ছায়াপথের অন্য কোথাও জীবনের সন্ধানে, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা বাসযোগ্য হতে পারে এমন একটি এক্সোপ্ল্যানেট আবিষ্কারের মাধ্যমে অনুসন্ধান করে। তার মানে বাসযোগ্য অঞ্চলে বায়ুমণ্ডল সহ পাথুরে গ্রহ। কিন্তু একটা জিনিস এই প্রচেষ্টাকে বাধা দেয়। আমরা কি বায়ুমণ্ডল পরীক্ষা করতে পারি এবং একটি এক্সোপ্ল্যানেটের মধ্যে পার্থক্য করতে পারি যা বাসযোগ্য এবং একটি যেটি আসলে বাস করে?
এটি কঠিন, আংশিকভাবে কারণ এক্সোপ্ল্যানেটগুলি অনেক দূরে এবং এছাড়াও আমাদের গাইড করার জন্য আমাদের কেবল পৃথিবী রয়েছে। এটি একমাত্র বাসযোগ্য এবং বাসযোগ্য বিশ্ব যা আমরা জানি। কিন্তু নতুন গবেষণা দেখায় কিভাবে আমরা সেই তথ্যগুলো নিয়ে কাজ করতে পারি যাতে বসবাসকারী পৃথিবীগুলো সনাক্ত করার চেষ্টা করা যায়।
কাজটি হল "Terrestrial Exoplanet Studies ফর লাইফ ছাড়া পৃথিবীর একটি সম্পূর্ণ-গ্রহের মডেল" এবং এটি প্ল্যানেটারি সায়েন্স জার্নালে প্রকাশিত হয়েছে। প্রধান লেখক হলেন সামান্থা গিলবার্ট-জানিজেক, যিনি এই কাজটি পরিচালনা করার সময় ওয়াশিংটন বিশ্ববিদ্যালয়ের পোস্টডক্টরাল জ্যোতির্বিদ্যার ছাত্র ছিলেন।
"মহাবিশ্বের একমাত্র পরিচিত বাসযোগ্য (এবং জনবসতিপূর্ণ) গ্রহ হিসাবে, পৃথিবী অন্য কোথাও জীবনের জন্য আমাদের অনুসন্ধানকে জানায়," লেখক লিখেছেন। "হ্যাবিটেবল ওয়ার্ল্ডস অবজারভেটরি (HWO) এর মতো ভবিষ্যতের টেলিস্কোপগুলি শীঘ্রই সূর্যের মতো নক্ষত্রের চারপাশে পাথুরে জগতে জীবন সন্ধান করবে, তাই এটি গুরুত্বপূর্ণ যে আমরা কীভাবে বাসযোগ্য গ্রহগুলিকে বসবাসযোগ্য গ্রহগুলি থেকে আলাদা করতে পারি।"
হ্যাবিটেবল ওয়ার্ল্ডস অবজারভেটরি (এইচডব্লিউও) এর মতো মানমন্দিরগুলি জীবনের সন্ধানে নতুন শক্তি ইনজেক্ট করবে। তারা এক্সোপ্ল্যানেট বিজ্ঞানকে বাসযোগ্য হতে পারে এমন জগতগুলিকে শনাক্ত করা থেকে, বায়ুমণ্ডলের সাথে প্রাণের লক্ষণ দেখায় এমন জগতগুলিকে শনাক্ত করবে। কিন্তু গবেষকরা যেমন উল্লেখ করেছেন, আমরা এখনও জানি না কিভাবে বসতিপূর্ণ জগতগুলিকে বলতে হয়, যদি থাকে তাহলে, যেগুলি নিছক বাসযোগ্য।
"পৃথিবী বর্তমানে মহাবিশ্বের একমাত্র পরিচিত জনবসতিপূর্ণ গ্রহ, এবং ভূতাত্ত্বিক প্রমাণ থেকে বোঝা যায় যে এটি তার 4.54 Gyr ইতিহাসের বেশিরভাগের জন্য তরল-জলের মহাসাগরের সাথে বাসযোগ্য ছিল," লেখক লিখেছেন। "এর দীর্ঘমেয়াদী বাসযোগ্যতার কারণে, পৃথিবী এমন একটি টেমপ্লেট হিসাবে কাজ করে যা অন্য কোথাও বায়োস্ফিয়ারের জন্য আমাদের অনুসন্ধানকে গাইড করে।"
গবেষকরা এক ধরণের ভার্চুয়াল পৃথিবী তৈরি করে এই সমস্যাটি মোকাবেলা করেছেন, তবে একটি জীবন ছাড়াই।
"এই প্রশ্নগুলির উত্তর দেওয়ার প্রথম পদক্ষেপ হিসাবে, আমরা 50 Myr থেকে 5 Gyr পর্যন্ত জীবন ছাড়া পৃথিবীর একটি মিলিত অভ্যন্তরীণ-বায়ুমণ্ডলের বিবর্তন মডেল উপস্থাপন করি যা আনুমানিক পরিমাপের অনিশ্চয়তার মধ্যে 4.5 Gyr-এর পরে প্রাক-ইন্ডাস্ট্রিয়াল পৃথিবীর 19 টি মূল পর্যবেক্ষণ পুনরুত্পাদন করে," গবেষকরা ব্যাখ্যা করেন। এই 19টি পর্যবেক্ষণের মধ্যে রয়েছে বায়ুমণ্ডলীয় CO2 এবং H2O, পৃষ্ঠের তাপমাত্রা এবং অ্যালবেডো, সমুদ্রের ভর এবং এমনকি উপরের-ম্যান্টল তাপমাত্রা এবং উপরের-ম্যান্টল তাপ প্রবাহের মতো কারণগুলি। এই অ-জৈবিক কারণগুলি সমস্ত একটি গ্রহের বায়ুমণ্ডলকে গঠন করে এবং এর জন্য হিসাব করতে হবে।
"যদিও এক্সোপ্ল্যানেটের অভ্যন্তরীণগুলি নিজেরাই সরাসরি কখনই পর্যবেক্ষণযোগ্য হবে না, তবে অভ্যন্তরীণ বিবর্তনের প্রভাবগুলি বায়ুমণ্ডলের সংমিশ্রণে এবং ভূপৃষ্ঠের পরিবেশের অ্যালবেডোতে স্পষ্ট, উভয়ই HWO প্রতিফলিত-আলো স্পেকট্রোস্কোপির মাধ্যমে সূর্যের মতো নক্ষত্রের চারপাশে পৃথিবীর মতো গ্রহগুলিতে পর্যবেক্ষণ করবে," লেখক ব্যাখ্যা করেছেন৷
এই স্কিম্যাটিকটি অ্যাবায়োটিক আর্থ মডেলের অন্তর্ভুক্ত কিছু মূল প্রক্রিয়া দেখায়। দূর থেকে পর্যবেক্ষণযোগ্য পরিমাণ (পৃষ্ঠের তাপমাত্রা, অ্যালবেডো, এবং বায়ুমণ্ডলীয় H2O এবং CO2) গাঢ়। ইমেজ ক্রেডিট: সামান্থা গিলবার্ট-জানিজেক এট আল 2026 প্ল্যানেট। বিজ্ঞান জে. 7 216
গবেষকরা মডেল আর্থের প্রতিফলিত আলোক বর্ণালীও তৈরি করেছেন যা HWO-এর সম্ভাব্য তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিসীমাকে কভার করে। তারা একটি কোড ব্যবহার করে একটি "সিন্থেটিক HWO প্রতিফলিত-আলোক বর্ণালী (0.2-2.0 μm) প্রকৃত পৃথিবীর জন্য এবং 4.5 Gyr-এর পরে অ্যাবায়োটিক পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলীয় অবস্থার জন্য" গণনা করেছে৷ এর মধ্যে CO2, H2O, O2, O3 এবং CH4 এর জন্য লাইন শোষণ অন্তর্ভুক্ত ছিল।
জীবন ছাড়া এই ভার্চুয়াল পৃথিবী বাসযোগ্য বিশ্বের বিশদ বায়ুমণ্ডল পর্যবেক্ষণের সাথে তুলনা করার জন্য একটি মানদণ্ড হিসাবে কাজ করতে পারে।
প্রধান লেখক গিলবার্ট-জানিজেক বলেছেন, "এই মডেলটি আমাদের দেখতে সাহায্য করতে পারে যে কীভাবে বাসযোগ্য কিন্তু নির্জীব গ্রহগুলি জীবন্ত গ্রহগুলিকে অনুকরণ করতে পারে।" "যখন আমরা একটি এক্সোপ্ল্যানেটের বায়ুমণ্ডলের পর্যবেক্ষণগুলি ব্যাখ্যা করি, তখন এই টুলটি আমাদেরকে সম্ভাব্যতা নির্ধারণ করতে সাহায্য করবে যে আমরা যা পর্যবেক্ষণ করি তা পৃষ্ঠের উপর জীবন নির্দেশ করে।"
এই পরিকল্পিত বায়ুমণ্ডলীয় উত্স এবং সিঙ্কগুলি দেখায় যা মডেলটিতে নতুন উদ্বায়ী সাইক্লিং প্রক্রিয়াগুলিকে সংজ্ঞায়িত করে। CO2 এর সাথে সম্পর্কিত ফ্লাক্সগুলি রঙ-কোডেড ম্যাজেন্টা এবং H2O এর সাথে সম্পর্কিত ফ্লাক্সগুলি রঙ-কোডেড টিল। পরিকল্পনায় মহাসাগরের রসায়ন অন্তর্ভুক্ত নয়। ইমেজ ক্রেডিট: সামান্থা গিলবার্ট-জানিজেক এট আল 2026 প্ল্যানেট। বিজ্ঞান জে. 7 216
গিলবার্ট-জানিজেক স্ক্র্যাচ থেকে শুরু করেননি। জ্যৈষ্ঠ লেখক ররি বার্নস, জ্যোতির্বিদ্যার একজন UW সহযোগী অধ্যাপক, ইতিমধ্যেই একটি মডেল তৈরি করেছিলেন যাতে মূল, ম্যান্টেল, ক্রাস্ট এবং নাক্ষত্রিক বিকিরণ অন্তর্ভুক্ত ছিল। এই কাজটি একটি আরও ব্যাপক মডেল তৈরি করতে পৃষ্ঠ এবং বায়ুমণ্ডল যুক্ত করেছে।
লেখকরা আশা করেন যে এই মডেলটি এক ধরণের প্লাগ-এন্ড-প্লে মডেল হিসাবে কাজ করতে পারে যা অধ্যয়ন করা যে কোনও নির্দিষ্ট এক্সোপ্ল্যানেটের সাথে মানানসই হতে পারে। তারা অ্যালবেডো এবং বায়ুমণ্ডলীয় CO2 এর মতো উপাদানগুলি ইনপুট করতে পারে এবং কী ঘটবে তা পরীক্ষা করতে পারে। যদি মডেলটি গ্রহের পর্যবেক্ষণগুলি পুনরায় তৈরি করে তবে এটি পরামর্শ দেয় যে প্রশ্নে থাকা এক্সোপ্ল্যানেটটি জনবসতিহীন।
স্বাভাবিকভাবেই, এই আকার এবং জটিলতার একটি উদ্যোগের জন্য কিছু অনুমান প্রয়োজন। পৃথিবীর ম্যাগমা মহাসাগর শক্ত হওয়ার পরে মডেলটি শুরু হয় এবং এটি বায়ুমণ্ডলের প্রাথমিক রচনাকে নির্দেশ করে। লেখকরা বলেছেন যে তারা শর্তগুলির একটি প্রাথমিক সেট বেছে নিয়েছে "যা প্রযোজ্য ম্যান্টেলের বেশিরভাগ অংশ শক্ত হওয়ার পরে।"
তারা এটাও ধরে নিয়েছিল যে প্লেট টেকটোনিক্স পৃথিবীর ইতিহাসের মধ্যবর্তী হেডেন থেকে শুরু হওয়ার সময় সক্রিয় ছিল, যা ব্যাপকভাবে সত্য এবং প্রমাণের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ বলে বিশ্বাস করা হয়। বিকল্প হাইপোথিসিস আছে যা বলছে যে এটি এমন ছিল না। একজন বলেছেন যে প্লেট টেকটোনিক্স তখনই শুরু হয়েছিল যখন এটি আর্কিয়ানের সময় একটি স্থবির-ঢাকনা থেকে আধুনিক প্লেট টেকটোনিক্সে স্থানান্তরিত হয়েছিল, কিন্তু গবেষকরা তা এড়িয়ে গেছেন।
বায়ুমণ্ডলীয় চাপ, পৃথিবীর জিওডাইনামোর শক্তি এবং এমনকি হাইড্রোজেনের বায়ুমণ্ডলীয় অব্যাহতি সম্পর্কে অন্যান্য অনুমান করা হয়েছিল। কিন্তু এই ধরনের অনুমান বিজ্ঞানের একটি স্বাভাবিক অংশ এবং সামনে ব্যাখ্যা করা হয়।
কিন্তু ভার্চুয়াল আর্থ মডেল সফলভাবে প্রি-ইন্ডাস্ট্রিয়াল আর্থের বৈশিষ্ট্যগুলিকে পুনরুত্পাদন করে এবং এটিই সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বিষয়। এটি ভবিষ্যদ্বাণী করে যে একটি গ্রহ জীবনের উপস্থিতি প্রয়োজন ছাড়াই দীর্ঘ সময়ের জন্য বাসযোগ্য অবস্থা বজায় রাখতে পারে। এটি প্রাসঙ্গিক কারণ মিথ্যা ইতিবাচকগুলি HWO-এর চ্যালেঞ্জগুলির মধ্যে একটি।
বাসযোগ্য ওয়ার্ল্ডস অবজারভেটরির জন্য এই তিনটি ইঞ্জিনিয়ারিং আর্কিটেকচার কনসেপ্ট (EACs)। প্রতিটি একটি ভিন্ন আয়না নকশা বৈশিষ্ট্য. EAC-1 হল একটি 6m, খণ্ডিত, অফ-অক্ষ টেলিস্কোপ। EAC-2 একই কিন্তু একটি বৃত্তাকার কীস্টোন মিরর এবং পার্শ্ববর্তী অংশ ব্যবহার করে। EAC-3 হল একটি 8m অন-অক্ষ টেলিস্কোপ যার গোলাকার অংশ রয়েছে। প্রতিটি ডিজাইনে প্রসারিত, প্রতিরক্ষামূলক ব্যারেল দেখানো হয়নি, যা মাইক্রোমেটিওরাইট থেকে আয়নাকে রক্ষা করবে। ইমেজ ক্রেডিট: NASA Goddard/Conceptual Image Labs
"ড. গিলবার্ট-জানিজেকের কাজটি বোঝার দিকে একটি উত্তেজনাপূর্ণ পদক্ষেপের প্রতিনিধিত্ব করে যেখানে মহাবিশ্বে জীবন থাকতে পারে," বার্নস বলেন। "অনেক বিজ্ঞানীদের এক দশকেরও বেশি কাজ করার পরে, ডঃ গিলবার্ট-জানিজেক অবশেষে পৃথিবীর একটি মডেল তৈরি করেছেন যা একই সাথে পৃথিবীর মূল, আবরণ, পৃষ্ঠ এবং বায়ুমণ্ডলের বৈশিষ্ট্যগুলি পুনরুত্পাদন করে৷ এই ক্রমাঙ্কনটি আমাদের আত্মবিশ্বাস দেয় যে এক্সোপ্ল্যানেটগুলির ভবিষ্যতের সিমুলেশনগুলি সঠিক হবে৷"
"আমরা কি মহাবিশ্বে একা" প্রশ্নটি এক নিঃশ্বাসে জিজ্ঞাসা করা যেতে পারে কিন্তু এক শ্বাসে উত্তর দেওয়া যায় না। এটিকে অনেক ছোট ছোট প্রশ্নে বিভক্ত করতে হবে এবং বহু প্রজন্ম ধরে উত্তর দিতে হবে। এমনকি "আমরা কি মিল্কিওয়েতে একা" অনেক বড় এবং একটি প্রশ্নকে ঘিরে। "আমরা কি একা" এক্সোপ্ল্যানেট দ্বারা এক্সোপ্ল্যানেটকে জিজ্ঞাসা করতে হবে এবং এর জন্য ডঃ গিলবার্ট-জানিজেক এবং তার সহকর্মীদের দ্বারা তৈরি করা সাজানোর সরঞ্জামগুলির প্রয়োজন।
আমাদের প্রথম 6,000 এক্সোপ্ল্যানেট আবিষ্কারগুলি ছিল বাল্ক আবিষ্কার। কিন্তু অনুসন্ধানটি পৃথিবীর মতো গ্রহের দিকে আরও লক্ষ্যবস্তু হয়ে উঠছে, যার অর্থ এই ধরনের সরঞ্জামগুলি আরও বেশি প্রয়োজনীয় হয়ে উঠছে। আসন্ন HWO, যদি এটি নির্মিত হয়, এই পয়েন্টটিকে আরও সূক্ষ্ম ফোকাসে রাখে।
"হ্যাবিটেবল ওয়ার্ল্ডস অবজারভেটরির মতো একটি টেলিস্কোপের উচ্চাভিলাষী লক্ষ্যগুলি উপলব্ধি করার জন্য বহু প্রজন্মের বিজ্ঞানীদের কয়েক দশক কাজ করতে হবে," গিলবার্ট-জানিজেক বলেছিলেন। "আমি এই বংশে যোগদান করার জন্য অত্যন্ত কৃতজ্ঞ এবং একদিন পরবর্তী প্রজন্মের কাছে মশালটি প্রেরণ করব যাতে আমরা মহাবিশ্বে একা কি না এই প্রশ্নটি থেকে দূরে সরে যেতে পারি।"
