Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

--- bn:courses:ast100:5 [2025/08/15 12:08] – [4. হ্যাবিটেবল জোন] asad
+++ bn:courses:ast100:5 [2025/08/24 20:27] (current) – asad
@@ Line 1: / Line 1: @@
 ====== ৫. কেমিকেল যুগ ======
-**জুনো:** আমাদের নৌকা এখন ব্রহ্মপুত্র থেকে যমুনায় যাচ্ছে, কেমিকেল যুগের কথা শুরু করার এখনি সময়, কারণ মথুরার কৃষ্ণ আর আগ্রার তাজমহলের কারণে ইয়ামুনার প্রাণের গভীর রূপক সম্পর্ক আছে। তবে এই যুগ শুরু করতে হলে আমাদেরকে আগে পৃথিবীর ৪৫০ কোটি বছরের ইতিহাস একটু ঝালাই করে নিতে হবে, কারণ এর মধ্যে প্রথম ৪০০ কোটি বছরই হবে আমাদের পার্থিব কেমিকেল যুগ।
+**জুনো:** আমাদের নৌকা এখন ব্রহ্মপুত্র থেকে যমুনায় যাচ্ছে, কেমিকেল যুগের কথা শুরু করার এখনি সময়, কারণ মথুরার কৃষ্ণ আর আগ্রার তাজমহলের কারণে 'ইয়ামুনা' (যদিও তা ভারতে একেবারে ভিন্ন নদী) শব্দটার সাথে প্রাণের গভীর রূপক সম্পর্ক আছে। তবে এই যুগ শুরু করতে হলে আমাদেরকে আগে পৃথিবীর ৪৫০ কোটি বছরের ইতিহাস একটু ঝালাই করে নিতে হবে, কারণ এর মধ্যে প্রথম ৪০০ কোটি বছরই হবে আমাদের পার্থিব কেমিকেল যুগ।
 **সক্রেটিস:** তার মানে কেমিকেল যুগে আমরা শুধু পৃথিবীতে ফোকাস করব?
@@ Line 145: / Line 145: @@
 **সক্রেটিস:** ডায়াগ্রামে এম কে জি এই তিন টাইপের তারার হ্যাবিটেবল জোন দেখছি। তারার তাপমাত্রা কমলে হ্যাবিটেবল জোন ছোট হচ্ছে কেন?
-**জুনো:** শীতকালে বাড়ির উঠানে জ্বালানো আগুনের তেজ কম হলে যেমন আরামের জন্য আগুনের আরো কাছে যেতে হয়, তেমনি তারার তাপমাত্রা কম হলে তার আরো কাছে যেতে হবে গ্রহের তাপমাত্রা ০--৫০ ডিগ্রি সেলসিয়াস রাখার জন্য। সূর্যের মতো জি টাইপ তারার ক্ষেত্রে হ্যাবিটেবল জোন সূর্য থেকে ০.৭৫--১.৭৫ এস্ট্রোনমিকেল ইউনিটের (এইউ) মধ্যে। ডায়াগ্রামে দেখা যাচ্ছে জি টাইপের তুলনায় এম এবং কে টাইপ তারার দুইটা অসুবিধা আছে: তাদের হ্যাবিটেবল জোন ছোট, এবং জোনটা তারার অনেক কাছে হওয়ায় সেখানে তারা থেকে বিকিরত এক্সরে'র পরিমাণ বেশি যা প্রাণের জন্য ক্ষতিকর। জি-টাইপের তুলনায় এম-টাইপ তারার হ্যাবিটেবল জোনে এক্সরে ৪০০ গুণ বেশি। তবে এম ও কে টাইপ তারার দুইটা সুবিধাও আছে: জি-টাইপের তুলনায় এদের সংখ্যা অনেক বেশি এবং এরা অনেক বেশিদিন বাঁচে। অনেক দিন টিকে থাকায় ছোট তারার চারদিকে থাকা গ্রহে প্রাণ বিবর্তনের জন্য অনেক বেশি সময় পাবে।
+**জুনো:** শীতকালে বাড়ির উঠানে জ্বালানো আগুনের তেজ কম হলে যেমন আরামের জন্য আগুনের আরো কাছে যেতে হয়, তেমনি তারার তাপমাত্রা কম হলে তার আরো কাছে যেতে হবে গ্রহের তাপমাত্রা ০--৫০ ডিগ্রি সেলসিয়াস রাখার জন্য। সূর্যের মতো জি টাইপ তারার ক্ষেত্রে হ্যাবিটেবল জোন সূর্য থেকে ০.৯--১.৬ এস্ট্রোনমিকেল ইউনিটের (এইউ) মধ্যে। ডায়াগ্রামে দেখা যাচ্ছে জি-টাইপের তুলনায় এম ও কে টাইপ তারার দুইটা অসুবিধা আছে: তাদের হ্যাবিটেবল জোন ছোট, এবং জোনটা তারার অনেক কাছে হওয়ায় সেখানে তারা থেকে বিকিরত এক্সরে'র পরিমাণ বেশি যা প্রাণের জন্য ক্ষতিকর। জি-টাইপের তুলনায় এম-টাইপ তারার হ্যাবিটেবল জোনে এক্সরে ৪০০ গুণ বেশি। তবে এম ও কে টাইপ তারার দুইটা সুবিধাও আছে: জি-টাইপের তুলনায় এদের সংখ্যা অনেক বেশি এবং এরা অনেক বেশিদিন বাঁচে। অনেক দিন টিকে থাকায় ছোট তারার চারদিকে থাকা গ্রহে প্রাণ বিবর্তনের জন্য অনেক বেশি সময় পাবে।
+**সক্রেটিস:** তার মানে কি মহাবিশ্বের বেশির ভাগ জৈব কালচার এক সময় এম ও কে-টাইপের মতো ছোট তারার চারদিকে পাওয়া যাবে?
+**জুনো:** হতে পারে। এই প্রসঙ্গে বলে রাখা ভালো, আমাদের মার্সও এক সময় হ্যাবিটেবল জোনের ভিতরে ছিল। মার্সের সার্ফেসে ২০০ কোটি বছর আগে তরল পানির নদী ও সমুদ্র ছিল, যার প্রমাণ তার সার্ফেসে এখনো আছে। তবে মঙ্গলে তখন প্রাণ ছিল কিনা জানা যায়নি।
+**সক্রেটিস:** আর এক্সোপ্ল্যানেট? সূর্য ছাড়া অন্যান্য তারার হ্যাবিটেবল জোনে এখন পর্যন্ত কয়টা গ্রহ পাওয়া গেছে?
+{{https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/fb/Diagram_of_habitable_zone_rocky_exoplanets%2C_from_NASA_Exoplanet_Archive_and_Gaia_DR3_data.png/1280px-Diagram_of_habitable_zone_rocky_exoplanets%2C_from_NASA_Exoplanet_Archive_and_Gaia_DR3_data.png?nolink}}
+**জুনো:** এখন পর্যন্ত আবিষ্কৃত আনুমানিক ৬০০০ গ্রহের মধ্যে ৭০টা পাওয়া গেছে তাদের তারার হ্যাবিটেবল জোনের ভিতরে। এর মধ্যে পৃথিবীর সাথে মিল সবচেয়ে বেশি এমন ৪০টা গ্রহের নাম এই ফিগারে দেখা যাচ্ছে। এখানে এক্স অক্ষে আছে গ্রহের সার্ফেসে তারার আলোর তীব্রতা পৃথিবীর সাপেক্ষে, পার্সেন্টেজ হিসেবে। আলোর তীব্রতা তারা থেকে গ্রহের দূরত্বের সাথে সরাসরি সম্পর্কিত। ওয়াই অক্ষে আছে তারার তাপমাত্রা সূর্যের সাপেক্ষে।
+**সক্রেটিস:** কিন্তু বিজ্ঞানীরা জানল কিভাবে যে এরা আসলেই তাদের তারার হ্যাবিটেবল জোনে আছে?
+**জুনো:** তারার উজ্জ্বলতা ও দূরত্ব থেকে তার তাপমাত্রা বের করা যায়, তাপমাত্রা জানলে হ্যাবিটেবল জোন বের করে ফেলা যায়। ট্রানজিট মেথড ইউজ করে গ্রহ আবিষ্কারের সময় তারা থেকে গ্রহের দূরত্বও জানা যায়, কারণ গ্রহের পিরিয়ড তার দূরত্বের উপর নির্ভর করে। এই দূরত্ব জানলেও বুঝা যাবে গ্রহটা হ্যাবিটেবল জোনে আছে কিনা।
+**সক্রেটিস:** কিন্তু হ্যাবিটেবল জোনে থাকলেই যে গ্রহে লাইফ থাকবে তার কি গ্যারান্টি? আর থাকলেও সেই প্রাণ আবিষ্কারের উপায় কি?
 ===== - প্রাণ খোঁজার উপায় =====
+**জুনো:** গ্রহের প্রাণ খোঁজার জন্য আগে গ্রহের বায়ুমণ্ডল ডিটেক্ট করতে হবে। বায়ুমণ্ডলে বিশেষ কিছু অণু থাকলেই ধরে নেয়া যায় সেখানে প্রাণ আছে। এসব অণুকে বলে বায়োসিগ্নেচার। যেমন, পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলে O$_2$ আর O$_3$ না থাকলে আমাদের মতো উন্নত জীব থাকতে পারত না। এই দুই অণু ছাড়াও পানি (বাষ্প হিসেবে), মিথেন, নাইট্রাস অক্সাইড, মিথাইল ক্লোরাইড, ইত্যাদিকে বায়োসিগ্নেচার হিসেবে ধরা হয়। এই ছয় বছর আগে, ২০১৯ সালে, হ্যাবিটেবল জোনে থাকা পৃথিবী-সদৃশ গ্রহ কে২-১৮ বি'র বায়ুমণ্ডলে জলীয় বাষ্প পাওয়া গেছে।
+**সক্রেটিস:** বায়ুমণ্ডলে বায়োসিগ্নেচার পাওয়া যায় কিভাবে?
 {{:bn:courses:ast100:spectra.webp?nolink|}}
+**জুনো:** পাওয়া যায় স্পেক্ট্রস্কোপি'র মাধ্যমে, মানে তারার আলো বিভিন্ন রঙে বিশ্লেষণ করে দেখার মাধ্যমে। কোন রঙের (ওয়েভলেন্থ বা ফ্রিকোয়েন্সির) আলো কতটা আসছে তার চার্টকে বলা হয় স্পেক্ট্রাম বা বর্ণালি। এই ফিগারে তিন ধরনের স্পেক্ট্রাম বুঝানো হয়েছে: কন্টিনুয়াস, এমিশন ও এব্জর্পশন। একটা তারার আলো সরাসরি বিশ্লেষণ করলে পাওয়া যায় কন্টিনুয়াস স্পেক্ট্রাম, অবিচ্ছিন্ন বর্ণালি, কারণ তারা সব ওয়েভলেন্থের আলোই রেডিয়েট করে। অন্যদিকে, একটা গ্যাস ক্লাউড থেকে আলো আসে শুধু নির্দিষ্ট কিছু ওয়েভলেন্থে, রঙে, তাই তার স্পেক্ট্রাম হলো এমিশন স্পেক্ট্রাম। পার্থক্যটা বুঝতে হলে কণা যুগের কথা একটু স্মরণ করতে হবে। আলো তৈরি হয়ে ইলেক্ট্রনের এক্সিলারেশনের কারণে। তারার ভিতরে উচ্চ তাপমাত্রায় অসংখ্য ফ্রি ইলেক্ট্রন থাকে, যারা সম্ভাব্য সব এক্সিলারেশনে চলতে থাকে, তাই সব কম্পাঙ্কের আলোই পাওয়া যায়। কিন্তু গ্যাসমেঘে তাপমাত্রা কম হওয়ায় ফ্রি ইলেক্ট্রন থাকে না, তাই আলো পাওয়া যায় শুধু এটমের ভিতরে বাউন্ড ইলেক্ট্রনের বিভিন্ন ট্রানজিশনের মাধ্যমে, মানে এটমের এক এনার্জি লেভেল থেকে আরেক লেভেলে ইলেক্ট্রনের ট্রানজিশনের কারণে। প্রত্যেক ট্রানজিশনের জন্য একটা ইউনিক ওয়েভলেন্থের আলো উৎপন্ন হয়। আর ট্রানজিশন কেমন হবে তা নির্ভর করে মেঘে কি ধরনের অণু পরমাণু আছে তার উপর। তাই এমিশন স্পেক্ট্রাম থেকে গ্যাস ক্লাউডের কেমিকেল কম্পোজিশন জানা যায়।
+**সক্রেটিস:** আর এব্জর্পশন স্পেক্ট্রাম?
+**জুনো:** সেটাই সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ। তারার আলো যদি কোনো গ্যাসমেঘের ভিতর দিয়ে আমাদের কাছে আসে, তাহলে সেই মেঘ যেই যেই ওয়েভলেন্থে এমিট করত ঠিক সেই সেই ওয়েভলেন্থের আলোই এব্জর্ব করে নেয়। তাই তারার বর্ণালিতে ঠিক সেই সেই ওয়েভলেন্থে আলো পাওয়া যায় না, যা স্পেক্ট্রামের চার্টে দেখতে কালো লাইনের মতো, তাই নাম এব্জর্পশন লাইন। কোন এব্জর্পশন লাইন কোন অণুর জন্য হয় তা ফিজিসিস্টরা ইতিমধ্যে আমাদের জানিয়েছেন। কোনো তারার এব্জর্পশন স্পেক্ট্রামের সাথে ফিজিক্স ল্যাবের স্পেক্ট্রাম মিলালেই বুঝা যায়, কোন লাইনের জন্য কোন অণু দায়ী।
+**সক্রেটিস:** তা না হয় বুঝলাম। কিন্তু তারার আলো আমাদের কাছে আসার পথে যে গ্যাসমেঘ অতিক্রম করেছে সেটা আসলে কোথায়? আর এর সাথে গ্রহের বায়ুমণ্ডল আবিষ্কারের কি সম্পর্ক?
 {{:bn:courses:ast100:transmission-spectra.webp?nolink|}}
+**জুনো:** পদ্মার কাছাকাছি যেহেতু চলে এসেছি, বেশি কথা বাড়ায়ো না। আশাকরি ঠিকই আন্দাজ করতে পারছ গ্যাসমেঘটা কোথায়। তবু উপরের ফিগারে দেখাচ্ছি। ট্রানজিটের সময় আমাদের দৃষ্টিরেখায় একটা গ্রহ তার মাতৃতারার সামনে দিয়ে যায়, ফলে তারার আলো কিছুটা কমে। এই আলোর কিছু অংশকে কিন্তু তখন গ্রহের বায়ুমণ্ডল ভেদ করে আমাদের কাছে আসতে হয়। উপরে বলা গ্যাসমেঘ এই বায়ুমণ্ডলেরই। তার মানে তারার স্পেক্ট্রামে আমরা যেসব এব্জর্পশন লাইন পাই তা তৈরিই হয় গ্রহের বায়ুমণ্ডলের বিভিন্ন অণুর মাধ্যমে। তারার বর্ণালি যেন গ্রহের এটমস্ফিয়ারের ফিংগারপ্রিন্ট। এধরনের বর্ণালিকে বলে ট্রান্সমিশন স্পেক্ট্রাম।
+**সক্রেটিস:** অসাধারণ। মনে হয় প্রকৃতি আমাদের কাছে ধরা দেয়ার জন্য মুখিয়ে থাকে।
+**জুনো:** আমারো মাঝেমধ্যে তেমন ফিলিং হয়। অনেক গ্রহের বায়ুমণ্ডলই এতদিনে ডিটেক্ট করা গেছে, কিন্তু পৃথিবীর মতো কোনো গ্রহের বায়ুমণ্ডলে সব বায়োসিগ্নেচার এখনো পাওয়া যায়নি। পাওয়া গেলে সেই স্পেক্ট্রাম দেখতে কেমন হতো তাই উপরের ফিগারে দেখিয়েছি। এখানে ০.৩ মাইক্রোমিটারের (মাইক্রন) দিকে অক্সিজেন ও ওজোনের লাইন থেকে শুরু করে ইনফ্রারেডে ১৬ মাইক্রোমিটার পর্যন্ত কার্বন ডায়োক্সাইডের লাইন দেখানো হয়েছে। লাইন এরকম ব্রডই হয়, সরু না। অণুর বেগ এবং তার সাথে সংশ্লিষ্ট ডপলার শিফটের কারণে প্রতিটা এব্জর্পশন লাইন ব্রড হয়ে যায়। পৃথিবীর মতো গ্রহের ট্রান্সমিশন স্পেক্ট্রামে আরো পাওয়া যায় পানি ও মিথেন। এই সবকিছু একসাথে না পেলে কোনো গ্রহে প্রাণের নিশ্চিত প্রমাণ দেয়া সম্ভব না।