জেমস ওয়েবের পর্যবেক্ষণে সুপারজায়ান্ট গ্রহ কীভাবে তৈরি হয় তা নিয়ে বিতর্ক আরও তীক্ষ্ণ হয়েছে

গ্রহের সংজ্ঞার প্রান্তে এক ভারী জগত

James Webb Space Telescope ব্যবহার করে জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা 29 Cygni b-এর দিকে নজর দিয়েছেন, যা একটি অস্বাভাবিকভাবে বিশাল গ্যাস দানব এবং সবচেয়ে বড় গ্রহগুলো কীভাবে তৈরি হয় তা পরিষ্কার করতে সাহায্য করতে পারে। বস্তুটি পৃথিবী থেকে প্রায় 133 আলোকবর্ষ দূরে এবং এর ভর বৃহস্পতির প্রায় 15 গুণ, যা একে সেই অস্পষ্ট সীমানার কাছাকাছি নিয়ে যায় যেখানে বিশাল গ্রহগুলো ব্যর্থ নক্ষত্রের মতো দেখাতে শুরু করে।

এই সীমানা গুরুত্বপূর্ণ, কারণ গ্রহবিজ্ঞানে এখনো সবচেয়ে চরম গ্যাস দানবগুলোর গঠনের জন্য একটি স্থির ব্যাখ্যা নেই। ছোট জগৎগুলো সাধারণত নিচ থেকে উপরে গঠনের প্রক্রিয়ায় তৈরি হয় বলে ধরা হয়, যেখানে শিলা ও বরফের কণাগুলো ধীরে ধীরে একে অপরের সঙ্গে লেগে বড় দেহ তৈরি করে। কিন্তু 29 Cygni b-এর মতো ভরী জগতের জন্য সেই মডেল ধরে রাখা কঠিন। কোনো গ্রহ যখন সাধারণত গ্রহ-ভর হিসেবে ধরা হয় তার উচ্চ সীমার কাছাকাছি যায়, তখন জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের প্রশ্ন করতে হয়, সেটি আদৌ গ্রহের মতো করেই তৈরি হয়েছিল কি না।

নতুন Webb-ভিত্তিক বিশ্লেষণটি কেবল আরেকটি exoplanet-কে তালিকায় যোগ করছে না। এটি ক্ষেত্রটির সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্নগুলোর একটির মুখোমুখি হচ্ছে: সবচেয়ে বড় গ্যাস দানবগুলো কি সাধারণ গ্রহ-নির্মাণের ফল, নাকি তাদের কিছু আরও নক্ষত্র-সদৃশ উপায়ে, সরাসরি ধসের মাধ্যমে গঠিত হয়।

নিচ থেকে উপরে বনাম উপরে থেকে নিচে গঠন

সূত্রের পাঠ্যটি সমস্যাটিকে দুটি বিস্তৃত গঠন-পথের মধ্যে প্রতিযোগিতা হিসেবে তুলে ধরেছে। প্রচলিত নিচ থেকে উপরে মডেলে, ছোট কঠিন কণাগুলি বড় কোরে জমা হয় এবং শেষে পুরু গ্যাসীয় আবরণ সংগ্রহ করে। এই প্রক্রিয়াটি অনেক গ্রহ ব্যাখ্যা করতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, বিশেষ করে এমন ব্যবস্থায় যেখানে কঠিন পদার্থ ও গ্যাস যথেষ্ট সময় ধরে থাকে যাতে কাঠামো ধাপে ধাপে তৈরি হতে পারে।

তবে 29 Cygni b-এর মতো একটি জগতের জন্য সেই পথটি চাপের মধ্যে পড়তে পারে। প্রায় 15 বৃহস্পতি-ভরের এই গ্রহ এমন এক অঞ্চলে রয়েছে, যেখানে নিছক আকার ধীরে ধীরে বৃদ্ধির মডেলকে জটিল করে তোলে। সেই কারণেই জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা এমন বস্তুর জন্য প্রায়ই একটি উপরের-থেকে-নিচের বিকল্প বিবেচনা করেন: প্রোটোপ্ল্যানেটারি পরিবেশে ঘন পদার্থের সরাসরি ধস। সেই পরিস্থিতিতে, একটি বিশাল দেহ আরও হঠাৎ তৈরি হয়, যেমন একটি নক্ষত্র-জাতীয় বস্তু মাধ্যাকর্ষণীয় ধস থেকে আসে, স্তরে স্তরে পদার্থ জমিয়ে ধ্রুপদি গ্রহের মতো নয়।

29 Cygni b-এর আসল বৈজ্ঞানিক মূল্য হল, তার বায়ুমণ্ডল কোন পথটি প্রাধান্য পেয়েছে তার সূত্র ধরে রাখে কি না। Webb-এর সংবেদনশীলতা এ ধরনের কাজের জন্য বিশেষভাবে উপযোগী, কারণ বায়ুমণ্ডলীয় গঠন দেখিয়ে দিতে পারে কোনো জগৎ কীভাবে এবং কোথায় তার উপাদান সংগ্রহ করেছে।

গঠনই কেন মূল সূত্র

প্রদত্ত প্রতিবেদনে বলা হয়েছে, 29 Cygni b-তে ভারী উপাদানের পরিমাণ পৃথিবীর তুলনায় প্রায় 150 গুণ বেশি। এই ধরনের সমৃদ্ধি গঠন-বিতর্কের কেন্দ্রে রয়েছে। যদি কোনো বিশাল গ্যাস দানবের মধ্যে ভারী উপাদানের স্পষ্ট ছাপ থাকে, তবে জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা সেই তথ্য ব্যবহার করে পরীক্ষা করতে পারেন বস্তুটি কি কঠিন-সমৃদ্ধ নির্মাণ উপাদান থেকে গড়ে উঠেছিল, নাকি ধস-চালিত প্রক্রিয়ায় উদ্ভূত হয়েছিল; এই দুই পদ্ধতিতে ভিন্ন রাসায়নিক চিহ্ন তৈরি হয়।

গঠন সব প্রশ্নের উত্তর একা দেয় না, কিন্তু সম্ভাব্য গল্পগুলো সীমিত করে। exoplanet বিজ্ঞান ক্রমশ এই ধরনের অনুমানের ওপর নির্ভর করছে: বায়ুমণ্ডলীয় ছাপ ব্যবহার করে গঠনের লুকানো ইতিহাস পুনর্গঠন করা। James Webb Space Telescope এ কাজে বিশেষভাবে উপযোগী, কারণ এটি গবেষকদের এমন জগতগুলো বিশদে দেখতে দেয় যা আগের পর্যবেক্ষণযন্ত্রের জন্য খুব দূরে, খুব ম্লান, বা খুব জটিল ছিল।

সেই অর্থে, 29 Cygni b কেবল একটি কৌতূহল নয়, বরং একটি ক্যালিব্রেশন পয়েন্ট। গবেষকরা যদি বুঝতে পারেন একটি সুপারজায়ান্ট বিশ্ব কীভাবে তৈরি হয়েছে, তাহলে তারা অন্যান্য এমন বস্তুর ব্যাখ্যার জন্য ব্যবহৃত কাঠামো আরও ভালোভাবে নির্মাণ করতে পারবেন, যেগুলো বিশাল গ্রহ ও brown-dwarf সদৃশ বস্তুর মাঝামাঝি অস্পষ্ট অঞ্চলে অবস্থান করে।

গ্রহ-নক্ষত্র বিভাজনরেখা এখনো অমীমাংসিত

29 Cygni b-র প্রতি আগ্রহ একটি বড় শ্রেণিবিন্যাসগত সমস্যাকেও প্রতিফলিত করে। জ্যোতির্বিজ্ঞান প্রায়ই এমন শ্রেণির ওপর নির্ভর করে যেগুলো কার্যকর, কিন্তু অপূর্ণ, আর ভর বাড়ার সঙ্গে সঙ্গে “গ্রহ” লেবেলটি কম স্থিতিশীল হয়ে পড়ে। প্রায় 15 বৃহস্পতি-ভরের কাছাকাছি কোনো বস্তু এমন এক পরিসরে প্রবেশ করে যেখানে বিশাল গ্রহ ও উপনাক্ষত্রিক বস্তুর পার্থক্য কেবল ভর দিয়ে আর স্পষ্ট থাকে না।

এই কারণেই নিবন্ধটি জোর দিয়ে বলেছে যে Webb-এর পর্যবেক্ষণ গ্রহ ও নক্ষত্রের মধ্যে রেখা নির্ধারণে সাহায্য করতে পারে। বিষয়টি নয় যে 29 Cygni b-কে হঠাৎ করে নক্ষত্র হিসেবে পুনরায় শ্রেণিবদ্ধ করা হচ্ছে। বরং এর বৈশিষ্ট্য জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের আরও সতর্কভাবে ভাবতে বাধ্য করে যে শ্রেণির নামগুলো আসলে কী ধারণ করে। এগুলো কি প্রধানত ভরের লেবেল? নাকি গঠনের ইতিহাসের? নাকি অভ্যন্তরীণ পদার্থবিজ্ঞানের? এই ধরনের জগতগুলো সেই পছন্দগুলোকে দৃশ্যমান করে।

exoplanet আবিষ্কার চলতে থাকলে এই সমস্যা কম নয়, বরং আরও সাধারণ হবে। এখন দূরবীক্ষণগুলো এমন বৈচিত্র্যময় বস্তু খুঁজে পাচ্ছে যে প্রান্তিক উদাহরণগুলো আর বিরল ব্যতিক্রম নয়। তারা ক্ষেত্রটির মূল সংজ্ঞাগুলোই গড়ে তুলছে।

Webb কীভাবে exoplanet বিজ্ঞান বদলাচ্ছে

James Webb Space Telescope বিস্তৃত জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক লক্ষ্য নিয়ে তৈরি হলেও, এর সবচেয়ে শক্তিশালী প্রভাবের একটি হয়েছে exoplanet characterization-এ। শুধু একটি গ্রহ আছে তা জানার বদলে Webb দেখাতে সাহায্য করতে পারে সেটি কেমন এবং কীভাবে তৈরি হতে পারে। গ্রহ গণনা থেকে সেগুলোকে বোঝার দিকে এই রূপান্তর বর্তমান দশকের অন্যতম বড় বৈজ্ঞানিক পরিবর্তন।

29 Cygni b-এর ক্ষেত্রে Webb-এর ভূমিকা হলো একটি বিস্তৃত তাত্ত্বিক বিতর্ককে আরও পরীক্ষাযোগ্য করে তোলা। পুরোনো যন্ত্রগুলো যেটা প্রায়ই পারত না, সেইভাবে এই দূরবীক্ষণটি জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের বায়ুমণ্ডলীয় প্রমাণকে গঠন-মডেলের সঙ্গে যুক্ত করতে দেয়। ফলাফল হলো সব সুপারজায়ান্ট জগত কীভাবে তৈরি হয় তার চূড়ান্ত উত্তর নয়, বরং আরও তীক্ষ্ণ, প্রমাণ-নির্ভর যুক্তি।

বাস্তবে বিজ্ঞান প্রায়ই এভাবেই এগোয়। একটি একক বস্তু হয়তো পুরো ক্ষেত্রের সবচেয়ে বড় অনিশ্চয়তা সমাধান করে না। কিন্তু সঠিক সময়ে সঠিক যন্ত্র দিয়ে দেখা কিছু বস্তু তত্ত্বকে আরও নির্দিষ্ট হতে বাধ্য করতে পারে। 29 Cygni b তেমনই একটি ঘটনা বলে মনে হচ্ছে।

এই গল্পটি কেন গুরুত্বপূর্ণ

• 29 Cygni b বিশাল গ্রহ ও নক্ষত্র-সদৃশ বস্তুর মাঝের অস্পষ্ট সীমানার কাছে অবস্থান করছে।
• এর গঠনবৈশিষ্ট্য জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের ধীরে ধীরে কোর বৃদ্ধি ও সরাসরি ধস-ভিত্তিক গঠন মডেলের মধ্যে পার্থক্য করতে সাহায্য করতে পারে।
• Webb exoplanet বিজ্ঞানকে শুধু শনাক্তকরণ থেকে এগিয়ে বিস্তারিত ভৌত ব্যাখ্যার দিকে নিয়ে যাচ্ছে।

এই নিবন্ধটি Space.com-এর প্রতিবেদনের ভিত্তিতে লেখা। মূল নিবন্ধ পড়ুন.