method ইতিমধ্যেই exoplanet science বদলে দিয়েছে, কিন্তু তারা সাধারণত planet-কে তাদের প্রভাব থেকে অনুমান করে। Direct imaging জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের world-গুলোকে signature-এর মতো নয়, scene-এর মতো অধ্যয়ন করতে দেবে।

এখানে materials science-ও কেন গুরুত্বপূর্ণ

source text-এ বর্ণিত প্রযুক্তির সবচেয়ে আশাব্যঞ্জক সংস্করণে thin layer of liquid crystal polymer ব্যবহার করা হয়। এর molecular chain-গুলোর orientation এতটাই নির্ভুলভাবে নিয়ন্ত্রণ করা যায় যে polarization অনুযায়ী আলোকে ভিন্নভাবে আকার দেওয়া সম্ভব। এটি যে delay তৈরি করে, তা material chemistry-এর সঙ্গে সংকীর্ণভাবে বাঁধা নয়, বরং geometric, তাই এটি বিস্তৃত wavelength জুড়ে কাজ করতে পারে।

এই broadband behavior গুরুত্বপূর্ণ। জীবনের লক্ষণ খুঁজতে তৈরি telescope একটিমাত্র color-এর আলোর ওপর নির্ভর করতে পারে না। তাকে এমন spectrum দেখতে হবে যা atmospheric composition প্রকাশ করার জন্য যথেষ্ট সমৃদ্ধ। অন্য কথায়, starlight suppress করতে ব্যবহৃত একই instrument-কে সেই তথ্যও সংরক্ষণ করতে হবে, যা জানতে দরকার কোনো দূরবর্তী পৃথিবীতে habitability-র সঙ্গে সম্পর্কিত gases বা বৈশিষ্ট্য আছে কি না।

ছোট একটি component, কিন্তু বিশাল প্রভাব

vortex mask-কে আকর্ষণীয় করে তোলে তার আকার আর কৌশলগত গুরুত্বের অমিল। এটি একটি বৃহত্তর observatory concept-এর ভেতরে একটি modest element, কিন্তু এই ধরনের starlight-suppression technology ছাড়া mission objective অনেক কঠিন হয়ে যায়। telescope তখনও stars এবং আরও বহু astrophysical target observe করতে পারে, কিন্তু Earth-like planet-গুলো সরাসরি image করার প্রধান আকাঙ্ক্ষা ক্ষতিগ্রস্ত হবে।

space science প্রায়ই এভাবেই এগোয়: শুধু giant rocket বা flagship observatory দিয়ে নয়, বরং narrowly defined একটি physical problem সমাধান করা precision component দিয়ে। একটি optical barrier-ই জ্যোতির্বিজ্ঞানী ও একদম নতুন observation category-এর মাঝে দাঁড়াতে পারে।

Habitable Worlds Observatory সফল হলে, বৈজ্ঞানিক ফলাফল হবে বিশাল। দূরবর্তী rocky planet-এর direct image, atmospheric spectroscopy-এর সঙ্গে মিলিয়ে, Solar System-এর বাইরে জীবনের সন্ধানে মানবজাতির অনুসন্ধানকে নতুনভাবে গড়ে তুলতে পারে। optical vortex phase mask পুরো গল্প নয়, তবে exoplanet discovery এখন telescope-এর raw power-এর মতোই সূক্ষ্মভাবে আলো নিয়ন্ত্রণের ওপর নির্ভর করে, তার অন্যতম স্পষ্ট উদাহরণ এটি।

এই নিবন্ধটি Universe Today-এর প্রতিবেদনের ভিত্তিতে তৈরি। মূল নিবন্ধ পড়ুন.