এক্সোপ্ল্যানেট গবেষকরা বিস্ময়ে অভ্যস্ত হয়ে উঠেছেন, তবে লাভা জগৎগুলি গ্রহীয় অদ্ভুততার তালিকায় বিশেষ স্থান দখল করে আছে। এগুলি এমন গ্রহ যা তাদের নক্ষত্রের এত কাছে প্রদক্ষিণ করে যে তাদের পৃষ্ঠতল গলিত শিলা হতে পারে। তারা যত কাছে ও উত্তপ্ত হয়, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা তত বেশি আশা করতে শুরু করেছেন যে তারা বাষ্পীভূত পৃষ্ঠ উপাদান থেকে উৎপন্ন গ্যাসীয় আবরণে মোড়ানো থাকবে।
সেই প্রত্যাশা এখন পরীক্ষিত হচ্ছে। The Astrophysical Journal Letters-এ সদ্য প্রকাশিত একটি গবেষণায় HD 3167 b-এর পর্যবেক্ষণ বর্ণনা করা হয়েছে, যা একটি পৃথিবী-আকারের লাভা জগৎ যা তাপমাত্রা পরিসরের শীতল প্রান্তে অবস্থিত, তবুও মনে হয় এটি এখনও বায়ুমণ্ডল ধারণ করতে পারে। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র, যুক্তরাজ্য, চীন ও স্পেনের গবেষকদের একটি দল দ্বারা পরিচালিত এই কাজটি গ্রহটি তাপীয়ভাবে কীভাবে আচরণ করে তা অনুসন্ধান করতে NASA-র James Webb Space Telescope (JWST)-এর উপর নির্ভর করে।
গ্রহ বিজ্ঞানের জন্য লাভা জগৎ কেন গুরুত্বপূর্ণ
এক্সোপ্ল্যানেটগুলি গ্রহ গঠন, গ্রহ বিবর্তন এবং দূরবর্তী জগৎগুলি আমাদের জানা জীবনকে সমর্থন করতে পারে কিনা সে সম্পর্কে আমাদের বোঝাপড়াকে চ্যালেঞ্জ করতে থাকে। বিজ্ঞানীরা প্রায়শই আমাদের নিজস্ব সৌরজগতের গ্রহগুলিকে সাদৃশ্য হিসেবে ব্যবহার করেন, কিন্তু সেই তুলনাগুলি কেবল একটি নির্দিষ্ট সীমা পর্যন্ত যায়। অত্যন্ত সংক্ষিপ্ত কক্ষপথের সময়কালের এক্সোপ্ল্যানেটগুলি অধ্যয়ন গবেষকদের বারবার একটি গ্রহ তার জীবনকালে কী সহ্য করতে পারে তা পুনর্বিবেচনা করতে বাধ্য করে।
সাম্প্রতিক বছরগুলিতে লাভা জগৎগুলি সেই আলোচনায় গুরুত্ব সহকারে প্রবেশ করেছে, এবং সবচেয়ে চরম উদাহরণগুলি হল সেগুলি যা তাদের হোস্ট নক্ষত্রের বিপজ্জনকভাবে কাছে প্রদক্ষিণ করে। এই শ্রেণীর উত্তপ্ত সদস্যদের জন্য, পদার্থবিজ্ঞান তুলনামূলকভাবে সুশৃঙ্খল বলে মনে হয়েছিল: চরম তাপমাত্রা পৃষ্ঠকে গলিয়ে দেয়, গলিত উপাদান গ্যাসে পরিণত হয় এবং সেই গ্যাস গ্রহটিকে বায়ুমণ্ডল হিসেবে ঘিরে ফেলে। বিপরীতে, শীতল লাভা জগৎগুলি সাধারণত খালি শিলা হিসেবে পর্যবেক্ষণ করা হয়েছে, দৃশ্যত কোনও বায়ুমণ্ডল থেকে বঞ্চিত।
HD 3167 b সেই পরিষ্কার বিভাজনকে জটিল করে তোলে। এটি লাভা-জগৎ পরিসরের শীতল প্রান্তের অন্তর্গত, তবুও নতুন পর্যবেক্ষণগুলি ইঙ্গিত দেয় যে এটি তার তাপমাত্রা যতটা প্রস্তাব করে ততটা অনুর্বর নাও হতে পারে।
HD 3167 b পর্যবেক্ষণের ভেতরে
HD 3167 b পৃথিবী থেকে প্রায় ১৫৪ আলোকবর্ষ দূরে অবস্থিত। এর ব্যাসার্ধ পৃথিবীর প্রায় ১.৬ গুণ এবং ভর পৃথিবীর প্রায় ৪.৮ গুণ, এবং এটি তার K-ধরনের নক্ষত্রকে প্রায় ০.৯৬ পৃথিবী দিনে প্রদক্ষিণ সম্পন্ন করে — আমাদের নিজস্ব গ্রহে একদিনের চেয়েও ছোট একটি বছর।
এর হোস্ট একটি K-ধরনের নক্ষত্র, এমন একটি শ্রেণী যা সূর্যের চেয়ে ছোট এবং শীতল উভয়ই। জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা অনুমান করেন যে K-ধরনের নক্ষত্রগুলি মিল্কি ওয়ে গ্যালাক্সির সবচেয়ে বড় নক্ষত্র জনসংখ্যা গঠন করে, যা তাদের চারপাশে প্রদক্ষিণকারী গ্রহগুলিকে বিশেষভাবে আকর্ষণীয় করে তোলে সেই গবেষকদের জন্য যারা গ্যালাক্সি জুড়ে নির্দিষ্ট গ্রহীয় অবস্থা কতটা সাধারণ হতে পারে তা বুঝতে চেষ্টা করছেন।
সেকেন্ডারি ইক্লিপস দিয়ে একটি গ্রহের তাপ পড়া
HD 3167 b-তে বায়ুমণ্ডল আছে কিনা তা তদন্ত করতে, গবেষণা দল একটি সেকেন্ডারি ইক্লিপসের JWST পর্যবেক্ষণের উপর নির্ভর করেছিল। এই জ্যামিতি আরও পরিচিত ট্রানজিট থেকে আলাদা। একটি ট্রানজিট ঘটে যখন একটি গ্রহ তার নক্ষত্রের সামনে দিয়ে যায়, সংক্ষেপে নক্ষত্রের আলো ম্লান করে। একটি সেকেন্ডারি ইক্লিপস ঘটে যখন গ্রহটি পরিবর্তে তার নক্ষত্রের পিছনে যায়, যা নক্ষত্রের আলোকে গ্রহ নিজে যা নির্গত করছে তা থেকে আলাদা করতে দেয়।
সেই পার্থক্যই নতুন ফলাফলটি সম্ভব করেছিল। যখন JWST তার সেকেন্ডারি ইক্লিপসের সময় HD 3167 b পর্যবেক্ষণ করেছিল, গ্রহের পৃষ্ঠটি গবেষকরা আগে অনুমান করেছিলেন তার চেয়ে অনেক বেশি শীতল বলে প্রমাণিত হয়েছিল।
আশ্চর্যজনকভাবে শীতল পৃষ্ঠের অর্থ কী হতে পারে
গবেষকদের মতে, সেই অপ্রত্যাশিতভাবে নিম্ন তাপমাত্রা গ্রহের পৃষ্ঠ জুড়ে কিছু ঘটছে তা নির্দেশ করতে পারে: দিনের দিকের তাপ রাতের দিকে পুনর্বিতরণ করা হতে পারে। অন্য কথায়, গ্রহটি একটি খালি, বায়ুহীন শিলার মতো তার তাপ মহাকাশে ফিরিয়ে দিচ্ছে না।
দিনের দিক বনাম রাতের দিকের পার্থক্য এখানে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। তাদের নক্ষত্রের এত কাছে প্রদক্ষিণকারী গ্রহগুলি জোয়ার-লকড, অর্থাৎ একটি গোলার্ধ স্থায়ীভাবে নক্ষত্রের দিকে মুখ করে থাকে এবং অন্যটি চিরন্তন অন্ধকারে থাকে। বায়ুমণ্ডল ছাড়া একটি জগতে, সেই বিন্যাস দুটি অর্ধেকের মধ্যে বিশাল তাপমাত্রার পার্থক্য তৈরি করবে — একটি জ্বলন্ত দিনের দিক এবং একটি হিমশীতল রাতের দিক। একটি গোলার্ধ থেকে অন্যটিতে তাপ স্থানান্তরকারী একটি প্রক্রিয়া সেই পার্থক্যকে নরম করবে, এবং বায়ুমণ্ডল ঠিক তা করার জন্য সবচেয়ে স্বাভাবিক প্রার্থীদের একটি।
একটি শীতল লাভা জগৎ যা এখনও বায়ুমণ্ডল ধারণ করতে পারে
সামগ্রিকভাবে, পর্যবেক্ষণগুলি একটি প্রমাণিত সত্যের পরিবর্তে একটি সম্ভাবনার দিকে ইঙ্গিত করে। HD 3167 b-তে বায়ুমণ্ডল থাকতে পারে যদিও এটি সাধারণত গ্যাসীয় আবরণের সাথে যুক্ত লাভা জগৎগুলির চেয়ে শীতল। যদি সেই ব্যাখ্যা টিকে থাকে, তবে এটি সেই সরল অনুমানকে চ্যালেঞ্জ করবে যে কেবল তাপমাত্রাই নির্ধারণ করে একটি লাভা জগৎ বায়ুমণ্ডল রাখবে বা হারাবে।
এই আবিষ্কারটি বিদ্যমান কাঠামোকে উল্টে দেয় না বরং এটিকে চাপ দেয়। উত্তপ্ত লাভা জগৎগুলির বায়ুমণ্ডল বহন করার বিষয়টি নিশ্চিত করা হয়েছে, এবং শীতলগুলির সেগুলি না থাকার বিষয়টি পাওয়া গেছে। HD 3167 b সেই দুটি গোষ্ঠীর মধ্যে অস্বস্তিকর স্থানে অবস্থিত, এবং ঠিক সেই কারণেই এটি আকর্ষণীয়।
এক নজরে মূল তথ্য
- গ্রহ: HD 3167 b, একটি পৃথিবী-আকারের লাভা জগৎ
- দূরত্ব: পৃথিবী থেকে প্রায় ১৫৪ আলোকবর্ষ
- আকার ও ভর: পৃথিবীর ব্যাসার্ধের প্রায় ১.৬ গুণ এবং পৃথিবীর ভরের ৪.৮ গুণ
- কক্ষপথ: একটি K-ধরনের নক্ষত্রকে প্রায় ০.৯৬ পৃথিবী দিনে প্রদক্ষিণ
- যন্ত্র: NASA-র James Webb Space Telescope
- কৌশল: সেকেন্ডারি ইক্লিপস পর্যবেক্ষণ, যখন গ্রহটি তার নক্ষত্রের পিছনে যায়
- মূল ফলাফল: পৃষ্ঠটি আগে অনুমান করা চেয়ে শীতল, যা তাপ পুনর্বিতরণ এবং সম্ভাব্য বায়ুমণ্ডলের ইঙ্গিত দেয়
- প্রকাশনা: The Astrophysical Journal Letters
- গবেষণা দল: মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র, যুক্তরাজ্য, চীন ও স্পেনের বিজ্ঞানীরা
এই ফলাফল কেন গুরুত্বপূর্ণ
লাভা জগৎগুলি চরম গ্রহীয় পদার্থবিজ্ঞানের জন্য প্রাকৃতিক পরীক্ষাগার। যেহেতু তারা তাদের নক্ষত্রের এত কাছে প্রদক্ষিণ করে, তারা এমন বিকিরণ অনুভব করে যা আমাদের সৌরজগতের কোনও গ্রহ সহ্য করে না, এবং তাদের সংক্ষিপ্ত বছর মানে গবেষকরা তুলনামূলকভাবে দ্রুত উত্তাপ ও শীতলতার পুনরাবৃত্ত চক্র পর্যবেক্ষণ করতে পারেন। এই গ্রহগুলির প্রতিটি নতুন পরিমাপ এমন একটি চিত্রে একটি তথ্য বিন্দু যোগ করে যা এখনও অনেকাংশে নির্মাণাধীন।
HD 3167 b বিশেষভাবে মূল্যবান কারণ এটি এমন একটি দিকে নমুনাকে প্রসারিত করে যা মূলত খালি ছিল। যদি শীতল লাভা জগৎগুলি বায়ুমণ্ডল ধরে রাখতে পারে, এমনকি বিরতিহীনভাবে, তবে "খালি শিলা" এবং "গ্যাস-আচ্ছাদিত জগৎ"-এর মধ্যে সীমানা সরল তাপমাত্রা-ভিত্তিক নিয়ম যতটা প্রস্তাব করে তার চেয়ে অস্পষ্ট। এটি পরিবর্তে প্রভাবিত করে কীভাবে জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা একটি গ্রহের জীবনকালে বায়ুমণ্ডলের ক্ষতি ও ধারণের মডেল তৈরি করেন।
যে খোলা প্রশ্নগুলি রয়ে গেছে
সবচেয়ে জরুরি প্রশ্ন হল HD 3167 b-এর সত্যিই বায়ুমণ্ডল আছে কিনা বা অন্য কোনও প্রক্রিয়া তার প্রত্যাশার চেয়ে শীতল পৃষ্ঠ ব্যাখ্যা করে কিনা। একটি গ্যাস আবরণের উপস্থিতি নিশ্চিত করা, এবং সেই আবরণ কী দিয়ে তৈরি তা চিহ্নিত করা, অতিরিক্ত পর্যবেক্ষণ ও বিশ্লেষণ প্রয়োজন হবে। দলের প্রমাণ কৌতূহলোদ্দীপক, তবে এটি একটি রায়ের পরিবর্তে একটি সম্ভাবনার পক্ষে প্রমাণ।
দ্বিতীয় প্রশ্নটি উদ্বেগ করে যে এমন একটি বায়ুমণ্ডল আদৌ কীভাবে টিকতে পারে। শীতল লাভা জগৎগুলির বায়ুমণ্ডল নেই বলে মনে করা হয়েছিল একটি কারণবশত, এবং HD 3167 b-এর মতো একটি গ্রহকে একটি ধরে রাখতে কী দেয় তা বোঝা — যদি এটি ধরে রাখে — স্বল্প-কালের গ্রহগুলিতে বায়ুমণ্ডলীয় পলায়ন এবং পৃষ্ঠ মিথস্ক্রিয়ার মডেলগুলিকে তীক্ষ্ণ করবে।
আপাতত, HD 3167 b একটি স্মারক হিসেবে দাঁড়িয়ে আছে যে গ্যালাক্সির সবচেয়ে চরম গ্রহগুলি বিজ্ঞানীরা তাদের জন্য লেখা নিয়মগুলি খুব কমই অনুসরণ করে। JWST লাভা জগৎগুলি পর্যবেক্ষণ চালিয়ে যাওয়ার সাথে সাথে, আগামী বছরগুলি প্রকাশ করবে এই শীতল ব্যতিক্রমটি একটি ব্যতিক্রম কিনা বা শ্রেণীটিরই পুনর্বিবেচনা প্রয়োজন এমন একটি প্রথম লক্ষণ।
এই নিবন্ধটি Universe Today-এর প্রতিবেদনের উপর ভিত্তি করে। মূল নিবন্ধ পড়ুন।
Originally published on universetoday.com
