একটি 'গোল্ডিলক্স' তারকা কীভাবে জল পৃথিবীতে আসে তার একটি পূর্বে লুকানো পদক্ষেপ প্রকাশ করে

একটি 'গোল্ডিলক্স' তারকা কীভাবে জল পৃথিবীতে আসে তার একটি পূর্বে লুকানো পদক্ষেপ প্রকাশ করে

সময় স্ট্যাম্প: মার্চ 17, 2023 11:10 এএম

পানি না থাকলে পৃথিবীতে জীবন আজকের মতো থাকতে পারত না। পৃথিবীর মতো গ্রহগুলি কীভাবে আসে তা বোঝার জন্য মহাবিশ্বে জলের ইতিহাস বোঝা গুরুত্বপূর্ণ।

জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা সাধারণত মহাকাশে স্বতন্ত্র অণু হিসাবে পানির গঠন থেকে গ্রহের পৃষ্ঠে বিশ্রামের স্থান পর্যন্ত যে যাত্রা নেয় তাকে "জলের পথ" বলে উল্লেখ করে। ট্রেইলটি হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেন গ্যাস দিয়ে আন্তঃনাক্ষত্রিক মাধ্যম থেকে শুরু হয় এবং গ্রহগুলিতে মহাসাগর এবং বরফের টুপি দিয়ে শেষ হয়, বরফের চাঁদগুলি গ্যাস দৈত্য এবং বরফ ধূমকেতু এবং গ্রহাণুগুলিকে প্রদক্ষিণ করে যা তারাকে প্রদক্ষিণ করে৷ এই ট্রেইলের শুরু এবং শেষ দেখা সহজ, কিন্তু মাঝখানে একটি রহস্য রয়ে গেছে।

আমি একজন জ্যোতির্বিজ্ঞানী যারা রেডিও এবং ইনফ্রারেড টেলিস্কোপ থেকে পর্যবেক্ষণ ব্যবহার করে তারা এবং গ্রহের গঠন অধ্যয়ন করে। একটি নতুন কাগজে, আমার সহকর্মীরা এবং আমি বর্ণনা করি প্রথম পরিমাপ কখনও তৈরি জলপথের এই পূর্বে লুকানো মধ্যবর্তী অংশ এবং পৃথিবীর মতো গ্রহে পাওয়া জলের জন্য এই অনুসন্ধানগুলির অর্থ কী।

ধূলিকণা এবং গ্যাসের মেঘ থেকে গ্রহের প্রদক্ষিণকারী পূর্ণবয়স্ক নক্ষত্রে একটি তারকা সিস্টেমের অগ্রগতি।
নক্ষত্র এবং গ্রহ গঠন একটি পরস্পর জড়িত প্রক্রিয়া যা মহাকাশে অণুর মেঘ দিয়ে শুরু হয়। ইমেজ ক্রেডিট: বিল স্যাক্সটন, NRAO/AUI/NSF, CC BY

কিভাবে গ্রহ গঠিত হয়

নক্ষত্র ও গ্রহের গঠন একে অপরের সাথে জড়িত। তথাকথিত "স্থানের শূন্যতা" - বা আন্তঃনাক্ষত্রিক মাধ্যম - আসলে রয়েছে প্রচুর পরিমাণে গ্যাসীয় হাইড্রোজেন, অল্প পরিমাণে অন্যান্য গ্যাস, এবং ধুলোর দানা. অভিকর্ষের কারণে আন্তঃনাক্ষত্রিক মাধ্যমের কিছু পকেট হয়ে যাবে কণা একে অপরকে আকর্ষণ করার কারণে আরও ঘন এবং মেঘ তৈরি করে। এই মেঘের ঘনত্ব বাড়ার সাথে সাথে পরমাণুগুলি আরও ঘন ঘন সংঘর্ষ শুরু করে বড় অণু গঠন, ফর্ম যে জল সহ ধূলিকণার উপর এবং বরফের মধ্যে ধুলো আবরণ করে.

নক্ষত্রগুলি তৈরি হতে শুরু করে যখন ধসে পড়া মেঘের অংশগুলি একটি নির্দিষ্ট ঘনত্বে পৌঁছায় এবং হাইড্রোজেন পরমাণুগুলিকে একত্রিত করা শুরু করার জন্য যথেষ্ট তাপ হয়। যেহেতু গ্যাসের একটি ছোট ভগ্নাংশ প্রাথমিকভাবে নবজাতক প্রোটোস্টারে ভেঙে পড়ে, বাকি গ্যাস এবং ধুলো। উপাদানের একটি চ্যাপ্টা ডিস্ক গঠন করে চারপাশে ঘুরছে, নবজাতক তারা। জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা একে প্রোটো-প্ল্যানেটারি ডিস্ক বলে।

যেহেতু বরফের ধূলিকণাগুলি একটি প্রোটো-প্ল্যানেটারি ডিস্কের ভিতরে একে অপরের সাথে সংঘর্ষ হয়, তারা একসাথে জড়ো হতে শুরু করে. প্রক্রিয়া চলতে থাকে এবং শেষ পর্যন্ত মহাকাশের পরিচিত বস্তু যেমন গ্রহাণু, ধূমকেতু, পৃথিবীর মতো পাথুরে গ্রহ এবং বৃহস্পতি বা শনির মতো গ্যাস দৈত্য তৈরি করে।

পানির উৎসের জন্য দুটি তত্ত্ব

আমাদের সৌরজগতের জল গ্রহণ করতে পারে এমন দুটি সম্ভাব্য পথ রয়েছে। প্রথম, বলা হয় রাসায়নিক উত্তরাধিকার, হল যখন আন্তঃনাক্ষত্রিক মাধ্যমের মধ্যে তৈরি হওয়া জলের অণুগুলি প্রোটো-প্ল্যানেটারি ডিস্কে সরবরাহ করা হয় এবং কোনও পরিবর্তন না করেই তারা তৈরি করা সমস্ত দেহ।

দ্বিতীয় তত্ত্ব বলা হয় রাসায়নিক রিসেট. এই প্রক্রিয়ায়, প্রোটো-প্ল্যানেটারি ডিস্ক এবং নবজাতক নক্ষত্রের গঠন থেকে তাপ জলের অণুগুলিকে ভেঙে দেয়, যা প্রোটো-প্ল্যানেটারি ডিস্কটি শীতল হয়ে গেলে সংস্কার করে।

এই তত্ত্বগুলি পরীক্ষা করার জন্য, আমার মতো জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা সাধারণ জল এবং আধা-ভারী জল নামক এক বিশেষ ধরণের জলের মধ্যে অনুপাত দেখেন। পানি সাধারণত দুটি হাইড্রোজেন পরমাণু এবং একটি অক্সিজেন পরমাণু দিয়ে তৈরি। আধা-ভারী জল একটি অক্সিজেন পরমাণু, একটি হাইড্রোজেন পরমাণু এবং ডিউটেরিয়ামের একটি পরমাণু দিয়ে তৈরি - এটির নিউক্লিয়াসে একটি অতিরিক্ত নিউট্রন সহ হাইড্রোজেনের একটি ভারী আইসোটোপ।

আধা-ভারী থেকে স্বাভাবিক জলের অনুপাত হল জলের পথের একটি পথনির্দেশক আলো — অনুপাত পরিমাপ করা জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের জলের উত্স সম্পর্কে অনেক কিছু বলতে পারে৷ রাসায়নিক মডেল এবং পরীক্ষা-নিরীক্ষা দেখিয়েছে যে ঠান্ডা আন্তঃনাক্ষত্রিক মাধ্যমে প্রায় 1,000 গুণ বেশি আধা-ভারী জল তৈরি হবে প্রোটোপ্ল্যানেটারি ডিস্কের অবস্থার তুলনায়.

এই পার্থক্যের মানে হল যে কোনও জায়গায় আধা-ভারী এবং স্বাভাবিক জলের অনুপাত পরিমাপ করে, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা বলতে পারেন যে সেই জল রাসায়নিক উত্তরাধিকার বা রাসায়নিক রিসেট পথ দিয়ে গেছে কিনা।

গ্যাস এবং ধুলোর বলয় দ্বারা বেষ্টিত একটি তারকা।
V883 Orionis হল একটি তরুণ তারকা সিস্টেম যার কেন্দ্রে একটি বিরল নক্ষত্র রয়েছে যা প্রোটো-প্ল্যানেটারি ক্লাউডে জল পরিমাপ করা সম্ভব করে তোলে, যা কাটওয়েতে দেখানো হয়েছে। ইমেজ ক্রেডিট: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), B. Saxton (NRAO/AUI/NSF), CC BY

একটি গ্রহ গঠনের সময় জল পরিমাপ

ধূমকেতুর আধা-ভারী এবং স্বাভাবিক জলের অনুপাত প্রায় পুরোপুরি সামঞ্জস্যপূর্ণ রাসায়নিক উত্তরাধিকার, মানে মহাকাশে প্রথম তৈরি হওয়ার পর থেকে পানিতে কোনো বড় রাসায়নিক পরিবর্তন হয়নি। পৃথিবীর অনুপাত উত্তরাধিকার এবং রিসেট অনুপাতের মাঝখানে কোথাও বসেছে, যার ফলে পানি কোথা থেকে এসেছে তা স্পষ্ট নয়।

গ্রহগুলিতে জল কোথা থেকে আসে তা সত্যই নির্ধারণ করতে, জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের একটি গোল্ডিলক্স প্রোটো-প্ল্যানেটারি ডিস্ক খুঁজে বের করতে হবে - যা জলের পর্যবেক্ষণের অনুমতি দেওয়ার জন্য সঠিক তাপমাত্রা এবং আকার। তাই করা হয়েছে অবিশ্বাস্যভাবে কঠিন হতে প্রমাণিত. জল একটি গ্যাস হলে আধা-ভারী এবং স্বাভাবিক জল সনাক্ত করা সম্ভব; দুর্ভাগ্যবশত জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের জন্য, প্রোটো-প্ল্যান্টারি ডিস্কের বেশিরভাগ অংশই খুব ঠান্ডা এবং বেশিরভাগ বরফ থাকে, এবং এটা প্রায় জলের অনুপাত পরিমাপ করা অসম্ভব আন্তঃনাক্ষত্রিক দূরত্বে বরফ থেকে।

2016 সালে একটি অগ্রগতি হয়েছিল, যখন আমি এবং আমার সহকর্মীরা FU Orionis তারকা নামক একটি বিরল ধরণের তরুণ তারকাকে ঘিরে প্রোটো-প্ল্যানেটারি ডিস্কগুলি অধ্যয়ন করছিলাম। বেশিরভাগ তরুণ তারা তাদের চারপাশের প্রোটো-প্ল্যানেটারি ডিস্ক থেকে পদার্থ গ্রহণ করে। FU Orionis নক্ষত্রগুলি অনন্য কারণ তারা সাধারণ তরুণ নক্ষত্রের তুলনায় প্রায় 100 গুণ দ্রুত পদার্থ গ্রহণ করে এবং ফলস্বরূপ, শতগুণ বেশি শক্তি নির্গত করে. এই উচ্চ শক্তির আউটপুটের কারণে, FU Orionis নক্ষত্রের চারপাশের প্রোটো-প্ল্যানেটারি ডিস্কগুলি অনেক বেশি তাপমাত্রায় উত্তপ্ত হয়, বরফকে জলীয় বাষ্পে পরিণত করে তারা থেকে অনেক দূরত্বে।

উপরের আটাকামা বড় মিলিমিটার / সাবমিলিমিটার অ্যারে, উত্তর চিলির একটি শক্তিশালী রেডিও টেলিস্কোপ, আমরা আবিষ্কার করেছি সূর্যের মতো তরুণ তারা V883 Ori এর চারপাশে একটি বড়, উষ্ণ প্রোটো-প্ল্যানেটারি ডিস্ক, পৃথিবী থেকে প্রায় 1,300 আলোকবর্ষ দূরে ওরিয়ন নক্ষত্রে।

V883 Ori সূর্যের চেয়ে 200 গুণ বেশি শক্তি নির্গত করে এবং আমার সহকর্মীরা এবং আমি স্বীকার করেছি যে এটি আধা-ভারী থেকে স্বাভাবিক জলের অনুপাত পর্যবেক্ষণ করার জন্য একটি আদর্শ প্রার্থী।

V883 Ori এর চারপাশে ডিস্কের একটি রেডিও চিত্র।
V883 Ori-এর চারপাশে প্রোটো-প্ল্যানেটারি ডিস্কে গ্যাসীয় জল রয়েছে, যা কমলা স্তরে দেখানো হয়েছে, যা জ্যোতির্বিজ্ঞানীদেরকে সাধারণ জলের আধা-ভারী অনুপাত পরিমাপ করতে দেয়। ইমেজ ক্রেডিট: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Tobin, B. Saxton (NRAO/AUI/NSF), CC BY

ওয়াটার ট্রেইল সম্পূর্ণ করা

2021 সালে, আটাকামা লার্জ মিলিমিটার/সাবমিলিমিটার অ্যারে ছয় ঘণ্টার জন্য V883 Ori-এর পরিমাপ করেছে। তথ্য প্রকাশ ক আধা-ভারী এবং স্বাভাবিক জলের শক্তিশালী স্বাক্ষর V883 Ori এর প্রোটো-প্ল্যানেটারি ডিস্ক থেকে আসছে। আমরা আধা-ভারী এবং সাধারণ জলের অনুপাত পরিমাপ করেছি এবং দেখতে পেয়েছি যে অনুপাতটি খুব ছিল ধূমকেতুতে পাওয়া অনুপাতের অনুরূপ সেইসাথে অনুপাত পাওয়া গেছে ছোট প্রোটোস্টার সিস্টেমে.

এই ফলাফলগুলি আন্তঃনাক্ষত্রিক মাধ্যম, প্রোটোস্টার, প্রোটো-প্ল্যানেটারি ডিস্ক এবং পৃথিবীর মতো গ্রহগুলির মধ্যে জলের মধ্যে সরাসরি সংযোগ স্থাপন করে জলের পথের ফাঁক পূরণ করে, রাসায়নিক রিসেট নয়, উত্তরাধিকার প্রক্রিয়ার মাধ্যমে।

নতুন ফলাফলগুলি নিশ্চিতভাবে দেখায় যে পৃথিবীতে জলের একটি উল্লেখযোগ্য অংশ সম্ভবত বিলিয়ন বছর আগে গঠিত হয়েছিল, সূর্যের এমনকি প্রজ্বলিত হওয়ার আগে। মহাবিশ্বের মধ্য দিয়ে পানির এই অনুপস্থিত অংশটি নিশ্চিত করা পৃথিবীতে পানির উৎপত্তির সূত্র দেয়। বিজ্ঞানীরা এর আগে পৃথিবীতে সবচেয়ে বেশি পানির পরামর্শ দিয়েছেন গ্রহকে প্রভাবিত ধূমকেতু থেকে এসেছে. পৃথিবীতে ধূমকেতু এবং V883 Ori-এর তুলনায় কম আধা-ভারী জল রয়েছে, কিন্তু রাসায়নিক রিসেট তত্ত্বের চেয়ে বেশি উৎপন্ন হবে, মানে পৃথিবীতে জল সম্ভবত একাধিক উৎস থেকে এসেছে।কথোপকথোন

এই নিবন্ধটি থেকে পুনঃপ্রকাশ করা হয় কথোপকথোন ক্রিয়েটিভ কমন্স লাইসেন্সের অধীনে। পর এটা মূল নিবন্ধ.

চিত্র ক্রেডিট: এ. অ্যাঞ্জেলিচ (NRAO/AUI/NSF)/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), সিসি বাই

সময় স্ট্যাম্প:

থেকে আরো এককতা হাব