JWST একটি অন্ধকার, বায়ুহীন সুপার-আর্থ খুঁজে পেল এবং তার পৃষ্ঠ সরাসরি পড়ে ফেলল

একটি পাথুরে বহির্গ্রহ আরও স্পষ্ট হয়ে উঠল

জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপ এখন পর্যন্ত অধ্যয়ন করা সবচেয়ে কঠোর পাথুরে পৃথিবীগুলোর একটি, LHS 3844 b-এর আরও কাছ থেকে চেহারা দেখিয়েছে: এটি একটি সুপার-আর্থ, যা প্রায় 48 আলোকবর্ষ দূরে একটি নক্ষত্রকে প্রদক্ষিণ করছে। অনানুষ্ঠানিকভাবে Kua'kua নামে পরিচিত এই গ্রহটি অন্ধকার, গরম, পাথুরে এবং বায়ুমণ্ডলহীন বলে মনে হয়। এই সিদ্ধান্তটি নিজেই গুরুত্বপূর্ণ, কিন্তু এর আরও গভীর তাৎপর্য পদ্ধতিগত। গবেষকেরা JWST-কে কেবল গ্রহের বিস্তৃত বৈশিষ্ট্য অনুমান করার জন্য ব্যবহার করেননি। তারা সরাসরি পৃষ্ঠ থেকে আসা আলো শনাক্ত করেছেন এবং সেই আলো ব্যবহার করে পৃষ্ঠটি কী দিয়ে গঠিত হতে পারে তা পরীক্ষা করেছেন।

LHS 3844 b প্রথম 2018 সালে TESS শনাক্ত করে, যখন এটি তার হোস্ট নক্ষত্রের সামনে দিয়ে অতিক্রম করছিল। এটি পৃথিবীর চেয়ে প্রায় 30 শতাংশ বড় এবং একটি লাল বামনের চারপাশে প্রতি 11 ঘণ্টায় একটি জোয়ার-আবদ্ধ কক্ষে ঘোরে, অর্থাৎ একটি দিক সবসময় নক্ষত্রের দিকে মুখ করে থাকে। দিনের দিকটি প্রায় 1000 কেলভিন পর্যন্ত পৌঁছে যায়, ফলে এটি পৃথিবীর মতো কিছুর বদলে অতিতপ্ত বুধের সঙ্গে বেশি তুলনীয় পরিবেশ তৈরি করে। এই কঠোরতা, বিপরীতভাবে, এটিকে অধ্যয়ন করা সহজ করে। দাহ্য, বায়ুহীন দিনের দিক এতটাই শক্তিশালীভাবে ইনফ্রারেড আলো বিকিরণ করে যে JWST একটি ব্যবহারযোগ্য সংকেত আহরণ করতে পারে।

বায়ুমণ্ডল থেকে নগ্ন শিলা

বহির্গ্রহবিজ্ঞানের বড় অংশ বায়ুমণ্ডলকে ঘিরে। সেসব গ্যাসীয় আবরণ গঠন, তাপমাত্রার বিন্যাস, এবং কিছু ক্ষেত্রে, বাসযোগ্যতার প্রলোভনস্বরূপ ইঙ্গিত দিতে পারে। কিন্তু বায়ুমণ্ডলহীন পাথুরে গ্রহও বৈজ্ঞানিকভাবে মূল্যবান। তারা গ্রহের পৃষ্ঠকে সরাসরি বোঝার একটি পথ দেয়, যা তার উপর থাকা গ্যাস পড়ার তুলনায় অনেক কঠিন।

সেইখানেই JWST-এর Mid-Infrared Instrument, বা MIRI, বিশেষভাবে শক্তিশালী হয়ে ওঠে। Sebastian Zieba এবং Laura Kreidberg-এর নেতৃত্বাধীন একটি দল MIRI ব্যবহার করে গ্রহটির দিনের দিক থেকে আসা ইনফ্রারেড বিকিরণ বিশ্লেষণ করে। এরপর তারা প্রাপ্ত স্পেকট্রামকে পৃথিবী, চাঁদ এবং মঙ্গলের জানা শিলা ও খনিজের গ্রন্থাগারের সঙ্গে তুলনা করেন। প্রতিবেদনে বর্ণিত ফলাফল অনুযায়ী, পৃথিবীর ভূত্বকের মতো পৃষ্ঠের সম্ভাবনা বাতিল হয়ে যায়, যা সাধারণত গ্রানাইটের মতো সিলিকেট শিলায় সমৃদ্ধ।

এর বদলে, তথ্য ম্যান্টল-ধরনের পদার্থ বা লাভা শিলার সঙ্গে বেশি সামঞ্জস্যপূর্ণ। সহজ কথায়, Kua'kua পৃথিবীর মহাদেশগুলো থেকে পরিচিত ভূত্বকজাত পদার্থে আচ্ছাদিত কোনো পাথুরে গ্রহের মতো দেখায় না। এটি বরং একটি উন্মোচিত, অন্ধকার, তীব্রভাবে উত্তপ্ত বিশ্বের মতো, যার পৃষ্ঠের গঠন সম্ভবত গভীর গ্রহীয় স্তর বা ব্যাপক আগ্নেয় শিলাকে প্রতিফলিত করে।

বায়ুমণ্ডল নেই, ঢালও নেই

বায়ুমণ্ডলের অনুপস্থিতি ব্যাখ্যার কেন্দ্রে। একটি বায়ুমণ্ডল তাপ পুনর্বণ্টন করে, তাপমাত্রার বৈপরীত্য নরম করে, এবং ইনফ্রারেড স্পেকট্রামে শক্তিশালী চিহ্ন রেখে যেতে পারে। তা না থাকলে, দিনের দিক অবিরাম উত্তপ্ত হতে থাকে এবং নির্গত আলো আরও সরাসরি পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্য প্রতিফলিত করে। Laura Kreidberg-এর সারসংক্ষেপ স্পষ্ট: একটি অন্ধকার, উত্তপ্ত, জনশূন্য শিলা, যার কোনো বায়ুমণ্ডল নেই।

এই সিদ্ধান্তটি এই বাড়তে থাকা উপলব্ধির সঙ্গে মিলে যায় যে লাল বামনের চারপাশে থাকা বহু নিকটবর্তী পাথুরে গ্রহ চরম স্থান হতে পারে। লাল বামনই ছায়াপথের সবচেয়ে সাধারণ নক্ষত্র, তাই তাদের গ্রহগুলো প্রায়ই গবেষণার লক্ষ্য। কিন্তু সংখ্যাধিক্য বাসযোগ্যতা বোঝায় না। এই নক্ষত্রগুলোর খুব কাছাকাছি ঘোরা বিশ্বগুলো জোয়ার-আবদ্ধ হতে পারে, তীব্র বিকিরণে আক্রান্ত হতে পারে, এবং ভূতাত্ত্বিক বা বায়ুমণ্ডলীয়ভাবে এমনভাবে পরিবর্তিত হতে পারে যে পৃথিবীর সঙ্গে সহজ তুলনা সম্ভব নয়।

তবু, ওই গ্রহগুলো মূল্যবান পরীক্ষাগারই রয়ে যায়। যদি জ্যোতির্বিদরা ইনফ্রারেড স্পেকট্রা ব্যবহার করে ভূত্বকীয় পৃষ্ঠকে ম্যান্টল-সদৃশ পদার্থ বা ঠান্ডা হওয়া লাভা থেকে আলাদা করতে শিখতে পারেন, তবে তারা পাথুরে বহির্গ্রহের জন্য আরও সমৃদ্ধ শ্রেণিবিন্যাস ব্যবস্থার কাছাকাছি পৌঁছাবেন। দীর্ঘমেয়াদে এটি গুরুত্বপূর্ণ, কারণ ভবিষ্যতের আবিষ্কারে এমন বহু বিশ্ব থাকবে যেখানে বায়ুমণ্ডল, পৃষ্ঠ এবং ভূতত্ত্ব সবই পরস্পরের সঙ্গে জড়িত।

সরাসরি পৃষ্ঠ শনাক্তকরণ কেন গুরুত্বপূর্ণ

দূরের কোনো পাথুরে গ্রহের পৃষ্ঠ থেকে আলো শনাক্ত করা এই ক্ষেত্রের জন্য একটি বড় পদক্ষেপ। বহির্গ্রহগুলো ম্লান এবং সাধারণত তাদের নক্ষত্রের ঝলকে ডুবে থাকে। খনিজ টেমপ্লেটের সঙ্গে তুলনা করার মতো যথেষ্ট নির্ভুল দিনের দিকের সংকেত বের করে আনা JWST-এর সংবেদনশীলতা এবং বর্তমান বিশ্লেষণ পদ্ধতির পরিপক্বতা, উভয়কেই দেখায়। এটি একটি বহির্গ্রহকে আবিষ্কারের তালিকায় একটি বিন্দু থেকে আরও পাঠযোগ্য পরিচয়সম্পন্ন এক ভূ-ভৌতিক বস্তুর রূপ দেয়।

অবশ্য সেই পরিচয় এখনও অসম্পূর্ণ। বিজ্ঞানীরা বাস্তব নমুনার বদলে মডেল ও তুলনার ওপর নির্ভর করছেন। পৃষ্ঠে ঠিক কোন পদার্থ প্রাধান্য পাচ্ছে, সে বিষয়ে অনিশ্চয়তার জায়গা আছে। কিন্তু পৃথিবীর ভূত্বকের অনুরূপ কোনো উপাদান বাতিল করতে পারা নিজেই তথ্যবহুল। এটি সম্ভাবনাকে সংকুচিত করে এবং দেখায় যে তুলনামূলক ছোট পাথুরে গ্রহও, পর্যবেক্ষণের জ্যামিতি অনুকূল হলে, বিস্ময়করভাবে বিশদ সূত্র দিতে পারে।

এই গবেষণা সৌরজগতের বাইরে তুলনামূলক গ্রহবিজ্ঞানের ভবিষ্যতেরও ইঙ্গিত দেয়। দশকের পর দশক, জ্যোতির্বিদরা কেবল চাঁদ, মঙ্গল, শুক্র, এবং বুধের মতো কাছের বিশ্বের ক্ষেত্রে বিশদে গ্রহীয় ভূতত্ত্ব করতে পেরেছেন। Webb সেই সীমানা বিস্তৃত করতে শুরু করেছে। যদি বহির্গ্রহের পৃষ্ঠ-সংগঠন অনুমান করা যায়, তবে দূরের পাথুরে বিশ্বের শ্রেণিবিন্যাস কেবল আকার ও তাপমাত্রার সহজ বিভাগগুলোর চেয়ে অনেক বেশি সমৃদ্ধ হয়ে উঠবে।

সুপার-আর্থ, কিন্তু পৃথিবীর জুড়ি নয়

“সুপার-আর্থ” একটি বিভ্রান্তিকর নাম হতে পারে, কারণ এটি মূলত আকার বোঝায়, বাসযোগ্যতা নয়। LHS 3844 b পৃথিবীর চেয়ে মাত্র প্রায় 30 শতাংশ বড়, কিন্তু অন্য প্রায় সবকিছুই এটিকে পৃথিবীর জুড়ি হওয়ার বিপরীত দিকে রাখে। এটি তার নক্ষত্রকে মাত্র 11 ঘণ্টায় প্রদক্ষিণ করে। এটি জোয়ার-আবদ্ধ। এর দিনের দিক জ্বলছে। এবং এর পৃষ্ঠ জনশূন্য ও বায়ুহীন বলে মনে হয়।

এই বৈপরীত্যটি উপকারী। এটি জ্যোতির্বিদ এবং সাধারণ মানুষ উভয়কেই মনে করিয়ে দেয় যে পাথুরে গ্রহ নানা রূপে আসে, এবং পৃথিবী-সদৃশ আকার মানেই পৃথিবী-সদৃশ অবস্থা নয়। Kua'kua হয়তো বৃহস্পতির চেয়ে বড় করা বুধের মতোই, যেখানে নিরলস নাক্ষত্রিক উত্তাপের নিচে উন্মুক্ত পৃষ্ঠ-পদার্থের বাড়তি আকর্ষণ রয়েছে।

JWST-এর এই বিশ্বের পর্যবেক্ষণ পাথুরে বহির্গ্রহ নিয়ে সব প্রশ্নের উত্তর দেবে না, তবে এটি কী কী মাপা যায় তাতে এক পরিবর্তনের চিহ্ন। জ্যোতির্বিদরা আর শুধু ছোট কোনো গ্রহ আছে কি না, সেই প্রশ্নেই সীমাবদ্ধ নন। তারা এখন তার পৃষ্ঠ কেমন, সেটি জানতে শুরু করেছেন। 48 আলোকবর্ষ দূরের একটি জনশূন্য বিশ্বের জন্য, এটি একটি অসাধারণ অগ্রগতি।

• JWST তার MIRI যন্ত্র ব্যবহার করে LHS 3844 b-এর উত্তপ্ত দিনের দিকটি অধ্যয়ন করেছে।
• সুপার-আর্থটি একটি অন্ধকার, জনশূন্য পাথুরে বিশ্ব বলে মনে হয়, যার কোনো বায়ুমণ্ডল নেই।
• ইনফ্রারেড স্পেকট্রাম পৃথিবীর ভূত্বকের মতো পৃষ্ঠকে নাকচ করে এবং ম্যান্টল বা লাভা শিলার দিকে ইঙ্গিত করে।

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