জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপ যখন থেকে তার বিজ্ঞান কার্যক্রম শুরু করেছে, তখন থেকে এটি মহাবিশ্ব জুড়ে একের পর এক বিস্ময় উন্মোচন করে চলেছে। তবুও একটি আবিষ্কার একগুঁয়েভাবে দেখা দিতে ব্যর্থ হয়েছে: এক্সোমুন। অন্য নক্ষত্রজগতের গ্রহকে প্রদক্ষিণকারী এই চাঁদগুলো এখনও তাত্ত্বিক। একটিও নিশ্চিত করা যায়নি। JWST-এর কাছ থেকে আশা করা হয়েছিল যে এটি প্রচুর পরিমাণে এগুলো খুঁজে পাবে, কিন্তু এখন পর্যন্ত এটি একটিও খুঁজে পায়নি।
এই হতাশা হয়তো অকালপক্ব। arXiv-এ প্রকাশিত একটি নতুন প্রিপ্রিন্টে কলাম্বিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের জ্যোতির্বিজ্ঞানী এবং Cool Worlds ইউটিউব চ্যানেলের উপস্থাপক ডেভিড কিপিং যুক্তি দেন যে টেলিস্কোপটি এক্সোমুন শনাক্ত করতে পারে। এটিকে কেবল একই জায়গায় বারবার তাকাতে হবে। এই যুক্তি প্রতিষ্ঠার জন্য কিপিং LP 890-9 c নামক একটি এক্সোপ্ল্যানেটের JWST পর্যবেক্ষণের একটি স্তূপ বিশ্লেষণ করেন। এই কাজটি একটি শূন্য ফলাফলকে পদ্ধতিগত অগ্রগতি হিসেবে পুনর্গঠন করে।
একটি চাঁদ-শিকার যা বারবার খালি হাতে ফিরছে
এক্সোমুন সহজ লক্ষ্য নয়। একটি চাঁদ তার গ্রহের পাশে ছোট এবং ক্ষীণ, আর গ্রহটি নিজেই তার নক্ষত্রের দীপ্তির বিপরীতে একটি অতি ক্ষুদ্র সংকেত। জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা সাধারণত এগুলো খোঁজেন একটি গ্রহের ট্রানজিট—তার নক্ষত্রের সামনে দিয়ে অতিক্রম—সময় বা উজ্জ্বলতায় কীভাবে পরিবর্তিত হয় তা লক্ষ্য করে। একটি চাঁদ তার গ্রহকে টানে এবং নিজের ক্ষীণ ছায়া যোগ করতে পারে, যা আলোক বক্ররেখায় ক্ষুদ্র অনিয়ম সৃষ্টি করে।
এখন পর্যন্ত, বেশিরভাগ অনুসন্ধান একটি একক ট্রানজিটের উপর নির্ভর করেছে। এটি একটি সমস্যা, কারণ একবারের পর্যবেক্ষণ প্রকৃত চাঁদের সংকেতকে এলোমেলো নয়েজ থেকে আলাদা করার কোনো উপায় দেয় না। একই সীমাবদ্ধতা JWST-এর এক্সোমুন প্রচেষ্টাকে বাধাগ্রস্ত করেছে। একটি পূর্ববর্তী অভিযানে, টেলিস্কোপটি গ্যাস দৈত্য Kepler-167 e-কে পর্যবেক্ষণ করেছিল এই আশায় যে এটি তার চারপাশে কক্ষপথে থাকা একটি ছোট চাঁদ ধরতে পারবে। কিন্তু "লাল নয়েজ" ডেটা প্রক্রিয়াকরণকারী কম্পিউটার মডেলগুলোকে বিভ্রান্ত করে, যার ফলে পৃথিবীর চেয়ে অনেক ছোট কোনো চাঁদ শনাক্ত করা অসম্ভব হয়ে পড়ে।
আলোক বক্ররেখায় লাল নয়েজ কী করে
লাল নয়েজ হলো একটি ডিটেক্টরের আচরণে ধীর, বিচরণশীল পরিবর্তনের জন্য একটি সর্বব্যাপী শব্দ। এটি যন্ত্র গরম হওয়া থেকে, টেলিস্কোপ কোথায় লক্ষ্য করছে তার ছোট ড্রিফট থেকে, বা পর্যবেক্ষণ করা নক্ষত্রের পৃষ্ঠে থাকা নক্ষত্রদাগ থেকে আসতে পারে। এলোমেলো, উচ্চ-কম্পাঙ্কের নয়েজের বিপরীতে, লাল নয়েজ এমন প্যাটার্ন তৈরি করে যা একটি সংকেতের অনুকরণ করতে পারে বা একটি সংকেতকে চাপা দিতে পারে।
কিপিংয়ের অন্তর্দৃষ্টি হলো লাল নয়েজ এক পর্যবেক্ষণ থেকে পরবর্তী পর্যবেক্ষণে সামঞ্জস্যপূর্ণ নয়। বিপরীতে, একটি এক্সোমুনকে অবশ্যই পদার্থবিজ্ঞানের নিয়ম মেনে চলতে হবে। গ্রহকে প্রদক্ষিণ করার সময় তার কক্ষপথে একটি নির্দিষ্ট সময়ে একটি নির্দিষ্ট স্থানে থাকতে হবে। যন্ত্রগত ত্রুটি যেখানে ঘটে সেখানে এটি কেবল উপস্থিত হতে পারে না। নক্ষত্রদাগ, ডিটেক্টর ড্রিফট এবং অন্যান্য ত্রুটি একাধিক ট্রানজিট জুড়ে একইভাবে পুনরাবৃত্তি করে না।
এই অমিলটাই মূল চাবিকাঠি। যদি জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা যথেষ্ট সংখ্যক ট্রানজিট একত্রিত করেন, তাহলে বিচরণশীল নয়েজ গড় হয়ে যেতে থাকে, আর কোনো প্রকৃত চাঁদের সংকেত, যা গ্রহের ঘড়ির কাঁটার মতো কক্ষপথের সাথে বাঁধা, নিজেকে শক্তিশালী করে। এই পদ্ধতিটি নীতিগতভাবে নতুন নয়, তবে JWST-এর সংবেদনশীলতা এবং লক্ষ্যবস্তুতে পুনরায় ফিরে যাওয়ার ক্ষমতা এটিকে নতুনভাবে বাস্তবসম্মত করে তুলেছে।
LP 890-9 c-এর বারোটি ট্রানজিট
কিপিং এই ধারণাটি LP 890-9 c দিয়ে পরীক্ষা করেন, যা প্রায় ১০৫ আলোকবর্ষ দূরে একটি অতি-শীতল লাল বামনকে প্রদক্ষিণকারী একটি গ্রহ। গ্রহটি মাত্র ৮.৪৬ দিনে তার নক্ষত্রকে প্রদক্ষিণ করে, যা এটিকে তার হোস্টের অত্যন্ত নিকটে স্থাপন করে। তবুও, নক্ষত্রটি এত শীতল হওয়ায়, গ্রহটি তাত্ত্বিক বাসযোগ্য অঞ্চলের মধ্যে অবস্থান করে, যা একটি বিরল এবং কৌতূহলোদ্দীপক সমন্বয়।
গুরুত্বপূর্ণভাবে, JWST গ্রহটির ট্রানজিট বহুবার পর্যবেক্ষণ করেছিল। কিপিং বারোটি পৃথক ট্রানজিটের ডেটা বিশ্লেষণ করতে সক্ষম হন, যা বেশিরভাগ এক্সোমুন অনুসন্ধানকে সংজ্ঞায়িত করা একক-ট্রানজিট স্ন্যাপশটের চেয়ে অনেক সমৃদ্ধ ডেটাসেট। এই পুনরাবৃত্তি তাকে একটি প্রাকৃতিক পরীক্ষাগার দিয়েছিল যাতে পরীক্ষা করা যায় যে গড় করা সেই সংবেদনশীলতা পুনরুদ্ধার করতে পারে কিনা যা একবারের পর্যবেক্ষণ হারাবে।
এমনকি একটি নয়েজপূর্ণ ট্রানজিটও উদ্ধার করা যায়
ফলাফল উৎসাহব্যঞ্জক ছিল। বারোটি ট্রানজিটের একটিতে স্পষ্ট লাল নয়েজ ছিল। একা সেই পর্যবেক্ষণটি হয়তো বাতিল করা যেত। কিন্তু কিপিং যখন এটিকে কেবল আরেকটি পরিষ্কার ট্রানজিটের সাথে একত্রিত করেন, তখন সম্ভাব্য এক্সোমুনের প্রতি সংবেদনশীলতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। আরও ডেটা, এবং সেই ডেটার আরও সতর্ক সমন্বয়, সরাসরি একটি চাঁদ শনাক্ত করার ক্ষমতা উন্নত করে।
বৃহত্তর বিষয়টি হলো JWST-এর এক্সোমুন শূন্যতা প্রমাণ নয় যে এক্সোমুন অনুপস্থিত বা অশনাক্তযোগ্য। এটি প্রমাণ যে একক পরিদর্শন এই কাজের জন্য ভুল হাতিয়ার। অনুসন্ধান কৌশল সমস্যার সাথে মিললে টেলিস্কোপটি একটি চাঁদ খুঁজে পেতে পারে।
কেন চাঁদ বাদ দেওয়া এখনও মূল্যবান
অ-শনাক্তকরণ বিরলভাবে শিরোনাম হয়, তবে তারা প্রকৃত বৈজ্ঞানিক কাজ করে। যখন একটি অনুসন্ধান খালি হাতে ফিরে আসে, তখন এটি সেখানে কী থাকতে পারে তার সীমা নির্ধারণ করে। LP 890-9 c-এর জন্য, বিশ্লেষণটি ক্ষুদ্র চাঁদের উপস্থিতিকে সীমাবদ্ধ করে, সেই গ্রহের চারপাশে সম্ভাব্য উপগ্রহ সিস্টেমের পরিসর সংকুচিত করে। এই সীমাগুলো গ্রহ কীভাবে গঠিত হয় এবং চাঁদ কীভাবে উদ্ভূত হয় তার মডেলে অবদান রাখে, এমন প্রশ্ন যা আমাদের নিজস্ব সৌরজগতেও অমীমাংসিত রয়ে গেছে।
এই কাজটি একটি পদ্ধতিও যাচাই করে। বারবার ট্রানজিট সংবেদনশীলতা তীক্ষ্ণ করে তা প্রদর্শন করে, কিপিং ভবিষ্যতের JWST কর্মসূচির জন্য একটি টেমপ্লেট সরবরাহ করেন। একটি ভাগ্যবান একক ট্রানজিটের আশায় মূল্যবান টেলিস্কোপ সময় ব্যয় করার পরিবর্তে, পর্যবেক্ষকরা একই লক্ষ্যের অনেক ট্রানজিটকে ঘিরে অভিযান ডিজাইন করতে পারেন এবং সেগুলো একত্রিত করতে পারেন।
এক্সোমুন বিজ্ঞানের পরবর্তী ধাপ
এক্সোমুন তাত্ত্বিক রয়ে গেছে, এবং এই ক্ষেত্রটি এখনও তার প্রথম নিশ্চিত শনাক্তকরণের জন্য অপেক্ষা করছে। তবে সামনের পথ এখন আরও স্পষ্ট দেখাচ্ছে। LP 890-9 c থেকে শিক্ষা হলো ধৈর্য এবং পুনরাবৃত্তি গুরুত্বপূর্ণ। JWST হয়তো শেষ পর্যন্ত একটি এক্সোমুন সরবরাহ করবে, একটি একক নাটকীয় পর্যবেক্ষণের মাধ্যমে নয়, বরং অনেক সাধারণ পর্যবেক্ষণের নীরব সঞ্চয়ের মাধ্যমে।
- কোনো এক্সোমুন নিশ্চিত করা হয়নি; তারা তাত্ত্বিক বস্তু রয়ে গেছে।
- JWST-এর পূর্ববর্তী একক-ট্রানজিট অনুসন্ধান, যার মধ্যে Kepler-167 e-এর একটি অন্তর্ভুক্ত, লাল নয়েজ দ্বারা বাধাগ্রস্ত হয়েছিল।
- লাল নয়েজ ডিটেক্টর ড্রিফট, গরম হওয়া এবং নক্ষত্রদাগ থেকে আসে, এবং এটি ট্রানজিট জুড়ে অভিন্নভাবে পুনরাবৃত্তি করে না।
- এক্সোমুন কক্ষপথের বলবিদ্যা অনুসরণ করে, তাই একাধিক ট্রানজিট একত্রিত হলে তাদের সংকেত শক্তিশালী হয়।
- LP 890-9 c, প্রায় ১০৫ আলোকবর্ষ দূরে ৮.৪৬ দিনের কক্ষপথ সহ, বিশ্লেষণের জন্য বারোটি JWST ট্রানজিট সরবরাহ করেছিল।
- এমনকি একটি নয়েজপূর্ণ ট্রানজিটকে একটি পরিষ্কার ট্রানজিটের সাথে একত্রিত করলে চাঁদের প্রতি সংবেদনশীলতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়।
এমন একটি টেলিস্কোপের জন্য যা ইতিমধ্যে জ্যোতির্বিজ্ঞানের অনেক কিছু পুনর্লিখন করেছে, এক্সোমুন শিকার একটি স্মারক যে আবিষ্কার প্রায়শই আমরা কী দিয়ে দেখি তার উপর যেমন নির্ভর করে, তেমনি আমরা কীভাবে দেখি তার উপরও নির্ভর করে।
এই নিবন্ধটি Universe Today-এর প্রতিবেদনের উপর ভিত্তি করে। মূল নিবন্ধ পড়ুন।
Originally published on universetoday.com
