মঙ্গল গ্রহের মেঘ নিয়ে গবেষণা বিরল বরফ গঠনের প্রক্রিয়ার ইঙ্গিত দিল

মঙ্গলের দক্ষিণ গোলার্ধে প্রতি বসন্ত ও গ্রীষ্মে লাল গ্রহের অন্যতম বৃহৎ আগ্নেয়গিরি Arsia Mons-এর পাশে একটি উজ্জ্বল সাদা plume দেখা যায়। এটি সকালে তৈরি হয়, বাতাসের দিকে দ্রুত লম্বা হয় এবং পরে মিলিয়ে যায়। বিজ্ঞানীরা এখন দেখেছেন, কম্পিউটার মডেলে এই মেঘকে ব্যাখ্যা করতে এমন অস্বাভাবিক atmospheric physics দরকার হতে পারে, যাতে সাধারণত মেঘ গঠনে সহায়ক ধূলি ছাড়াই জলীয়বাষ্প সরাসরি বরফকণায় পরিণত হয়।

ফলাফলটি European Space Agency-এর Mars Express mission-এর পর্যবেক্ষণ ও মঙ্গলের meteorological model ব্যবহার করা গবেষণা থেকে এসেছে। কাজটি Arsia Mons Elongated Cloud বা AMEC-কে কেন্দ্র করে। বাষ্পীভূত হওয়ার আগে এই পুনরাবৃত্ত water-ice cloud ১,৮০০ কিলোমিটার পর্যন্ত দীর্ঘ হতে পারে।

নতুন modeling মেঘটির মৌলিক পরিচয় বদলায় না। গবেষকেরা AMEC-কে আগে থেকেই একটি orographic cloud হিসেবে বুঝতেন—পাহাড় বা আগ্নেয়গিরির মতো বড় topographical feature-এর ওপর দিয়ে বাতাস প্রবাহিত হলে যে মেঘ তৈরি হয়। কিন্তু simulations-এ এর চেহারা পুনরায় তৈরি করতে homogeneous nucleation অন্তর্ভুক্ত করতে হয়েছে।

দৈনিক ছন্দে চলা মেঘ

Arsia Mons আশপাশের মঙ্গলভূমির ওপর প্রায় ২০ কিলোমিটার উঁচু। দক্ষিণ গোলার্ধের ধূলিময় মৌসুমে এই বিশাল আগ্নেয়গিরির সঙ্গে বাতাসের মিথস্ক্রিয়া একটি দৃশ্যমান plume তৈরি করতে সাহায্য করে। মেঘটি আগ্নেয়গিরির বাতাসের দিকে তৈরি হয়, সকালে বাড়ে এবং দিনের পরে দ্রুত মিলিয়ে যায়। কয়েক মাস ধরে এই ক্রম পুনরাবৃত্ত হয়।

Mars Express ২০১৮ সালে প্রথম এই পুনরাবৃত্ত মেঘটি প্রকাশ করে এবং এরপর বহুবার তা পর্যবেক্ষণ করেছে। মহাকাশযানের ছবিগুলি AMEC-এর বিকাশ ও গতিবিদ্যা, বিশেষ করে এর অসাধারণ দৈর্ঘ্য, বুঝতে সাহায্য করেছে। মেঘটি আগ্নেয়গিরি থেকে নির্গত পদার্থের মতো দেখালেও এটি volcanic eruption-এর প্রমাণ নয়। এটি atmospheric conditions ও terrain-এর কারণে তৈরি water-ice cloud।

Orographic clouds পৃথিবীতে পরিচিত। পাহাড়ি ভূখণ্ডের ওপর বাতাস উঠলে জলীয়বাষ্প ঘনীভূত বা জমাট বাঁধার মতো ঠান্ডা হতে পারে। Arsia Mons-এর কাছেও একই বিস্তৃত নীতি প্রযোজ্য। কিন্তু মঙ্গল মেঘটির বিস্তারিত আচরণ বিদ্যমান simulations-এ পুনরায় তৈরি করা কঠিন ছিল।

ছবি ও মডেলের মধ্যে এই অমিলই কেন্দ্রীয় ধাঁধা হয়ে ওঠে। আবহাওয়ার model কোনো প্রাসঙ্গিক formation mechanism বাদ দিলে আশপাশের circulation ধরতে পারে, কিন্তু spacecraft-এর দেখা feature তৈরি করতে পারে না। AMEC-এর ক্ষেত্রে অস্বাভাবিক mechanism যোগ করার পর modeled cloud প্রত্যাশিতভাবে তৈরি হয়।

মেঘের সাধারণত আঁকড়ে ধরার মতো কিছু দরকার

পৃথিবীতে cloud droplets ও ice crystals সাধারণত heterogeneous nucleation-এর মাধ্যমে তৈরি হয়। এতে water vapor-এর ঘনীভবন বা জমাট বাঁধা শুরু করার জন্য কণার প্রয়োজন হয়। লবণ, pollen, soot ও dust nuclei হিসেবে কাজ করতে পারে।

মঙ্গল ধূলিময় গ্রহ হওয়ায় Martian cloud formation-এ dust-কে গুরুত্বপূর্ণ উপাদান ধরা হয়েছিল। কিন্তু Arsia Mons cloud-এর ক্ষেত্রে গবেষকেরা দেখেছেন, model-এর অন্য একটি পথ দরকার। অতিরিক্ত কণার ওপর নির্ভর না করে water vapor সরাসরি বরফের cloud particles-এ রূপান্তরিত হয়েছে।

এই প্রক্রিয়াকে homogeneous nucleation বলা হয়। ESA এটিকে জানালার পৃষ্ঠে নয়, ঘরের মাঝখানে condensation তৈরি হওয়ার সঙ্গে তুলনা করেছে। seed particle-এর সহজ সূচনা ছাড়াই vapor-কে নতুন ice phase-এ সংগঠিত হতে হয় বলেই প্রক্রিয়াটি অস্বাভাবিক।

গবেষণার প্রধান লেখক LMD/CNRS/Sorbonne Université-এর Jorge Hernández-Bernal বলেন, এই physics অন্তর্ভুক্ত করলেই simulations-এ মেঘটি দেখা যায়। সাধারণত প্রকৃতিতে না ঘটার কথা ভাবা textbook physics-ই Mars Express-এর পর্যবেক্ষণ ব্যাখ্যা করতে প্রয়োজনীয় বলে মনে হচ্ছে।

কেন আবিষ্কারটি গুরুত্বপূর্ণ

প্রথমত, এটি একটি স্পষ্ট ও পুনরাবৃত্ত Martian phenomenon-এর ব্যাখ্যা দেয়। AMEC একবারের observation নয়; এটি এমন একটি seasonal feature যা প্রতিদিন বাড়ে ও মিলিয়ে যায়। যে model এটি পুনরায় তৈরি করতে পারে, তা উঁচু ভূখণ্ডের চারপাশে মঙ্গলের atmosphere কীভাবে আচরণ করে তা পরীক্ষা করার উন্নত উপায় দেয়।

আরও বিস্তৃতভাবে, পাতলা ও ধূলিময় planetary atmospheres-এ cloud formation নিয়ে গবেষকদের ধারণা এই কাজ বদলে দিতে পারে। মঙ্গলজুড়ে dust গুরুত্বপূর্ণ, বিশেষত দক্ষিণের ধূলিঝড়ের মৌসুমে। কিন্তু AMEC study দেখায়, Arsia Mons-এর পরিস্থিতিতে dust-based nucleation একাই observed cloud ব্যাখ্যা করতে পারেনি। কিছু পরিস্থিতিতে atmosphere আরও সরাসরি পথে ice formation সমর্থন করতে পারে।

দীর্ঘমেয়াদি spacecraft observations কেন গুরুত্বপূর্ণ, studyটি তাও দেখায়। Mars Express দুই দশকেরও বেশি সময় ধরে মঙ্গলে কাজ করছে। বারবার monitoring গবেষকদের recurring atmospheric process-কে transient anomaly থেকে আলাদা করতে সাহায্য করে। মেঘটির timing, length ও location simulations-এর জন্য কঠিন পরীক্ষা দেয়।

মঙ্গলে observations-এর সঙ্গে modeling যুক্ত করা বিশেষ মূল্যবান, কারণ সরাসরি measurements ভৌগোলিকভাবে সীমিত। Landers ও rovers পৃথক site পরীক্ষা করে, আর orbiters বৃহত্তর দৃশ্য দেয়। Models এই observations-কে winds, temperatures, water vapor ও particle formation সম্পর্কে physical assumptions-এর সঙ্গে যুক্ত করে।

মঙ্গলের আকাশে একটি পরীক্ষাগার

Arsia Mons cloud দেখায়, একটি স্বতন্ত্র স্থানীয় ভূদৃশ্য এমন atmospheric process প্রকাশ করতে পারে যা অন্যথায় শনাক্ত করা কঠিন। আগ্নেয়গিরিটি cloud-এর জন্য terrain-driven conditions তৈরি করে এবং এর নাটকীয় দৃশ্যমানতা calculations পরীক্ষা করার জন্য গবেষকদের স্পষ্ট লক্ষ্য দেয়।

এর daily life cycle মনে করিয়ে দেয়, পাতলা atmosphere থাকা সত্ত্বেও মঙ্গলে সক্রিয় weather রয়েছে। Water ice কয়েক ঘণ্টার মধ্যে তৈরি, পরিবর্তিত ও বিলীন হতে পারে। Dust ও sunlight-এর seasonal changes সেই পরিস্থিতি বদলাতে পারে।

নতুন ফলাফল ব্যবহার করে গবেষকেরা এখন মঙ্গলে homogeneous nucleation কখন সম্ভব, কত ঘন ঘন ঘটে এবং অন্যান্য Martian clouds-এও একই process আছে কি না তা পরীক্ষা করতে পারবেন। আরও modeling ও observation দরকার, তবে AMEC একটি শক্তিশালী সূচনা দেয়।

এখন মঙ্গলের দীর্ঘতম ও সবচেয়ে আকর্ষণীয় মেঘটি কেবল একটি চমকপ্রদ ছবি নয়। এটি প্রমাণ যে একটি planetary atmosphere-এ cloud ice তৈরির অস্বাভাবিক পথ কাজ করতে পারে।

এই প্রতিবেদনটি esa.int-এর তথ্যের ওপর ভিত্তি করে তৈরি। মূল প্রতিবেদন পড়ুন।