দুইটি বাসযোগ্য অঞ্চল-বিশ্বকে ঘিরে চাঁদ খুঁজতে গিয়ে JWST তারার শব্দে আটকে গেল

একটি আশাব্যঞ্জক exomoon অনুসন্ধান পরিচিত এক জ্যোতির্পদার্থবৈজ্ঞানিক সমস্যায় ধাক্কা খেল

সিদ্ধান্তগতভাবে James Webb Space Telescope এমন সংবেদনশীল যে এটি পৃথিবীর মতো একটি চাঁদ শনাক্ত করতে astronomers-কে সাহায্য করতে পারে। কিন্তু কাছের TOI-700 সিস্টেমের পর্যবেক্ষণ নিয়ে লেখা একটি নতুন preprint দেখাচ্ছে, সেই সম্ভাবনাও তারা নিজেই নষ্ট করে দিতে পারে।

MIT, Harvard, এবং University of Chicago-এর গবেষকেরা JWST ব্যবহার করে পৃথিবী থেকে প্রায় 100 light-years দূরের M-dwarf star TOI-700-এর habitable zone-এ থাকা দুইটি Earth-sized গ্রহ পর্যবেক্ষণ করেন। লক্ষ্য গ্রহ TOI-700 d এবং TOI-700 e-কে তাদের বৈশিষ্ট্য ও কক্ষপথের কারণে স্থিতিশীল moons ধারণের বিশেষভাবে শক্তিশালী প্রার্থী হিসেবে বিবেচনা করা হয়েছিল। তবে একটি নিশ্চিত exomoon সংকেত খুঁজে পাওয়ার বদলে, দলটি দেখে যে তারার পৃষ্ঠের আচরণ থেকে আসা noise কার্যত তারা যে সূক্ষ্ম transit signature দেখতে চেয়েছিল, তা ঢেকে ফেলেছে।

এটি কোনো detection নয়, তবে বর্তমান tools দিয়ে exomoon hunting-এর বাস্তব সীমা বোঝার জন্য এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ পরিমাপ। JWST গ্রহগুলোর মূল পরিমাপ আরও উন্নত করেছে, কিন্তু host star-এর পরিবর্তনশীলতা moon-এর ছোট সংকেতকে আড়াল করার মতো শক্তিশালী ছিল।

লক্ষ্য: habitable zone-এর দুইটি Earth-sized গ্রহ

TOI-700 ইতিমধ্যেই নজর কেড়েছে, কারণ এতে একাধিক known planets রয়েছে, যার মধ্যে তারার habitable zone-এ থাকা দুইটি Earth-sized জগতও আছে। নতুন কাজে গবেষকেরা উভয়ের জন্য উন্নত পরিমাপ উপস্থাপন করেছেন। তারা গ্রহগুলোর orbital estimates এক order of magnitude পর্যন্ত নিখুঁত করেছেন এবং radius measurements দুই থেকে তিন গুণ পর্যন্ত ধারালো করেছেন।

TOI-700 d-এর ক্ষেত্রে paper-এ Earth-এর 1.145 গুণ radius বলা হয়েছে। TOI-700 e-এর ক্ষেত্রে radius Earth-এর 0.919 গুণ। এগুলো এমন গ্রহ, যা স্বাভাবিকভাবেই long-term stability, climate, এবং একটি moon কীভাবে পৃথিবীর ইতিহাসের সঙ্গে আংশিকভাবে মিল রেখে planetary evolution প্রভাবিত করতে পারে, সেই ধরনের ভাবনাকে উসকে দেয়।

এই motivation শুধু sentimental astronomy নয়। পৃথিবীর moon এই গ্রহে গভীর প্রভাব ফেলেছিল বলে মনে করা হয়, যার মধ্যে axial tilt স্থিতিশীল করা এবং climatic swings নিয়ন্ত্রণ করা অন্তর্ভুক্ত। একটি moon tides, rotation, এবং সম্ভাব্যভাবে কোনো বিশ্বের বৃহত্তর environmental history বদলে দিতে পারে। তাই অন্য কোথাও Earth-moon analogue খুঁজে পাওয়া কৌতূহলের বিষয়ের চেয়ে বেশি হবে। এটি potentially life-friendly systems খোঁজার আরেকটি মাত্রা খুলে দেবে।

JWST-এর কাঁচা সংবেদনশীলতা ছিল, কিন্তু তারা বাধা হয়ে দাঁড়াল

preprint অনুযায়ী, সঠিক পরিস্থিতিতে JWST Earth-like moon সংকেত শনাক্ত করতে সক্ষম হওয়া উচিত। দলটি অনুমান করেছে যে এই সিস্টেমে Luna analogue শনাক্ত করতে starlight-এ প্রায় 20 parts per million dip মাপতে হবে। সেটি telescope-এর সামর্থ্যের মধ্যেই পড়ে।

বাধা ছিল না যন্ত্রের দুর্বলতা। এটি ছিল তারার কাছ থেকে আসা astrophysical contamination। দল যখন data বিশ্লেষণ করে, তারা stellar granulation থেকে সৃষ্ট repeating red-noise pattern শনাক্ত করে, অর্থাৎ তারার পৃষ্ঠে plasma-এর bubbling and boiling। TOI-700-এ এই সংকেত প্রায় প্রতি 16 মিনিটে oscillate করছিল এবং এর amplitude ছিল প্রায় 46 parts per million।

এর মানে, stellar noise exomoon-sized সংকেতকে ঢেকে দেওয়ার জন্য যথেষ্ট বড় ছিল। বাস্তবে JWST অত্যন্ত ক্ষীণ brightness changes মাপতে পারছিল, কিন্তু তারাই এমন scale এবং cadence-এ পরিবর্তিত হচ্ছিল যে moon search পরিষ্কারভাবে সফল হতে পারেনি।

এটি মনে করিয়ে দেয় যে precision astronomy-তে সীমা প্রায়ই শুধু telescope নয়। hardware ঠিকমতো কাজ করলেও sky এখনও এলোমেলো হতে পারে।

গবেষকেরা তবুও কী বলতে পেরেছেন

যদিও পর্যবেক্ষণে কোনো গ্রহের চারপাশে চাঁদের প্রমাণ মেলেনি, তবু study parameter space সংকুচিত করেছে। দলটি সিদ্ধান্তে এসেছে যে এই sensitivity level এবং observed noise conditions-এ তাদের data নির্দিষ্ট orbit-এ Ganymede-এর চেয়ে বড় moons-ই কেবল শনাক্ত করতে পারত। ফলে Earth-এর চাঁদের কাছাকাছি আকারের ছোট moons-এর জন্য যথেষ্ট জায়গা রয়ে গেছে।

অন্য কথায়, non-detection মানে এই নয় যে TOI-700 d এবং e-এর কোনো moon নেই। এটি দেখায় যে এই dataset-এ তারা star-এর intrinsic variability-এর ওপর উঠে আসার মতো পরিষ্কার সংকেত দেয়নি। এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ পার্থক্য, কারণ null results-ও future observing strategy গঠনে ভূমিকা রাখে।

কাজটি TOI-700 system-এর scientific value-ও বাড়িয়েছে। আরও ভালো orbital এবং size measurements গ্রহ, তাদের transits, এবং কোন follow-up observations সবচেয়ে তথ্যবহুল হতে পারে, সেই মডেলগুলোকে পরিমার্জিত করে। exomoon discovery না থাকলেও, এই অভিযান পর্যবেক্ষণের জন্য উপলব্ধ আকর্ষণীয় কাছের multi-planet systems-গুলোর একটির বোঝাপড়া বাড়িয়েছে।

বৃহত্তর exomoon অনুসন্ধানের জন্য এটি কেন গুরুত্বপূর্ণ

Exomoons হারিয়ে যাচ্ছে বলে নয় যে astronomers তাদের নিয়ে আগ্রহী নন, বরং সংকেতগুলো অত্যন্ত সূক্ষ্ম। একটি planet শনাক্ত করাই কঠিন। সেই planet-এর চারপাশে moon শনাক্ত করতে সময়, উজ্জ্বলতা, এবং system geometry-এর আরও সূক্ষ্ম পাঠ দরকার। TOI-700-এর ফলাফল দেখায়, কাগজে অনুকূল দেখানো সিস্টেমেও stars themselves অনিশ্চয়তার মূল উৎস হতে পারে।

ভবিষ্যৎ target বাছাইয়ের সময় এই পাঠ গুরুত্বপূর্ণ হবে। কাছের stars, habitable-zone planets, এবং JWST-স্তরের সংবেদনশীলতা সবই মূল্যবান। তবে exomoon search কোথায় সফল হওয়ার সম্ভাবনা বেশি, তা নির্ধারণে stellar behavior আরও বেশি গুরুত্ব পেতে পারে।

তাই এই study একদিকে প্রযুক্তিগত অগ্রগতি, অন্যদিকে হতাশাও। এটি দেখায় planet characterization-এর জন্য JWST কী করতে পারে, এবং কোন ধরনের stellar noise discovery-এর পরের স্তরকেও ব্যাহত করতে পারে। আপাতত Earth-moon twin-এর খোঁজ চলছেই। TOI-700 এখনও আকর্ষণীয়, কিন্তু তারা পরিষ্কার করে দিয়েছে যে সেখানে কোনো moon থাকলে তা প্রকাশ করা সহজ হবে না।

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