আমাদের সৌরজগৎ (শেষ পর্ব)ঃ হীরক রাজা নেপচুন!

নেপচুন হচ্ছে সৌরজগতের সর্বশেষ এবং অষ্টম গ্রহ। এটাই প্রথম কোনো গ্রহ যার অস্তিত্ব আছে বলে অনুমান করা হয়েছিল শুধুমাত্র গাণিতিক হিসাবের সূত্র ধরে বাস্তবে দেখা ছাড়াই! পরবর্তীতে ১৮৪৬ সালের সিকে টেলিস্কোপে ধরা পড়ে ও গণিতের যথার্থতা যাচাই হয়। ইউরেনাসের ঘূর্ণনের সময় অক্ষীয় অনিয়মের কারণ ফরাসি জ্যোতির্বিদ এলেক্সিস বোভার্দকে বিচলিত করে। তিনি ধারণা করেন কাছাকাছি অন্য কোনো অস্ত্বিত্বের মহাকর্ষীয় আকর্ষণের কারণে এরকমটা ঘটছে। জার্মান জ্যোতির্বিদ জোহান তখন বিভিন্ন উপাত্তের ভিত্তিতে টেলিস্কোপ নিয়ে মাঠে নামেন এই কারণ অনুস্নধানের জন্য। পূর্বে গ্যালিলিও গ্যালিলি নেপচুনের একটা রাফ স্কেচ তৈরি করেন, তবে তাঁর ভুল ছিল এটিকে গ্রহ না ভেবে নক্ষত্র হিসাবে চিন্তা করার কারণ নেপচুনের ঘূর্ণন অতি ধীর! আবিষ্কারের পর নেপচুনের নামকরণ করা হয় রোমাণ পুরাণের সমুদ্র দেবতা নেপচুনের নামে।

ভয়েজার ২ হচ্ছে একমাত্র মহাকাশযান যা নেপচুনের পাশ দিয়ে উড়ে যায় ১৯৮৯ সালে। এর মানে হচ্ছে জ্যোতির্বিদরা নেপচুন নিয়ে বেশিরভাগ অনুসন্ধানই চালিয়েছেন টেলিস্কোপ ভিত্তিক! এখনও এই নেপচুন নিয়ে বিভিন্ন রহস্যের শেষ নেই যেমন এর প্রচন্ড বেগে বায়ু প্রবাহের কারণ, রহস্যময় চৌম্বকক্ষেত্র ইত্যাদি বিষয়ে। নেপচুনের পৃষ্ঠ পৃথিবীর মতোই পাথুরে। তবে এর বায়ুমণ্ডল এতই পুরু যে সেখানে কোনো জীবন ধারণ সম্ভব নয় বলেই বিজ্ঞানীরা ব্যক্ত করেছেন। বিজ্ঞানীরা অনুসন্ধানের চেষ্টা করছেন কেন এই গ্রহটি একটা সময় এসে এত গ্যাস জমা করার মাধ্যমে নিজের বায়ুমণ্ডলের বারোটা বাজিয়ে দিয়েছে!

নেপচুনের মেঘের রঙ নীল এবং কোন রাসায়নিক পদার্থের কারণে এমনটা হয়েছে এটা সেটা এখনও খুঁজে বের করা যায়নি। ছবিতে দেখা যায় নেপচুনের রঙ নীল এবং একে বলা হয়ে থাকে ইউরেনাসের মতো বরফ দানব! কারণ এর বায়ুমন্ডলের নিচে রয়েছে পানি, বরফ এবং এমোনিয়া মিশ্রিত যৌগ যার ভর একাই পৃথিবীর ভরের ১৭ গুণ এবং আয়তনের ৫৮ গুণ! নেপচুনের পাথুরে কেন্দ্রের ভর একাই একটা পৃথিবীর সমান বলেও ধারণা করা হয়। যেহেতু সূর্য থেকে সবচেয়ে দূরে অবস্থিত গ্রহ তাই নেপচুন খুব নগণ্য আলো পায় পৃষ্ঠকে উষ্ণ রাখার জন্য। নেপচুনের বায়ু প্রবাহ ঘন্টায় প্রায় ২৪০০ কিলোমিটার যা সৌরজগতের কোনো গ্রহে সবচেয়ে বেশি গতিশীল! এর কারণ হচ্ছে ঝড়ো বায়ুকে কেন্দ্রে ধরে আছে বিশাল এক কালো ঝড় যা ভয়েজার ২ নেপচুনের দক্ষিণ গোলার্ধ্বে চিহ্নিত করতে পেরেছে। এই ডিম্ব আকৃতির কাউন্টার ক্লক বা ঘড়ির বিপরীত দিকে ঘূর্ণায়মান ঝড়টি এত বিশাল যে পুরো পৃথিবীকে এটি ধারণের ক্ষমতা রাখে! কিন্তু পরবর্তীতে যখন হাবল টেলিস্কোপ এর সন্ধান চালায় ঝড়টিকে আর খুঁজে পাওয়া যায়না। তবে ২০১৬ সালে এরকম আরো একটি বিশাল ঝড়ের সন্ধান পাওয়া গিয়েছে।

নেপচুনের চৌম্বকক্ষেত্রে মেরু থেকে প্রায় ৪৭ ডিগ্রি দূরে অবস্থিত এবং পৃথিবীর চেয়ে ২৭ গুণ শক্তিশালী। এমন অস্বাভাবিক চৌম্বকক্ষেত্রের কারণে এর ঘূর্ণনে খুবই অস্বাভাবিকতা লক্ষ্য করা যায়। গ্রহটির মেঘের অবস্থান দেখে বিজ্ঞাবনীরা হিসাব করেছেন নেপচুনে ১৬ ঘন্টায় এক দিন হয়। নেপচুনের উপবৃত্তাকার কক্ষপথটি সূর্য থকে প্রায় সাড়ে চার বিলিওন কিলোমিটার দূর এবং পৃথিবীর দূরত্বের ৩০ গুণ। খালি চোখে দেখা সম্ভব হয়না নেপচুনকে। এখানে এক বছর হয় পৃথিবীর হিসাবে ১৬৫ বছরে এক বার এবং আবিষ্কার হওয়ার পর মাত্র ২০১১ সালে এক ঘূর্ণন সমাপ্ত করেছে সূর্যের চারিদিকে। মজার ব্যাপার হচ্ছে প্রতি ২৪৮ বছরে প্লুটো একবার নেপচুনের কক্ষপথে ঢুকে আবর্তন করে ২০ বছরের মত!

এবার আসি শিরোনামে কেন নেপচুনকে হীরক রাজা হিসাবে অভিহহিত করা হলো এর ব্যাখ্যায়। বেশ আগে থেকেই জ্যোতির্বিজ্ঞানী মহলের মধ্যে নেপচুন এবং ইউরেনাসকে নিয়ে বিভিন্ন জল্পনা কল্পনার শেষ ছিল না। এর মধ্যে অন্যতম একটা অনুকল্পনা ছিল যে নেপচুনে হীরক বৃষ্টি হয়! কী আজব ব্যাপার, হীরা আবার একই সাথে যদি সেটার বৃষ্টি হয় তবে তো কথাই নেই! ভ্রু কুঁচকে যাওয়াটাই স্বাভাবিক। কিন্তু বর্তমান এক অনুসন্ধান বলছে যে  হীরকবৃষ্টি হওয়া মোটেও অস্বাভাবিক কিছু নয় এবং সেটাও বলা হয়েছে যে কীভাবে এরকম হওয়াটা সম্ভব।

প্রচণ্ড তাপ এবং চাপে ভূমির প্রায় হাজার কিলোমিটার নিচের বরফ শিলা গুলো নিজের হাইড্রোকার্বন আলাদা করে দেয়। ঠিক তখনই কার্বন প্রচণ্ড চাপে সংকুচিত হয়ে হীরকের পরিণত হয় এবং গ্রহের আরো গভীরে সেগুলো যাত্রা করে। যে পরীক্ষাটি করা হয়েছে সম্পূর্ণ ঘটনাটি অনুধসবন করার জন্য তা সংঘটিত হয় SLAC National Accelerator Laboratory তে। সেখানে ব্যবহার করা হয় উন্নত প্রযুক্তির Linac Coherent Light Source(LCLS) যা একপ্রকার অতি উচ্চক্ষমতা সম্পন্ন এক্সরে লেজার। এটির মাধ্যমে দেখা যায় কার্বন সরাসরি হীরক ক্রিস্টালে পরিণত হয়ে যায়!LCLS এর পরিচালক এবং একজন প্লাজমা পদার্থবিজ্ঞানী হিসেবে Mike Dunne জানান যে তাদের অনুসন্ধানটি এমন একটা ঘটনার উপাত্ত দিয়েছে যার প্রসেসড মডেল তৈরি করা খুব কঠিন। অর্থাৎ হাইড্রোকার্বন ভেঙে কার্বনের হীরক হয়ে যাওয়ার ব্যাপারটা বিশ্লেষণ করা একটু জটিল বটে। এখানে এটাই দেখার বিষয় যে কীভাবে সেগুলো যৌগ অবস্থায় থাকে এবং কীভাবেই বা আবার সঠিকভাবে আলাদা হয়ে যায় মিশ্রিত অবস্থা থেকে। সহজে উপস্থাপনের জন্য ব্যাপারটিকে খাবার মায়োনিজের সাথে তুলনা করা যায়। এখান এটাই দেখা হবে যে কীভাবে সেই মায়োনিজ থেকে পুনরায় তেল এবং ভিনেগার ফেরত পাওয়া যাবে।

নেপচুন এবং ইউরেনাস, আমাদের সৌরজগতের মধ্যে সবচেয়ে কম অনুসন্ধানকৃত দুটি গ্রহ। কারণটা অবশ্যই যৌক্তিক যে গ্রহ দুটি আমাদের থেকে অনেক দূরত্বে অবস্থান করছে। একমাত্র ভয়েজার ২ ই দুটো গ্রহের পাশ দিয়ে অতিক্রম করে গিয়েছে, এমনকি কোনো দীর্ঘকালীন গবেষণার জন্যও নয়। নাসা’র মতে নেপচুনের মতো “Ice Giant” আমাদের গ্যালাক্সিতে খুবই বিস্তৃত এবং দশ গুণ বেশি সহজপ্রাপ্য। আমাদের সৌরজগতের ”বরফ দানব” সম্পর্কে জানা খুবই গুরুত্বপূর্ণ কেননা এর মাধ্যমেই গ্রহ সম্পর্কিত সব রহস্যের অবসান ঘটবে। আমরা জানি যে নেপচুন এবং ইউরেনাসের বায়ুমণ্ডল হাইড্রোজেন এবং হিলিয়াম দ্বারা গঠিত। তন্মধ্যে কিছু পরিমাণ মিথেনও রয়েছে। এই বায়ুমণ্ডলীয় স্তরের নিচে আরেকটি অতি তাপযুক্ত এবং অতিমাত্রায় ঘন স্তর রয়েছে যা “বরফীয়” পদার্থ যেমন পানি, মিথেন এবং এমোনিয়া দ্বারা গঠিত। পূর্ববর্তী হিসাব-নিকাশ দেখিয়েছে যে নির্দিষ্ট পরিমাণ তাপ এবং চাপ প্রয়োগ করলে মিথেনও ভেঙে গিয়ে হীরায় পরিণত হয়; এত ঘন এবং উচ্চ তাপমাত্রায়ও এরকম প্রক্রিয়ায় হীরা তৈরি হতে পারে! SLAC এ সংঘটিত হওয়া পূর্ববর্তী আরেকটি পরীক্ষায় একই ঘটনা X-Ray Diffraction এর মাধ্যমে বিশ্লেষণ করা হয়। এর তত্ত্বাবধানে ছিলেন পদার্থবিদ Dominik Kraus এবং এটি করা হয়েছিল জার্মানিতে। Kraus জানান যে তাদের পরীক্ষাটি অত্যন্ত সফলতার সাথে এই হীরকবৃষ্টি সংক্রান্ত ঘটনাগুলোর উপাত্ত প্রদর্শন করছে এবং ভবিষ্যতে সম্পূর্ণ নিশ্চিতভাবে প্রক্রিয়াটি সম্পর্কে জানা যাবে, যা আগে ছিল শুধুই ধারণা এবং অনিশ্চয়তা।

জিনিসটা আসলেই চ্যালেঞ্জিং যে পৃথিবীতে সেই অতিকায় গ্রহের মতো একটা পরিবেশ তৈরি করা, আরও গুরুত্বপূর্ণ হচ্ছে সঠিক যন্ত্রপাতি। এরজন্য রয়েছে LCLS এবং হাইড্রোকার্বন হিসেবে ব্যবহার করা হয়েছে পলিস্টাইরিন(C8H8) মিথেনের পরিবর্তে। প্রথম ধাপ হচ্ছে পলিস্টাইরিনকে প্রচন্ড তাপ এবং চাপ প্রয়োগ করা, যেটা হয় নেপচুনের ভূমি থেকে প্রায় দশ হাজার কিলোমিটার গভীরে। অপটিক্যাল লেজার একধরনের শকওয়েভ উৎপন্ন করে যা পলিস্টাইরিনকে প্রায় ৫০০০ কেলভিন বা ৪৭২৭ ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করে। এছাড়াও তৈরি হয় প্রচন্ড চাপ যা প্রায় দেড় বিলিয়ন বার। অর্থাৎ ২৫০ আফ্রিকান হাতি যদি একসাথে কোনো মানুষের উপর দাঁড়ায় তাহলে যে পরিমাণ চাপ অনুভূত হবে ঠিক সেরকমই! কী ভয়ংকর ব্যাপার! Kraus জানান যে আগের পরীক্ষায় যে এক্স-রে ব্যবহার করা হয়েছিল তা শুধু ক্রিস্টাল পদার্থের ক্ষেত্রে কাজ করত কিন্তু যেসব অণুর মধ্যে ক্রিস্টাল বন্ধন পাওয়া যেত না সেগুলোর ক্ষেত্রে কাজ হতো না। নতুন পরীক্ষাটিতে বিজ্ঞানীরা ভিন্ন পদ্ধতিতে এক্স-রে ব্যবহার করেন ফলে দেখা যায় কীভাবে ইলেক্ট্রনগুলো পলিস্টাইরিন থেকে ছিটকে যাচ্ছে। এটা যেভাবে বিজ্ঞানীদের দেখায় কীভাবে হাইড্রোকার্বন থেকে কার্বন আলাদা হয়েছে সেইভাবে এটাও পরিলক্ষিত হয় যে পরবর্তী ঘটনা কী ঘটে, মানে কার্বনের যে কোনো অবশিষ্টাংশ থাকেনা তা প্রমাণিত হয়। Kraus বলেন যে এভাবেই পরীক্ষার মাধ্যমে প্রমাণিত হয় কীভাবে হাইড্রোকার্বন আলাদা হয়ে কার্বন হীরকে পরিণত হয়, এর অনুপস্থিতি ব্যাপারটিকে নিশ্চিত করে। নেপচুনের আরেকটি রহস্যময় ব্যাপার হচ্ছে এর অভ্যন্তরীণ তাপমাত্রা অত্যন্ত বেশি, অর্থাৎ সূর্য থেকে যে তাপ সে গ্রহন করে তা থেকেও প্রায় আড়াই গুণেরও বেশি শক্তি বর্জন করে। হীরা গুলো যদি আশেপাশে থাকা বস্তু থেকেও বেশি ঘন হয় তাহলে সেখানে একধরনের মহাকর্ষিক শক্তি উৎপন্ন হয়।যেটা পরিণত হয় তাপ শক্তিতে হীরা এবং অন্য বস্তু সমূহের মধ্যকার ঘর্ষণের ফলে।

নেপচুনের বায়ুমণ্ডলের প্রায় ৮০ ভাগই হচ্ছে হাইড্রোজেন পূর্ণ। হিলিয়াম আছে ১৯ শতাংশ এবং মিথেন প্রায় দেড় ভাগ। সম্পুর্ণ নেপচুনের ভরের প্রায় ২৫ ভাগই হচ্ছে পাথরুরে, ৬০-৭০% হচ্ছে বরং এবং বাকি যা আছে তা হাইড্রোজেন এবং হিলিয়াম পূর্ণ। নেপচুনের কেন্দ্রে রয়েছে লৌ ও ম্যাগনেসিয়াম সিলিকেটের ম্যাগমা যা আবৃত বরফ পানি ও এমোনিয়া গ্যাস এর মাধ্যমে। সূর্য থেকে নেপচুনের গড় দূরত্ব ৪,৪৯৮,২৫২,৯০০ কিলোমিটার প্রায়!

নেপচুনের রয়েছে ১৪ টি উপগ্রহ যেগুলোর নাম করা হয়েছে গ্রীক পুরাণের দেবতাদের নামানুসারে। এখন পর্যন্ত সনাক্ত সবচেয়ে বৃহত্তম উপগ্রহ হচ্ছে ট্রাইটন যা এক সৌখিন জ্যোতির্বিদ উইলিয়ামের চোখে আবিষ্কৃত হয়েছিল ১৮৪৬ সালে! ট্রাইটনই একমাত্র গোলকীয় আকৃতির উপগ্রহ, বাকি ১৩ টির আকার অনিয়মিত ও উদ্ভট! ট্রাইটন নেপচুনকে গ্রহের ঘূর্ণ্ন অক্ষের বিপরীতে প্রদক্ষিণ করে থাকে। ট্রাইটন প্রচন্ড ঠান্ডা একটি উপগ্রহ যার পৃষ্ঠ তাপমাত্রা মাইনাস ২৩৫ ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড যা সৌরজগতের মধ্যে সবচেয়ে শীতলতম স্থান। ২০১৩ সালে বিজ্ঞানীরা হাবল স্পেস টেলিস্কোপ থেকে নেপচুনের হারিয়ে যাওয়া আরেকটি উপগ্রহ নাইয়াদের সন্ধান পান। এটির ব্যাস মাত্র ১০০ কিলোমিটার যা ভয়েজার ২ আবিষ্কার করেছিল ১৯৮৯ সালে কিন্তু পরবর্তীতে ২০১৩ ঈর আগে কোথাও ধরা পড়েনি। নেপচুনেরও বলয় রয়েছে কিন্তু সেগুলো খুব অনিয়মিত। তবে এদের মধ্যে দেখা যায় উজ্জ্বল বলয় রেখা অ ধূলিকনা।

নাসার ভয়েজার ২ স্যাটেলাইট একমাত্র মহাকাশযান যেটি ১৯৮৯ সালে নেপচুনের পাশ দিয়ে উড়ে গিয়েছিল। এর মাধ্যমেই আমরা জানতে পারি নেপচুনের বলয়ের কথা, ৬ টি উপগ্রহ দেস্পয়াইন, গালেটা, ল্যারিসা, নাইয়াদ, প্রোটিয়াস এবং থ্যালাসা। ২০০৩ সালে আরো ৫ টি উপগ্রহ আবিষ্কার করা হয় ভয়েজারের পাঠানো তথ্য বিশ্লেষণের মাধ্যমে। যেহেতু আমাদের থকে প্রচন্ড দূরবর্তী অবস্থানে আছে গ্রহটি তাই একে নিয়ে বিভিন্ন বিষয়ে গবেষণা ও অনুসন্ধানের পর্যাপ্ত তথ্যের অভাব রয়েছে। তবে সময় ও প্রযুক্তির উন্নয়নের সাথে হয়ত খুব নিকট ভবিষ্যতেই আমরা হীরক রাজের অজানা দিক গুলোকে আলোর কাছে আনতে পারব!

তথ্যসূত্রঃ NASA, Space.com

কোভিড-১৯ এবং মাস্ক সমাচার!