উজ্জ্বল নক্ষত্র HD 110067 কে ছয়টি গ্রহ অনুরণনে প্রদক্ষিণ করছে

জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা সম্প্রতি আকাশগঙ্গা ছায়াপথে (The Milky Way Galaxy) নতুন একটি সৌরজগতের সন্ধান পেয়েছেন । তারা বিশ্বাস করেন যে, এ সৌরজগতটি কোটি কোটি বছর আগে তার জন্মের পর থেকে অস্পর্শ ছিল । বিশাল মহাবিশ্বে জন্ম নেয়া আকাশগঙ্গা ছায়াপথের কেন্দ্র থেকে প্রায় ২৭০০০ আলোকবর্ষ দূরে ছায়াপথের এক অতি ক্ষুদ্র অংশে কালপুরুষ বাহুতে একাধিক গ্রহ নিয়ে গড়ে উঠেছে আমাদের সৌরজগৎ (Solar System), যার কেন্দ্রে রয়েছে জ্বলন্ত অগ্নিপিণ্ড সূর্য । সেই সৌরজগতের একটি ছোট সবুজ গ্রহ পৃথিবী হচ্ছে আমাদের বাসস্থান । অসংখ্য নক্ষত্র, নাক্ষত্রিক অবশেষ, গ্রহাণু, উল্কা, ধূমকেতু, আন্তঃগ্রহীয় ধূলি মেঘ, আন্তঃনাক্ষত্রিক গ্যাস, ধূলিকণা, অদৃশ্য পদার্থ, নীহারিকা, সৌরজগৎ এবং মহাজাগতিক বস্তুর সমন্বয়ে গঠিত হয় এক একটি ছায়াপথ । অর্থাৎ আমরা থাকি আকাশগঙ্গা ছায়াপথে । আকাশগঙ্গা ছায়াপথের সবচেয়ে নিকটবর্তী বামন ছায়াপথ হচ্ছে Canis Major Dwarf Galaxy (Canis Major Overdensity) যা আকাশগঙ্গা ছায়াপথের Galactic Core কে কেন্দ্র করে মহাকর্ষ শক্তি দ্বারা আকাশগঙ্গা ছায়াপথের সাথে আবদ্ধ আছে । অ্যানড্রোমিডা (Andromeda) ছায়াপথ হচ্ছে স্থানীয় ছায়াপথ সমুহের মধ্যে সবচেয়ে বিশালাকার ছায়াপথ যার প্রতিবেশী হিসেবে আমাদের আকাশগঙ্গা ছায়াপথ ও ট্রায়াঙ্গুলাম ছায়াপথসহ আরো প্রায় ৪৪টি ছোট ছায়াপথ রয়েছে । আকাশগঙ্গা ছায়াপথের কেন্দ্রে বেতার তরঙ্গের প্রবল উৎস এবং ধনু এ তারা (Sagittarius A*) নামক অতিভার বিশিষ্ট একটি কৃষ্ণগহ্বর রয়েছে । আর এ আকাশগঙ্গা ছায়াপথেই আবিষ্কৃত হয়েছে আরো একটি নতুন সৌরজগৎ ৷ দারুণ ও বিস্ময়কর ঘটনা! ঐ সৌরজগতে সবচেয়ে উজ্জ্বল একটি বামন নক্ষত্র HD 110067 কে কেন্দ্র করে নিখুঁত সুরে ঘুরছে ০৬টি গ্রহ । যে নক্ষত্রটির উজ্জ্বলতা আলোকীয় তরঙ্গদৈর্ঘ্যে বিখ্যাত লাল বামন TRAPPIST-1 নক্ষত্রকে প্রায় ১০০০০ গুণ ছাড়িয়ে গেছে । গ্রহগুলো একটি নির্দিষ্ট ছন্দে বা অনুরণিত শৃঙ্খলে অনেকটা গাণিতিকভাবে কেন্দ্রীয় নক্ষত্র HD 110067 কে কেন্দ্র করে কক্ষপথে প্রদক্ষিণ করছে । জ্যামিতিক ছন্দে নক্ষত্রের চারপাশে গ্রহগুলোর আবর্তনের এ ঘটনাকে বিজ্ঞানীরা ‘কাক্ষিক অনুরণন’ (Orbital Resonance) নামে আখ্যায়িত করেছেন । জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের মতে এটি এমন একটি আপেক্ষিক অবস্থান বা বহিরবয়ব বা রূপরেখা (Configuration), যা প্রকৃতিতে পর্যবেক্ষণ করা একটি বিরল ঘটনা । সত্যিই, অনন্য আবিষ্কার । উত্তর গোলার্ধ থেকে HD 110067 নক্ষত্রটি দেখা যায় । এটি আমাদের সূর্যের মতোই একটি নক্ষত্র এবং যার আকার ও ভর প্রায় ৮০ শতাংশ । নক্ষত্র এবং সংশ্লিষ্ট গ্রহমণ্ডলটি পৃথিবী থেকে প্রায় ১০০ আলোকবর্ষ (৫.৮ ট্রিলিয়ন মাইল) দূরে Coma Berenices নক্ষত্রমণ্ডলে (উত্তর) অবস্থিত । এ নক্ষত্রের আপাত মাত্রা ৮.৪ এবং বক্রতার ব্যাসার্ধ ১.৯৪আর⊕ থেকে ২.৮৫আর⊕ । গত ২৯শে নভেম্বর ২০২৩ খ্রিস্টাব্দে বিশ্ববিখ্যাত Nature সাময়িকীতে নতুন এ সৌরজগত নিয়ে একটি প্রবন্ধ প্রকাশিত হয়েছে । সৌরজগতের গ্রহগুলো নিজ বা কেন্দ্রীয় বা মূল নক্ষত্রের (Host Star) খুব কাছাকাছি থেকে আবর্তন করে । সবগুলো গ্রহই পৃথিবীর ব্যাসের দুই থেকে তিনগুণ । তবে এ গ্রহতন্ত্রের কোনো গ্রহকেই জীবনধারণের জন্য বাসযোগ্য অঞ্চলে (Habitable Zone) পাওয়া যায়নি ৷ জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের ধারণা, গ্রহগুলো গ্যাসীয় হলেও সকলেরই পাথুরে ও বরফের অন্তস্তল বা কেন্দ্রভাগ (Core) এবং হাইড্রোজেন ও হিলিয়ামের বর্ধিত বায়ুমণ্ডল রয়েছে । গ্রহগুলোর বায়ুমণ্ডলের গঠন, তাদের অভ্যন্তরীণ বিষয় এবং সেখানে জল আছে কি-না ভবিষ্যতে আরো বিস্তারিত জানা যাবে ।

জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা ২০২০ খ্রিস্টাব্দে NASA এর মহাকাশ টেলিস্কোপ Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) দ্বারা একটি উজ্জ্বল K0 জাতের নক্ষত্র HD 110067 কে প্রদক্ষিণকারী দুটি বহিঃসৌর অভ্যন্তরীণ গ্রহকে প্রথম আবিষ্কারের মাধ্যমে এ সৌরজগতের সন্ধান পান ৷ পরবর্তীতে ইউরোপীয় মহাকাশ গবেষণা সংস্থা ESRA এর CHEOPS বা Characterizing Exoplanet Satellite (CES) মহাকাশ টেলিস্কোপ ব্যবহার করে এ বছর বাকী চারটি বহিঃসৌর গ্রহ আবিষ্কার করেন ৷ অবিশ্বাস্য এ আবিষ্কারটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ কারণ সৌরজগৎ কিভাবে গঠিত ও বিবর্তিত হয়েছে এবং গ্রহ গঠনের প্রাথমিক পর্যায় ও পরবর্তী বিবর্তন সম্পর্কে মূল্যবান অনেক কিছুই জানা যাবে । বিজ্ঞানীদের ধারণা, এ সৌরজগতে এমন আরো গ্রহ থাকতে পারে । এখন পর্যন্ত ০৬টি পরিচিত b, c, d, e, f, g গ্রহের সন্ধান পাওয়া গেছে । গ্রহগুলোর আকৃতি প্রায় নেপচুনের মতো । তাই এদেরকে উপ-নেপচুন বহিঃসৌর গ্রহ (Sub-Neptune Exoplanet) বলা হয় । উল্লেখ্য যে, পৃথিবীর চেয়ে বড় ও ভারী এবং নেপচুন বা ইউরেনাসের চেয়ে ছোট ও হালকা গ্রহগুলোকে অতি-পৃথিবী (Super-Earth) বলে । অতি-পৃথিবী গ্রহগুলো বরফ সমৃদ্ধ, জলীয়, এমনকি গলিত লাভায় আচ্ছাদিত, গ্যাসীয়, পাথুরে কিংবা এদের মিশ্রণে তৈরি হতে পারে । সাধারণত পৃথিবীর চেয়ে অতি-পৃথিবী গ্রহগুলোর মাধ্যাকর্ষণ বেশি, বৃহদাকার এবং অত্যাধিক ভর থাকে ৷ আমাদের সৌরজগতে এ ধরনের কোনো গ্রহ নেই ৷ তবে মহাবিশ্বে অন্যান্য নক্ষত্রদের পর্যবেক্ষণ বা জরিপ করার সময় বহিঃসৌর অতি-পৃথিবী গ্রহগুলোকে সবচেয়ে বেশি পাওয়া যায় ৷ আমাদের সৌরজগতের বাইরে অপার মহাবিশ্বে খুঁজে পাওয়া অন্য কোনো নক্ষত্রকে প্রদক্ষিণ করে এমন গ্রহগুলোকেই বহিঃসৌর গ্রহ (Exoplanet) বলে । এ পর্যন্ত ৫৫০০ টি বহিঃসৌর গ্রহ আবিষ্কৃত হয়েছে । যাই হোক, মাতৃনক্ষত্র বা কেন্দ্রীয় নক্ষত্র HD 110067 কে কেন্দ্র করে পরিক্রমণ করা বহিঃসৌর গ্রহগুলোর ঘনত্ব অনেক বেশি যা আমাদের সৌরজগতের সর্ববৃহৎ গ্যাস দানব গ্রহ বৃহস্পতির প্রায় কাছাকাছি । বৃহস্পতি গ্রহ পৃথিবীর তুলনায় প্রায় ৩১৮ গুণ বড় এবং এর রয়েছে বিশাল মাধ্যাকর্ষণ শক্তি । আবিষ্কৃত এ বহিঃসৌর গ্রহগুলো নির্দিষ্ট জ্যামিতিক ছন্দ মেনেই কেন্দ্রীয় নক্ষত্রের চারপাশে ০৯ থেকে ৫৪ দিনের মধ্যে একবার ঘুরে এসে বছর পূর্ণ করে । প্রতিটি গ্রহ যেমন: অভ্যন্তরীণ গ্রহ b প্রতি ৯.১১৪ দিনে, পরবর্তী গ্রহ c প্রতি ১৩.৬৭৩ দিনে এবং গ্রহ d প্রতি ২০.৫১৯ দিনে কক্ষপথে প্রদক্ষিণ করে । এ সময়কালগুলো প্রতিটি পরেরটির প্রায় ১.৫ গুণ, মানে গ্রহগুলো বহিরবয়ব বা আপেক্ষিক অবস্থানে থেকে একটি অনুরণন শৃঙ্খল গঠন করেছে যাকে বলা হয় ৩:২ । অর্থাৎ গতির অনুরণন (Speed Resonance) । এ ক্ষেত্রে নক্ষত্রের সবচেয়ে কাছের (অভ্যন্তরীণ বা প্রথম গ্রহটি) গ্রহ b তিনবার ও পরবর্তী গ্রহ c দুইবার কক্ষপথে প্রদক্ষিণ করে । তারপর গ্রহ c তিনবার ও শেষে গ্রহ d দুইবার কক্ষপথে প্রদক্ষিণ করে । এছাড়া ‘অনুরণিত শৃঙ্খলে’ (Resonant Chain) গ্রহ e প্রতি ৩০.৭৯৩ দিনে, গ্রহ f প্রতি ৪১.০৫৯ দিনে এবং গ্রহ g প্রতি ৫৪.৭৭০ দিনে কক্ষপথে প্রদক্ষিণ করে । পুরো তন্ত্রটি বুধ গ্রহের কক্ষপথের ভিতরে খাপ খাত্তয়া বা মানানসই হতে পারে । নক্ষত্রটির সবচেয়ে ভিতরের চারটি গ্রহ একটি সুনির্দিষ্ট ৩:২ অনুরণনের শৃঙ্খলে নিরবচ্ছিন্নভাবে এক স্বর্গীয় নৃত্য করে চলছে । পাশাপাশি বাইরের দুটি গ্রহ f ও গ্রহ g ৪:৩ অনুরণনে রয়েছে এবং এর অভ্যন্তরীণ গ্রহ প্রতি চারবার ও পরবর্তী গ্রহটি তিনবার কক্ষপথে পূর্ণ আবর্তন করে । সামগ্রিকভাবে, অভ্যন্তরীণ গ্রহ b ছয়বার কক্ষপথে প্রদক্ষিণ করে এবং সবচেয়ে বাইরের গ্রহ g একটি পূর্ণ বিপ্লব ঘটায় । এভাবেই নক্ষত্রটির গ্রহগুলোর মধ্যে ছন্দাকারে পর্যায়ক্রমে আকর্ষণীয় প্রক্রিয়াটি চলতে থাকে । সুতরাং HD 110067 নক্ষত্র এবং সংশ্লিষ্ট গ্রহব্যবস্থায় বহিঃসৌর গ্রহ ছয়টি একে অপরের উপর মাধ্যাকর্ষণীয় প্রভাবের কারণে এতো সুন্দর সামঞ্জস্যের মধ্যে রয়েছে । তবে অন্য কোনো সৌরজগতে এ গ্রহগুলোর মতো এমন বিস্ময়কর ছন্দময় পরিক্রমণ খুব বেশি দেখা যায়নি ৷ গ্রহগুলো তাদের কেন্দ্রীয় নক্ষত্র HD 110067 থেকে এমনই দূরত্বে রয়েছে যা আমাদের সূর্য থেকে শুক্র গ্রহের দূরত্বের চেয়েও কম । তাই এ গ্রহগুলোর তাপমাত্রা প্রচণ্ড পরিমাণ এবং সেখানে প্রাণ থাকার সম্ভাবনা খুবই কম ।

আদিম বা আদিগ্রহীয় চাকতি (Protoplanetary Disk) হচ্ছে নক্ষত্রের চারপাশে ঘূর্ণায়মান ধূলিকণার মেঘ, যে মেঘের উপাদানগুলো একত্রিত হয়ে পরবর্তীকালে গ্রহ তৈরি করে । আবিষ্কৃত সৌরজগতে কিভাবে গ্রহগুলোর একটি ব্যবস্থা বা তন্ত্র বা পদ্ধতি (System) নিখুঁত গাণিতিক অনুপাতের মধ্যে প্রদক্ষিণ করে ? এ বিষয়ে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের শিকাগো বিশ্ববিদ্যালয়ের প্রধান লেখক ও জ্যোতির্বিজ্ঞানী Rafael Luque বলেন: ”গ্রহগুলোর গঠনকারী আদিগ্রহীয় চাকতি শেষ পর্যন্ত অদৃশ্য হয়ে যাওয়ার প্রাথমিক অবস্থার প্রতিফলন । এ ধরনের অনুরণিত শৃঙ্খলগুলো প্রকৃতিতে অত্যন্ত সাধারণ হওয়া উচিৎ, কিন্তু তারা তা নয় । কারণ সৌরজগতের জন্মের পর মহাবিশ্বে ‘ঘনঘন বিশৃঙ্খল ঘটনা’ যেমন ক্ষণস্থায়ী নক্ষত্র, দৈত্যাকার উল্কাপিণ্ডের প্রভাব এবং মহাকাশে বিচরণকারী দানব গ্রহগুলো যে কোনো অনুরণনকে কর্দমাক্ত করে যতক্ষণ না তারা চলে যায়” । উদাহরণস্বরূপ, সৌরজগতের কিছু গ্রহ অতীতে স্থানান্তরিত হয়েছে বলে মনে করা হয় । কিন্তু কমপক্ষে চার বিলিয়ন বছর আগে গ্রহগুলো গঠিত হওয়ার পর থেকে HD 110067 নক্ষত্রকে কেন্দ্র করে এদের অনুরণন শৃঙ্খল ব্যবস্থাটি নিরবচ্ছিন্নভাবে এখনো টিকে আছে, যা ‘এ ব্যবস্থার বিবর্তন খুব শান্ত, খুব মৃদু হয়েছে’ নির্দেশ করে । সম্ভবত এ ভাবেই গ্রহব্যবস্থা শুরু হয় । আকাশগঙ্গা ছায়াপথে এটি একটি ব্যতিক্রমী লুকানো রত্ন । তবে, সমস্ত গ্রহ ব্যবস্থার প্রায় এক শতাংশ এখনো অনুরণনে প্রদক্ষিণ করছে । হয়তো অপার মহাবিশ্বে এমন কিছু সৌরজগৎ রয়েছে যেগুলোর সন্ধান পেলে সৌরজগৎ ও গ্রহব্যবস্থার সূচনাকালের অবস্থা সম্পর্কে আরো বিশদভাবে জানা যাবে । কারণ, শুধু এ সৌরজগতগুলোই এখনো অপরিবর্তিত রয়েছে । যদিও প্রায় ৪৫৭ কোটি বছর আগে এক বিশাল আন্তঃনাক্ষত্রিক আণবিক মেঘ এর একটি ক্ষুদ্র অংশের মহাকর্ষীয় পতন থেকে সৌরজগৎ গঠিত হয় ও বিবর্তন ঘটে ৷ ফলে সূর্য এবং বৃহৎ গ্যাসীয় দানব বৃহস্পতি ও শনির মতো অন্যান্য গ্রহগুলোর জন্ম হয় । এভাবেই বিশ্বব্রহ্মাণ্ডে প্রায় সকল সৌরজগতের সূচনা হয়েছিল । কিন্তু পরবর্তীতে সময়ের পথ পরিক্রমায় এটি আর সেভাবে থাকেনি ৷ ধীরে ধীরে পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে আজকের এ অবস্থায় পৌঁছেছে । জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা আশা করছেন যে, নতুন গ্রহব্যবস্থাটি আমাদের সৌরজগতের ইতিহাস এবং কিভাবে এটি তার ছন্দ হারিয়েছে তা বুঝতে সাহায্য করবে । এছাড়া গ্রহগুলোর আকার, ভর, তাপমাত্রা এবং তাদের কেন্দ্রীয় নক্ষত্র থেকে দূরত্বের সূক্ষ্ম পার্থক্যগুলো অন্য কোনো কারণের অনুপস্থিতিতে এদের বিবর্তনকে কিভাবে প্রভাবিত করতে পারে তা অধ্যয়নের জন্য জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা এ গ্রহগুলোকে একে অপরের সাথে তুলনা করতে পারেন ।

সূত্র: https://www.astronomy.com/ (By Alison Klesman), আন্তর্জাল (The Internet), ছবি: https://nccr-planets.ch/ ।