পাথুরে গ্রহ উজ্জ্বল নাকি গ্যাস গ্রহ উজ্জ্বল? সৌরজগতের উজ্জ্বল নক্ষত্র, আপাত মাত্রা এবং বন্ড অ্যালবেডো উভয়ের পরিপ্রেক্ষিতে, অবশ্যই পৃথিবীর প্রতিবেশী শুক্র। একটি গ্রহ হিসাবে, শুক্র আমাদের দৃষ্টিতে সেই নক্ষত্রগুলির চেয়ে অনেক বেশি উজ্জ্বল এবং অবশ্যই "রাতের আকাশের সবচেয়ে উজ্জ্বল নক্ষত্র"। যদিও আমাদের সৌরজগতের সবচেয়ে উজ্জ্বল গ্রহটি একটি পাথুরে, কিন্তু বাইরের সৌরজগতের ক্ষেত্রেও একই কথা বলা যায় না। আপনি কি কল্পনা করতে পারেন যে পৃথিবীর চারপাশে ধাতব বাষ্প এবং টাইটানিয়াম বৃষ্টির মেঘ রয়েছে?
"শয্যার আগে উজ্জ্বল চাঁদের আলো, মাটিতে সন্দেহজনক হিম"। আমরা জানি যে চাঁদকে চাঁদের আলো বলা হলেও এই আলো চাঁদ নিজেই নির্গত হয় না, সূর্যের আলো প্রতিফলিত হয়। গ্রহের ক্ষেত্রেও একই কথা। যদিও চাঁদটি উজ্জ্বল দেখায়, এটি মূলত কারণ এটি আমাদের খুব কাছাকাছি, কারণ এটি আলো প্রতিফলিত করে না। চাঁদের অ্যালবেডো আসলে খুব কম, মাত্র 10 শতাংশ।
সৌরজগতের আটটি গ্রহের মধ্যে সবচেয়ে কম প্রতিফলিত হয় বুধ, যেটিতে চাঁদের মতো বায়ুমণ্ডল নেই, যার অ্যালবেডো 9 শতাংশেরও কম। অন্যান্য গ্রহগুলি খুব বেশি প্রতিফলিত হয় না যদি তাদের বায়ুমণ্ডল থাকে। পৃথিবীর মতো, এর অ্যালবেডো প্রায় 30% গ্যাসীয় গ্রহগুলির মতোই। বৃহস্পতি একটু বড়, 50 শতাংশ। তবে শুক্রের সর্বোচ্চ অ্যালবেডো রয়েছে। এর ঘন বায়ুমণ্ডল এবং অনন্য সালফিউরিক অ্যাসিড মেঘের জন্য ধন্যবাদ, শুক্র 76 শতাংশ অ্যালবেডো আছে! তাই বলা যায় সূর্য ও চাঁদের পর আকাশের সবচেয়ে উজ্জ্বল বস্তু শুক্র।
একটি গ্রহকে "সুন্দরতম" হওয়ার জন্য, তার চেহারা (উচ্চ অ্যালবেডো) ছাড়াও, এটি তার নক্ষত্রের যথেষ্ট কাছাকাছি হতে হবে। শুক্র, উদাহরণস্বরূপ, অ্যালবেডোতে তার সমস্ত প্রতিযোগীকে উড়িয়ে দেয় না, তবে এটি সূর্যের সাথে খুব উত্তপ্ত সম্পর্কের মধ্যেও রয়েছে, সূর্য থেকে মাত্র 0.72 জ্যোতির্বিদ্যা ইউনিট দূরে (পৃথিবী থেকে দূরত্বের 3/4 ), বুধের পরে দ্বিতীয়। তাই আমাদের সৌরজগতের বাইরের সবচেয়ে উজ্জ্বল গ্রহটিও তার হোস্ট নক্ষত্রের খুব কাছাকাছি হতে হবে।
2019 সালে, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা 264 আলোকবর্ষ দূরে একটি নক্ষত্রের পাশে LTT 9779 b (TOI-193 b) নামে একটি বিরল গ্রহ আবিষ্কার করেছিলেন। ট্রানজিট পদ্ধতি অনুসারে, গ্রহটি খুব উজ্জ্বল, যার অ্যালবেডো 80 শতাংশ, শুক্রের চেয়ে বেশি। এবং যথেষ্ট নিশ্চিত, এটি তার হোস্ট নক্ষত্রের খুব কাছাকাছি, শুক্র থেকে সূর্যের দূরত্বের মাত্র 1/42 (0.017 জ্যোতির্বিদ্যা ইউনিট)। আলোর উত্সের এত কাছাকাছি এবং এত প্রতিফলিত, আপনি কল্পনা করতে পারেন এটি কতটা উজ্জ্বল হবে।
গ্রহটি একটি গ্যাসীয় গ্রহ যার 29টি পৃথিবীর ভর এবং 4.6 পৃথিবীর ব্যাসার্ধ। এর আকার এবং ঘনত্বের পরিপ্রেক্ষিতে, এটি একটি নেপচুন বস্তু হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়েছে। এই বস্তুটি বিরল নয় কারণ এটির উচ্চ অ্যালবেডো রয়েছে বা এটি একটি নেপটেন-সদৃশ বস্তু (সমস্ত নিশ্চিতকৃত এক্সোপ্ল্যানেটগুলির এক তৃতীয়াংশ নেপটেন-সদৃশ বস্তু)। এটি বিরল কারণ এটি একটি নেপচুন অবজেক্টের জন্য তার হোস্ট নক্ষত্রের খুব কাছাকাছি এখানে আদৌ থাকতে পারে!
সাধারণত, যে গ্রহগুলি তাদের নক্ষত্রের কাছাকাছি উড়ে যায় তারা হয় বিশাল গ্যাস দৈত্য (যেমন "উষ্ণ জুপিটার") বা পৃথিবীর আকারের পাথুরে গ্রহ। কারণ আপনি যদি আগেরটির মতো মাংসের ঢাল না হন, তবে আপনাকে তারা খেয়ে ফেলবে এবং খুব অল্প সময়ের মধ্যে (বলুন, 100 মিলিয়ন বছর) আপনাকে একটি ছোট শক্ত কোর দিয়ে ফেলে দেবে।
এটি তরুণ তারকাদের ক্ষেত্রে বিশেষভাবে সত্য। উদাহরণস্বরূপ, গ্রহের হোস্ট নক্ষত্র (LTT 9779), যা আমাদের সূর্যের আকারের প্রায় 80 শতাংশ, এটিও একটি জি-সিকোয়েন্স তারকা। কিন্তু সূর্যের 4.6 বিলিয়ন বছর বয়সী "মধ্যবয়সী চাচা" এর তুলনায়, তারকাটি এখনও 2 বিলিয়ন বছরেরও কম বয়সী "যুবক"। খুব শক্তিশালী বিকিরণ সহ একটি তরুণ নক্ষত্রের মুখোমুখি হলে, নেপচুনের আকারের যে কোনও গ্রহের পক্ষে তার নিজস্ব মাধ্যাকর্ষণ দ্বারা বাইরের বায়ুমণ্ডলে তালা দেওয়া প্রায় অসম্ভব। এর হাইড্রোজেন এবং হিলিয়ামকে ছিনিয়ে নেওয়া উচিত ছিল, এটি একটি খালি পাথুরে কোর দিয়ে রেখেছিল।
গ্রহের ব্যাসার্ধ এবং অরবিটাল সময়ের গ্রাফটি সরাসরি দেখুন, এর অর্ডিনেট হল গ্রহের ব্যাসার্ধ (একক: পৃথিবী ব্যাসার্ধ), এবং এর অ্যাবসিসা হল কক্ষপথের সময়কাল (একক: দিন)। দেখা যায় যে নক্ষত্রের খুব কাছাকাছি (অরবিটাল পিরিয়ড খুব ছোট), সেখানে মূলত পৃথিবীর ব্যাসার্ধের এক বা দুই গুণ গ্রহ রয়েছে; সামান্য বেশি দূরত্বে, বড় গ্যাস দৈত্য স্থিতিশীল হতে পারে; আর মাঝখানে নেপচুনের মতো বস্তু, তারা বেশিরভাগই দূরে। ত্রিভুজে নেপচুনের মতো বস্তু খুব কমই পাওয়া যায়, তাই এই অঞ্চলটি "নেপচুন মরুভূমি" নামেও পরিচিত।
কিন্তু প্রশ্নবিদ্ধ গ্রহটি (ছবিতে পেন্টাগ্রাম) একটি "নেপচুন মরুভূমি" এর কয়েকটি উদাহরণের মধ্যে একটি। কারণ এটি তার নক্ষত্রের খুব কাছাকাছি, এটির একটি খুব ছোট কক্ষপথ রয়েছে, 0.8 দিনে তারার চারপাশে ঘুরছে, যার মানে হল যে এটির উপরে একটি "বছর" মাত্র 19 ঘন্টা স্থায়ী হয়।
এই নক্ষত্রের কাছাকাছি, গ্রহের পৃষ্ঠের তাপমাত্রা শীতল হওয়া উচিত নয়। হ্যাঁ, এর ভারসাম্যের তাপমাত্রা প্রায় 2000K, যা একটি লাল বামনের পৃষ্ঠের তাপমাত্রার কাছাকাছি, তাই একে অতি-উষ্ণ নেপচুনও বলা হয়। তাহলে প্রশ্ন হল: হাইড্রোজেন এবং হিলিয়াম দ্বারা প্রভাবিত একটি ক্ষুদ্র, বায়বীয় গ্রহ কীভাবে এত চরম তাপমাত্রায় তার বায়ুমণ্ডলকে ধরে রাখতে পারে?
কিছু বিজ্ঞানী অনুমান করেছেন যে গ্রহটি একটি জুপজুপ-আকারের দৈত্য ছিল, এর আগে এটি তার উপাদানটি তার নক্ষত্র দ্বারা ছিনিয়ে নেওয়া হয়েছিল এবং এটি নেপচুনের আকারের দেহ রেখেছিল। কিন্তু একটি দৈত্যাকার গ্রহের পক্ষে শুধুমাত্র নাক্ষত্রিক বাতাস এবং গরম বেকিং (হালকা বাষ্পীভবন) সহ অল্প সময়ের মধ্যে এত ভর হারানো কঠিন। তাই গ্রহটি উপাদান বহির্ভূত হওয়ার অন্যান্য উপায়ও অনুভব করতে পারে, যেমন রোচে লোব ওভারফ্লো (RLO)।
রোচে লোব ওভারফ্লো এখানে প্রধানত সেই ঘটনাকে বোঝায় যে যখন একটি গ্যাস জায়ান্ট গ্রহ নক্ষত্রের খুব কাছাকাছি চলে যায় (যেমন তারার রোচে সীমাতে প্রবেশ করা), তখন তারার জোয়ারের শক্তির প্রভাবে গ্রহের বাইরের গ্যাস গ্রহের রোচে লোবের বাইরে প্রসারিত হয়, যার ফলে গ্রহের উপাদানের একটি বড় ক্ষতি হয়।
গ্রহটি এখন একটি দৈত্যাকার গ্রহ থেকে পাথুরে গ্রহে রূপান্তরিত হওয়ার প্রক্রিয়ার মধ্যে থাকতে পারে, তারকীয় বিকিরণ থেকে বাষ্পীভবন এবং জোয়ারের শক্তি থেকে লোচে লোব স্পিলওভারের সংমিশ্রণের জন্য ধন্যবাদ৷ কেন প্রক্রিয়াটি এত ধীর তা বিভ্রান্তিকর হয়েছে।
মাসিক রয়্যাল অ্যাস্ট্রোনমিক্যাল লেনদেন জার্নালে অক্টোবর 2023-এ প্রকাশিত একটি গবেষণাপত্রে, গবেষকরা XMM-নিউটন স্পেস টেলিস্কোপ ব্যবহার করে গ্রহের হোস্ট নক্ষত্র থেকে এক্স-রে দেখেছেন। তারা দেখেছে যে তারকাটি আসলে আমাদের প্রত্যাশার চেয়ে অনেক নরম ছিল। এটির অস্বাভাবিক ধীর ঘূর্ণনই নয়, এটি যে এক্স-রে নির্গত করে তা প্রত্যাশার মতো শক্তিশালী নয়, এর সমবয়সীদের তুলনায় মাত্র 15 গুণ শক্তিশালী। ঠিক আছে, আমি তাকে একজন আত্মা বালক ভেবেছিলাম, কিন্তু আমি একজন দুর্বল পণ্ডিত হওয়ার আশা করিনি। দুর্বল নাক্ষত্রিক বিকিরণ একটি কারণ হতে পারে যে গ্রহটি বায়ুমণ্ডল বজায় রাখতে সক্ষম।
এখন প্রশ্ন হল: গরম নেপচুন হিসাবে, এর 80 শতাংশ সুপারহাই অ্যালবেডোকে কী ব্যাখ্যা করে? আমাদের সৌরজগতের গ্যাস গ্রহগুলিতে বৃহস্পতির 50 শতাংশ অ্যালবেডো রয়েছে। এত উচ্চ প্রতিফলনশীলতার সাথে, এই গ্রহে অবশ্যই বিশেষ কিছু থাকতে পারে এবং এর বায়ুমণ্ডল কিছু গোপনীয়তা লুকিয়ে রাখতে পারে।
সৌভাগ্যবশত, গ্রহটি খুব বেশি দূরে নয় (মাত্র 264 আলোকবর্ষ), এবং ইনফ্রারেড ক্ষমতা সহ স্পেস টেলিস্কোপের সাহায্যে আমরা ট্রান্সমিশন স্পেকট্রামের মাধ্যমে এর বায়ুমণ্ডলে কী আছে তা দেখতে পারি।
জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা গ্রহের বায়ুমণ্ডল পর্যবেক্ষণ করতে স্পিটজার, হাবল এবং ওয়েব টেলিস্কোপ ব্যবহার করেছিলেন। নিশ্চিতভাবেই, হাইড্রোজেন এবং হিলিয়ামের প্রত্যাশিত সংমিশ্রণ ছাড়াও, বায়ুমণ্ডলে ধাতুগুলি অস্বাভাবিকভাবে বেশি, সূর্যের তুলনায় শতগুণ বেশি! বর্ণালীটির যত্ন সহকারে বিশ্লেষণ করে দেখা গেছে যে বায়ুমণ্ডলের মেঘগুলি আসলে সিলিকেট দিয়ে তৈরি।
(* জ্যোতির্বিজ্ঞানে, হাইড্রোজেন এবং হিলিয়াম ছাড়া অন্য উপাদানগুলিকে সম্মিলিতভাবে ধাতব উপাদান হিসাবে উল্লেখ করা হয়)
সিলিকেটগুলি মূলত পাথর, বালি এবং কাচের মতো জিনিস এবং পৃথিবীর মতো পাথুরে গ্রহগুলি মূলত সিলিকেট দিয়ে তৈরি। গঠনের উপর নির্ভর করে, সিলিকেটের স্ফুটনাঙ্ক সাধারণত দুই হাজার ডিগ্রির বেশি (বা কাচের জন্য এক হাজার ডিগ্রিরও বেশি)। গ্রহের ভারসাম্যের তাপমাত্রা প্রায় 2,000 ডিগ্রী, এটিতে কোনো বালি থাকলে এটি সত্যিই বাষ্পীভূত হতে পারে। কিন্তু যে সব না. এই সিলিকেটগুলি ছাড়াও, বিজ্ঞানীরা দেখতে পেয়েছেন যে মেঘে ধাতব টাইটানিয়ামও রয়েছে। অন্য কথায়, গ্রহের পৃষ্ঠটি "টাইটানিয়াম বালি মেঘ" এর একটি স্তর দিয়ে আচ্ছাদিত, এতে অবাক হওয়ার কিছু নেই যে প্রতিফলন ক্ষমতা এত শক্তিশালী, একসাথে পুরো গ্রহটি একটি বড় আয়না।
পরিবেশ কল্পনা করুন: আকাশে একটি বিশাল আগুনের গোলা ঝুলছে, যার চারপাশে ধাতব বাষ্পের মেঘ রয়েছে। যখন তাপমাত্রা শীতল হয়, এই ভারী ধাতু মেঘগুলি "বৃষ্টির ফোঁটা" তে ঘনীভূত হয় এবং পড়ে। তরল ধাতু আবার উচ্চ তাপমাত্রায় বাষ্পীভূত হয়, এবং তাই।
ঠিক আছে, তাই সংক্ষেপে বলা যায়: কেন এই গ্রহটি নেপচুন মরুভূমিতে হতে পারে?
1. যদিও এটি তার নক্ষত্রের কাছাকাছি, তবে এর হোস্ট নক্ষত্রটি এক্স-রেতে খুব দুর্বল এবং এর নাক্ষত্রিক বায়ু শক্তিশালী নয়;
2. গ্রহের বায়ুমণ্ডলের ধাতব উপাদান খুব বেশি, যা এর সমগ্র বায়ুমণ্ডলকে খুব ভারী এবং উড়িয়ে দেওয়া কঠিন করে তোলে;
3. ধাতব মেঘের কারণে সৃষ্ট উচ্চ অ্যালবেডো নক্ষত্রের বেশিরভাগ বিকিরণকে ব্লক করে, যা গ্রহটিকে অতিরিক্ত বেকিং থেকেও বাধা দেয়।
এই কারণগুলি এখনও পর্যন্ত যুক্তিসঙ্গত বলে মনে হচ্ছে, কিন্তু এই অতি-হট নেপচুনের রহস্যটি কেবলমাত্র অস্থায়ীভাবে সমাধান করা হয়েছে। এটি ভবিষ্যতে JWST দ্বারা আরও বিস্তারিতভাবে পর্যবেক্ষণ করা যেতে পারে, এই আশায় যে আরও প্রমাণ রহস্য সমাধানে সহায়তা করবে।
