একটি ঠান্ডা গ্যাস দানব মূল্যবান বায়ুমণ্ডলীয় সংকেত দেয়
জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপ পৃথিবী থেকে প্রায় 335 আলোকবর্ষ দূরে সূর্য-সদৃশ একটি নক্ষত্রকে প্রদক্ষিণকারী শনি-আকারের এক্সোপ্ল্যানেট TOI-199b-এর বায়ুমণ্ডলে মিথেন শনাক্ত করেছে। ফলটি শুধু মিথেন শনাক্ত হয়েছে বলেই নয়, বরং এই গ্রহটি তুলনামূলকভাবে কম-অনুসন্ধান করা এক শ্রেণির জগতে পড়ে বলেও উল্লেখযোগ্য: উষ্ণমিতি-সদৃশ গ্যাস দানব।
The Astronomical Journal-এ প্রকাশিত গবেষণা অনুযায়ী, TOI-199b-এর ভর 0.17 জুপিটার এবং ব্যাসার্ধ 0.81 জুপিটার। এটি তার আবাসিক নক্ষত্রকে প্রতি 104.9 দিনে একবার প্রদক্ষিণ করে এবং এর আনুমানিক তাপমাত্রা প্রায় 79 ডিগ্রি সেলসিয়াস। ফলে এটি এখন পর্যন্ত বহু বায়ুমণ্ডলীয় গবেষণায় আধিপত্য করা গরম গ্যাস দানবগুলোর তুলনায় অনেক বেশি ঠান্ডা।
এটি গুরুত্বপূর্ণ, কারণ একটি গ্রহের বায়ুমণ্ডলে কী প্রত্যাশিত হবে তা তাপমাত্রা গভীরভাবে নির্ধারণ করে। ঠান্ডা গ্যাস দানবের মডেলগুলো দীর্ঘদিন ধরে ইঙ্গিত দিচ্ছে যে মিথেন থাকা উচিত, কিন্তু তার স্পষ্ট পর্যবেক্ষণগত নিশ্চিতকরণ পাওয়া কঠিন ছিল। সে অর্থে, TOI-199b আরেকটি এক্সোপ্ল্যানেট তথ্যবিন্দুর চেয়ে বেশি কিছু। এটি গবেষকদের পরীক্ষা করার সুযোগ দেয় যে দীর্ঘদিনের বায়ুমণ্ডলীয় পূর্বাভাস বাস্তব কোনো জগতে কতটা টিকে থাকে।
ওয়েব কীভাবে শনাক্তকরণটি করল
এই পর্যবেক্ষণে ট্রান্সমিশন স্পেকট্রোস্কপি ব্যবহার করা হয়েছে, যা এক্সোপ্ল্যানেট বিজ্ঞানের সবচেয়ে শক্তিশালী হাতিয়ারগুলোর একটি। যখন কোনো গ্রহ তার নক্ষত্রের সামনে দিয়ে যায়, তখন নক্ষত্রের আলোর একটি ক্ষুদ্র অংশ গ্রহের বায়ুমণ্ডল অতিক্রম করে টেলিস্কোপে পৌঁছায়। ভিন্ন ভিন্ন অণু আলোর ভিন্ন ভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্য শোষণ করে, ফলে স্পেকট্রামে শনাক্তযোগ্য চিহ্ন রেখে যায়।
JWST-এর সাহায্যে গবেষণা দলটি এই পদ্ধতিই ব্যবহার করেছে। TOI-199b-এর ট্রানজিট চলাকালীন নক্ষত্রের আলো কীভাবে পরিবর্তিত হয়েছে তা বিশ্লেষণ করে জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা গ্রহটির গ্যাসীয় আবরণে মিথেন শনাক্ত করেন। প্রতিবেদনে আরও বলা হয়েছে যে কার্বন ডাইঅক্সাইড এবং অ্যামোনিয়া বায়ুমণ্ডলের সম্ভাব্য অণু হতে পারে, যদিও উৎস পাঠ্যে হাইলাইট করা নিশ্চিত সংকেতটি মিথেনই।
ইনফ্রারেড তরঙ্গদৈর্ঘ্যে উচ্চ সংবেদনশীলতার কারণে JWST এই কাজের জন্য বিশেষভাবে উপযোগী, কারণ বহু গুরুত্বপূর্ণ বায়ুমণ্ডলীয় অণু সেখানেই তাদের সবচেয়ে শক্তিশালী স্বাক্ষর রেখে যায়। এই সক্ষমতা ইতিমধ্যে পর্যবেক্ষণকেন্দ্রটিকে এক্সোপ্ল্যানেট বায়ুমণ্ডল বিজ্ঞানের কেন্দ্রে পরিণত করেছে, তবে প্রতিটি সফল পর্যবেক্ষণই কোন ধরনের গ্রহ সবচেয়ে কার্যকরভাবে অধ্যয়ন করা যায় এবং কী ধরনের পরিমাপ বাস্তবসম্মত, তা নির্ধারণে সাহায্য করে।
উষ্ণমিতি-সদৃশ গ্যাস দানব কেন গুরুত্বপূর্ণ
গ্রহীয় ব্যবস্থায় গ্যাস দানব সাধারণ, কিন্তু বায়ুমণ্ডল তুলনার জন্য সবগুলো সমানভাবে তথ্যবহ নয়। সবচেয়ে নিবিড়ভাবে অধ্যয়ন করা বহু উদাহরণ তাদের নক্ষত্রের খুব কাছাকাছি থাকে, ফলে সেগুলো গরম, স্ফীত এবং পর্যবেক্ষণে সহজ হয়। এসব গ্রহ ক্ষেত্রটির শুরুর বহু অগ্রগতিতে বড় ভূমিকা রেখেছে, কিন্তু তারা প্রতিটি গ্যাস-দানব পরিবেশের প্রতিনিধিত্ব করে না।
উষ্ণমিতি-সদৃশ গ্যাস দানব সেই ঘাটতির কিছুটা পূরণ করে। তাদের ঠান্ডা পরিবেশ এমন অণু সংরক্ষণ করতে পারে, যা গরম বায়ুমণ্ডলে বদলে যেতে পারে বা ব্যাখ্যা করা কঠিন হয়। মিথেন এসব অণুর মধ্যে অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ, কারণ সঠিক তাপমাত্রা ও রাসায়নিক অবস্থায় এটি প্রধান কার্বন-বাহী প্রজাতিগুলোর একটি হওয়ার কথা।
এই কারণেই TOI-199b-এর ফলটি বৈজ্ঞানিকভাবে উপকারী, যদিও গ্রহটি নিজে বসবাসযোগ্য নয়। একটি উষ্ণমিতি-সদৃশ দানবে মিথেন-ধারী বায়ুমণ্ডল বৃহত্তর পরিসরের গ্রহ ব্যাখ্যার জন্য ব্যবহৃত মডেলগুলোকে ভিত্তি দেয়। এটি এ বিশ্বাসও বাড়ায় যে তত্ত্ব থেকে অনুমিত রসায়ন যথেষ্ট উন্নত যন্ত্র থাকলে বাস্তব মহাবিশ্বে দৃশ্যমান।
প্রতিবেদনে TOI-199b-কে মিথেন থাকা প্রথম উষ্ণমিতি-সদৃশ গ্যাস দানব এক্সোপ্ল্যানেট হিসেবে বর্ণনা করা হয়েছে। এই পরিচয় যদি বজায় থাকে, তবে গ্রহটি ভবিষ্যৎ তুলনামূলক গবেষণার প্রাথমিক মানদণ্ড হয়ে উঠবে।
মডেল নিশ্চিতকরণও গল্পের অংশ
এক্সোপ্ল্যানেট বিজ্ঞানকে প্রায়ই বিস্ময়ের খোঁজ হিসেবে উপস্থাপন করা হয়, কিন্তু নিশ্চিতকরণও সমান গুরুত্বপূর্ণ। এই ক্ষেত্রে গবেষণা দল ওয়েবের পর্যবেক্ষণকে উষ্ণমিতি-সদৃশ গ্যাস দানবের দীর্ঘদিনের মডেলের সঙ্গে তুলনা করে সামঞ্জস্য পেয়েছে। এই মিল গুরুত্বপূর্ণ, কারণ এটি দেখায় যে বায়ুমণ্ডলীয় তত্ত্ব অন্তত কিছু ঠান্ডা গ্যাস-দানব জগতে প্রত্যাশিত রসায়ন সফলভাবে অনুমান করতে পারে।
মডেল যাচাই সম্পূর্ণ অপ্রত্যাশিত আবিষ্কারের মতো নাটকীয় নাও শোনাতে পারে, কিন্তু ক্ষেত্রটিকে আরও নির্ভুল করে তোলে এটাই। যখন কোনো পর্যবেক্ষণ তত্ত্বের সঙ্গে মিলে যায়, তখন জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা সেসব মডেল ব্যবহার করে সমৃদ্ধি নির্ণয়, অন্য অণু পূর্বাভাস, এবং কোন কোন গ্রহে অতিরিক্ত পর্যবেক্ষণ সময় দেওয়া উচিত তা নির্ধারণে আরও আস্থা পান।
উৎস পাঠ্যে গবেষক Renyu Hu-কে উদ্ধৃত করে বলা হয়েছে, অতিরিক্ত পর্যবেক্ষণ TOI-199b-এর বায়ুমণ্ডলে গ্যাসগুলোর আপেক্ষিক প্রাচুর্য নির্ধারণে সাহায্য করতে পারে। পরের ধাপটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। একটি অণু শনাক্ত করা এক মাইলফলক; অন্যান্য উপাদানের তুলনায় সেটি কতটা উপস্থিত, তা নির্ধারণ করলেই বায়ুমণ্ডলীয় ব্যাখ্যা আরও সমৃদ্ধ হয়।
আপেক্ষিক প্রাচুর্যের তথ্য গবেষকদের গঠন, রসায়ন এবং তাপীয় কাঠামো সম্পর্কে ধারণা পরীক্ষা করতে সাহায্য করতে পারে। এটি আরও দেখাতে পারে কোনো গ্রহ তার শ্রেণির জন্য রাসায়নিকভাবে সাধারণ কি না, নাকি আরও জটিল ইতিহাসসহ একটি ব্যতিক্রম।
এই শনাক্তকরণ কী বোঝায়, আর কী বোঝায় না
মিথেন গ্রহবিজ্ঞানে অত্যন্ত আগ্রহের একটি অণু, কিন্তু প্রেক্ষাপট গুরুত্বপূর্ণ। TOI-199b-তে এর তাৎপর্য জীববিজ্ঞানের নয়, বায়ুমণ্ডলীয় রসায়নের সঙ্গে যুক্ত। গ্রহটি একটি গ্যাস দানব, এবং এই ফলাফল জীবন সম্পর্কে কিছুই বলে না। বরং এটি জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের জানায় যে বর্তমান যন্ত্রপাতি ব্যবহার করে একটি ঠান্ডা গ্যাস-দানব গ্রহে একটি গুরুত্বপূর্ণ পূর্বাভাসিত অণু পরিমাপ করা সম্ভব।
জনপ্রিয় প্রতিবেদনে মিথেনকে অতিরিক্ত অর্থ দেওয়ার ঝুঁকি থাকায় এই পার্থক্যটি গুরুত্বপূর্ণ। এখানে প্রকৃত অগ্রগতি পদ্ধতিগত এবং তুলনামূলক। ওয়েব দেখিয়েছে যে এটি আল্ট্রা-হট দানবগুলোর তুলনায় কম-নমুনাকৃত এক পর্যায়ের গ্রহ থেকে অর্থপূর্ণ বায়ুমণ্ডলীয় তথ্য বের করতে পারে।
ফলটি আরও বড় একটি গবেষণা কর্মসূচির ইঙ্গিত দেয়। যদি একটি উষ্ণমিতি-সদৃশ দানবে মিথেন বৈশিষ্ট্যায়িত করা যায়, তবে জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা একটি তুলনামূলক সেট গড়ে তুলতে শুরু করতে পারেন। তখন তারা প্রশ্ন করতে পারবেন TOI-199b স্বাভাবিক কি না, ভর ও তাপমাত্রার সঙ্গে বায়ুমণ্ডলীয় গঠন কীভাবে বদলায়, এবং আরও বড় জনগোষ্ঠীর মধ্যে কার্বন রসায়ন তাত্ত্বিক প্রত্যাশার সঙ্গে মেলে কি না।
গ্রহীয় বায়ুমণ্ডলের আরও পূর্ণাঙ্গ গণনার দিকে একটি ধাপ
এক্সোপ্ল্যানেট গবেষণা এখন বিচ্ছিন্ন শনাক্তকরণ থেকে তুলনামূলক গ্রহবিজ্ঞানের দিকে এগোচ্ছে। সেই রূপান্তর নির্ভর করে বহু শ্রেণিতে ভালোভাবে বৈশিষ্ট্যায়িত গ্রহ যোগ করার উপর, শুধু যেগুলো দেখা সবচেয়ে সহজ সেগুলোর উপর নয়। TOI-199b সেই প্রচেষ্টায় অবদান রাখে, কারণ এটি সবচেয়ে গরম গ্যাস দানব ও সৌরজগত থেকে পরিচিত আরও ঠান্ডা দানবগুলোর মাঝামাঝি এক পরিসরে অবস্থান করে।
বাস্তব অর্থে, এই আবিষ্কার একসঙ্গে দুটি সিদ্ধান্তকে শক্তিশালী করে। প্রথমত, JWST এখনও সেই ধরনের বায়ুমণ্ডলীয় সংবেদনশীলতা দিচ্ছে, যা জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা আশা করেছিলেন। দ্বিতীয়ত, গ্রহীয় বায়ুমণ্ডলের তালিকায় এখন শুধু চরম উদাহরণ নয়, আরও রসায়নগতভাবে তথ্যবহ, মাঝারি উত্তপ্ত দানবও যুক্ত হচ্ছে।
এই সমন্বয়ই TOI-199b ফলটিকে দীর্ঘমেয়াদি মূল্য দেয়। মিথেন শনাক্তকরণ নিজে আকর্ষণীয়, তবে এর বৃহত্তর গুরুত্ব হলো আগামী দশকে বায়ুমণ্ডলীয় এক্সোপ্ল্যানেট গবেষণার জন্য একটি ক্যালিব্রেশন পয়েন্ট হিসেবে এর ভূমিকা। এমন প্রতিটি মানদণ্ড ভবিষ্যৎ শনাক্তকরণ ব্যাখ্যা করা সহজ করে, আর তত্ত্বের প্রতিটি নিশ্চিতকরণ অনুমাননির্ভর মডেলিং ও দৃঢ় গ্রহবিজ্ঞানের মধ্যে ব্যবধান কমায়।
পৃথিবী থেকে 335 আলোকবর্ষ দূরের একটি গ্রহের জন্য এটি একটি অর্থপূর্ণ অর্জন। TOI-199b হয়তো বাসযোগ্যতার শিরোনাম-টানার মতো গ্রহ নয়, কিন্তু গ্যাস দানব কীভাবে কাজ করে তা বোঝার ক্ষেত্রে এটি গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠছে।
এই নিবন্ধটি Universe Today-এর প্রতিবেদনের ভিত্তিতে লেখা। মূল নিবন্ধটি পড়ুন.
Originally published on universetoday.com