ওরিয়ন নীহারিকা - পদার্থবিজ্ঞানের জগতে বিচরণরত দুর্বৃত্ত গ্রহের জোড়া পাওয়া গেছে

ওরিয়ন নীহারিকা - পদার্থবিজ্ঞানের জগতে বিচরণরত দুর্বৃত্ত গ্রহের জোড়া পাওয়া গেছে

সময় স্ট্যাম্প: 12 অক্টোবর, 2023 9:22 পূর্বাহ্ন

একটি দুর্বৃত্ত গ্রহের শিল্পীর ছাপ, যা নক্ষত্রের উজ্জ্বল পটভূমিতে একটি অন্ধকার, ব্যান্ডযুক্ত বস্তু হিসাবে প্রদর্শিত হয়
দুর্বৃত্ত যাচ্ছে: বৃহস্পতি-ভর গ্রহগুলি পূর্বে অভিভাবক নক্ষত্র ছাড়াই অবাধে ভাসতে দেখা গেছে, তবে এত বড় সংখ্যায় নয় এবং বর্তমান গবেষণা পর্যন্ত কখনও বাইনারি জোড়া হিসাবে দেখা যায়নি। (সৌজন্যে: NASA/JPL-Caltech)

জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপ (জেডব্লিউএসটি) দ্বারা নতুন পর্যবেক্ষণের জন্য 500 টিরও বেশি মুক্ত-ভাসমান গ্রহ-ভর্তি বস্তু ওরিয়ন নেবুলার মধ্য দিয়ে ঘুরে বেড়াতে আবিষ্কৃত হয়েছে। সবচেয়ে অদ্ভুতভাবে, নীহারিকা ট্র্যাপিজিয়াম ক্লাস্টারে এই নতুন পাওয়া বস্তুগুলির মধ্যে প্রায় 40 টি বিস্তৃত বাইনারি জোড়ায় বিদ্যমান, এই তথাকথিত "দুর্বৃত্ত গ্রহগুলি" কীভাবে গঠন করে সে সম্পর্কে বিভ্রান্তিকর প্রত্যাশা।

একটি নক্ষত্রকে প্রদক্ষিণ করে না এমন মুক্ত-ভাসমান গ্রহ-ভর্তি বস্তুগুলি আগে তারা-গঠনকারী অঞ্চলে আবিষ্কৃত হয়েছে, কিন্তু JWST-এর দ্বারা দেখা সংখ্যায় কখনও পাওয়া যায়নি কাছাকাছি ইনফ্রারেড ক্যামেরা (NIRCam)। এই বস্তুগুলি দৃশ্যমান কারণ তারা এখনও তরুণ এবং তাদের গঠনের উত্তাপে জ্বলজ্বল করছে। সময়ের সাথে সাথে, তারা ঠাণ্ডা হবে এবং দৃশ্য থেকে বিবর্ণ হবে।

এই ধরনের মুক্ত-ভাসমান গ্রহগুলি কীভাবে তৈরি হয় তার জন্য দুটি অনুমান রয়েছে। একটি হল তারা নক্ষত্রের মতো উৎপন্ন হয়, একটি তারা-গঠনকারী আণবিক মেঘ থেকে সরাসরি ভেঙে পড়ে এবং ঘনীভূত হয়। অন্যটি হল তারা তরুণ নক্ষত্রের চারপাশে কক্ষপথে মূল বৃদ্ধির মাধ্যমে গঠন করে, শুধুমাত্র মহাকর্ষীয় জোয়ার এবং অনুরণন দ্বারা পরে বহিষ্কৃত হয়।

একটি জুমবো রহস্য

ওরিয়ন নীহারিকাতে পাওয়া 540টি গ্রহ-ভর্তি বস্তুর বেশিরভাগের জন্য, "এটি প্রায় অবশ্যই উভয় [প্রক্রিয়া] এর সংমিশ্রণ হতে চলেছে," বলেছেন স্যামুয়েল পিয়ারসন, ইউরোপিয়ান স্পেস এজেন্সি (ESA) এর একজন রিসার্চ ফেলো এবং এখনো-পিয়ার-রিভিউ করা হয়নি-এর প্রধান লেখক প্রাক মুদ্রণ নতুন পর্যবেক্ষণের উপর।

যাইহোক, 40 বা তার বেশি প্রশস্ত বাইনারি - মোটের 9% - এই ছবির সাথে খাপ খায় না। পিয়ারসন তাদের জুএমবিও বলে, জুপিটার ম্যাস বাইনারি অবজেক্টের জন্য, এবং তারা একটি রহস্য।

প্রধান সমস্যা, পিয়ারসন ব্যাখ্যা করেন, জুমবো'র ভর। মডেলগুলি ভবিষ্যদ্বাণী করে যে আণবিক মেঘ থেকে সরাসরি তৈরি হতে পারে এমন সর্বনিম্ন ভর বৃহস্পতির তিনগুণ। এই ন্যূনতম সীমাটি দেখা দেয় কারণ ছোট বস্তুগুলি তাপ ধরে রাখতে ভাল, যা তাদের আরও সংকুচিত হতে বাধা দেয়। তাই কেউ আশা করতে পারে যে ছোট গ্রহ-বস্তুর দেহগুলি (JWST পর্যবেক্ষণে ক্ষুদ্রতম বস্তু সহ, যা প্রায় 0.6 বৃহস্পতির ভর) এর পরিবর্তে কোর অ্যাক্রিশনের মাধ্যমে গঠিত হয়েছে - অর্থাৎ, নীচে থেকে, পৃথিবীর মতো - এবং নির্গত হয়েছে তাদের মূল সিস্টেম থেকে।

"কিন্তু এখন সমস্যা হল যে আমরা তাদের জোড়ায় খুঁজে পাচ্ছি," পিয়ারসন বলে ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড. "পৃথিবীতে এটি কীভাবে ঘটে?"

গ্রহ-গঠনের দৃশ্যকল্প

এখন পর্যন্ত, টেবিলে দুটি বিকল্প আছে। একটি হল প্রাথমিক ভর ফাংশন, যা নক্ষত্রের সাথে জন্মানো ভরের বন্টনকে বর্ণনা করে, যে কেউ উপলব্ধি করার চেয়ে অনেক ছোট ভর পর্যন্ত প্রসারিত হয়। অন্যটি হল এই JuMBOগুলিকে কোনো না কোনোভাবে গ্রহ ব্যবস্থা থেকে বের করে দেওয়া হচ্ছে।

যদিও বাইনারি পেয়ারকে কীভাবে বের করে দেওয়া যায় তার কোনো দৃঢ় মডেল নেই, তবে একটি সম্ভাব্য ব্যাখ্যা এসেছে রোসালবা পার্না স্টনি ব্রুক বিশ্ববিদ্যালয়ের, একসাথে ইহান ওয়াং এবং ঝাওহুয়ান ঝু লাস ভেগাসের নেভাদা বিশ্ববিদ্যালয়ের, উভয় মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে। ভিতরে একটি পৃথক প্রি-প্রিন্ট, তারা এমন একটি মডেলের প্রস্তাব করেছে যেখানে দুটি দৈত্যাকার গ্রহ তাদের নক্ষত্র থেকে অনেক দূরত্বে প্রদক্ষিণ করছে উভয়ই যদি তারা একই সময়ে প্রান্তিককরণে চলে যায় যখন সিস্টেমটি কাছাকাছি একটি নক্ষত্রের সাথে ঘনিষ্ঠ মুখোমুখি হয়।

পার্না এবং ওয়াং উল্লেখ করেছেন যে গ্রহ গঠনের মডেলগুলিতে, দৈত্য গ্রহগুলি তাদের নক্ষত্র থেকে 50 টিরও বেশি জ্যোতির্বিদ্যা ইউনিট (অর্থাৎ পৃথিবী-সূর্য দূরত্বের 50 গুণ) দূরত্বে গ্রহ-গঠনকারী চাকতি থেকে সরাসরি একত্রিত হতে পারে।

"আমাদের দৃশ্যপটে, জুমবিওগুলি একে অপরের কাছাকাছি আধা-প্রধান অক্ষ সহ দুটি বিশাল গ্রহের গ্রহ ব্যবস্থা থেকে গঠন করতে পছন্দ করে," ওয়াং এবং পার্না বলেন ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড. "উদাহরণস্বরূপ, যদি গ্রহ ব্যবস্থা প্রশস্ত হয়, তাহলে সম্ভবত কনফিগারেশন হল ~100AU-এ একটি দৈত্যাকার গ্রহ এবং 70AU-তে আরেকটি দৈত্যাকার গ্রহ।"

একটি নতুন ডোমেনে ঠেলাঠেলি

একটি ইন কাগজ 2022 সালে প্রকাশিত, আলেক্স স্কোলস ইউনিভার্সিটি অফ সেন্ট অ্যান্ড্রুজ, যুক্তরাজ্যের এবং সহকর্মীরা ভবিষ্যদ্বাণী করেছেন যে JWST তরুণ তারকা ক্লাস্টারে উল্লেখযোগ্য সংখ্যক কম ভরের দুর্বৃত্ত গ্রহ সনাক্ত করতে সক্ষম হবে। Scholz বলেছেন ওরিয়ন নেবুলার নতুন অনুসন্ধানগুলি এই উপসংহারকে সমর্থন করে।

"এই নতুন আবিষ্কৃত গ্রহ-ভর্তি বস্তুগুলি সত্যিই উত্তেজনাপূর্ণ - তারা আশ্চর্যজনকভাবে প্রচুর, এবং বিপুল সংখ্যক বাইনারি সম্পূর্ণ অপ্রত্যাশিত," তিনি বলেন ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড. "আপনি যখন একটি নতুন ডোমেনে প্রবেশ করেন তখন এটি ঘটে: আপনি অপ্রত্যাশিত জিনিস খুঁজে পান।"

আপাতত, দায়িত্ব আরও ডেটা পাওয়ার উপর। পিয়ারসন এবং তার সহ-লেখক মার্ক ম্যাককঘরিয়ান, যিনি বিজ্ঞান ও অনুসন্ধানের জন্য ESA-এর সিনিয়র উপদেষ্টা, ভবিষ্যতের একটি গবেষণায় JuMBO-এর দিকে দ্বিতীয় নজর দিতে চান, এবার JWST-এর ব্যবহার করে নিয়ার-ইনফ্রারেড স্পেকট্রোমিটার (NIRSpec)। এই পর্যবেক্ষণগুলি তাদের তাপমাত্রা, পৃষ্ঠের মাধ্যাকর্ষণ এবং বায়ুমণ্ডলীয় গঠনের বিশদ প্রদান করে নিশ্চিত হওয়া উচিত যে তারা প্রকৃতপক্ষে গ্রহের ভর। এর বাইরে, পিয়ারসন এবং ম্যাককঘরিয়ান একটি তরুণ তারকা ক্লাস্টার, NGC 2244-এ গ্রহ-ভর্তি বস্তুর সন্ধান করার পরিকল্পনা করেছেন, যেটি রোসেট নেবুলা থেকে জন্ম নিয়েছে এবং মনোসেরোস নক্ষত্রমণ্ডলে 5 000 আলোকবর্ষ দূরে অবস্থিত। এনজিসি 2244-এর নক্ষত্রগুলি ট্র্যাপিজিয়ামের তুলনায় কম ঘনবসতিপূর্ণ, পিয়ারসন বলেছেন, যার অর্থ গ্রহগুলিকে তাদের কক্ষপথ থেকে ছিঁড়ে নেওয়ার সম্ভাবনাগুলি আরও পাতলা।

"এটি সত্যিই বিরল অঞ্চলে ঘটার সম্ভাবনা কম, তাই আমরা যদি হঠাৎ করে জুএমবিও দেখা বন্ধ করি তবে এটি কীভাবে তৈরি হচ্ছে তার জন্য এটি একটি ধূমপানকারী বন্দুক হবে," তিনি ব্যাখ্যা করেন।

যদিও এই দুর্বৃত্ত গ্রহ-ভর্তি বস্তুগুলি সম্পর্কে খুব কমই জানা যায়, পিয়ারসন বলেছেন যে নক্ষত্রের চেয়ে আমাদের নিজস্ব মিল্কিওয়ে গ্যালাক্সিতে তাদের বেশি থাকতে পারে। এটি তাদের সংজ্ঞায়িত করার বিষয়ে প্রশ্ন উত্থাপন করে: তারা কি গ্রহ, উপ-বাদামী বামন নাকি অন্য কিছু? এই বিভাগগুলির মধ্যে ইতিমধ্যেই অস্পষ্ট রেখাগুলি দেওয়া, এটি কোনও ব্যাপার নাও হতে পারে, এবং পিয়ারসন এই ধরনের আলোচনাগুলিকে পরিষ্কার করছেন৷

"আমরা কীভাবে তাদের চেষ্টা করি এবং সংজ্ঞায়িত করি তা একটি যুক্তি সৃষ্টি করার একটি দুর্দান্ত উপায়," তিনি হাসতে হাসতে বলেছেন।

সময় স্ট্যাম্প:

থেকে আরো ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড