গ্রহ শনাক্তকরণে রেডিয়াল ভেলোসিটি টেক সবচেয়ে কার্যকর?

রেডিয়াল ভেলোসিটি টেকনিক ও ট্রানজিট মেথড যুগ্মভাবে কাজে লাগিয়ে বেশ নিখুঁতভাবে পরিমাপ করা যায় অজানা বহিঃসৌরগ্রহের ভর ও ব্যাসার্ধ। সেখান থেকে খানিকটা হিসাব-নিকাশ করে খুব সহজেই জেনে নেওয়া যায় এর গড় ঘনত্ব। পৃথিবীর মতো পাথুরে গ্রহগুলোর গড় ঘনত্বের মান মোটামুটি বেশি। পৃথিবীর ক্ষেত্রে এই মান ৫.৫১ গ্রাম/ঘন সেন্টিমিটার। তবে পৃথিবীর কেন্দ্রে থাকা উপাদানগুলোর ঘনত্ব এই মানের চেয়ে ঢের বেশি। কিন্তু পৃষ্ঠে থাকা উপাদানগুলোর ঘনত্ব তুলনামূলক কম, তাই সব মিলিয়ে গড় ঘনত্বের এই মান।

আমাদের সৌরজগতের আরেকটি পাথুরে গ্রহ মঙ্গলের গড় ঘনত্বের মান ৩.৯ গ্রাম/ঘন সেন্টিমিটার। অন্যদিকে, গ্যাসদানব গ্রহগুলোর গড় ঘনত্বের মান পাথুরে গ্রহের তুলনায় অনেক কম। এ ধরনের গ্রহদের মূল গাঠনিক উপাদান হাইড্রোজেন। তাই সামগ্রিকভাবে এগুলোর গড় ঘনত্বের মান বেশ কম। সৌরজগতের অন্যতম গ্যাসদানব গ্রহ বৃহস্পতির গড় ঘনত্বের মান যেমন মাত্র ১.৩৩ গ্রাম/ঘন সেন্টিমিটার।

এবার দৃষ্টি ফেরানো যাক বহিঃসৌরগ্রহ এইচডি ২০৯৪৫৮বি-এর দিকে। গ্রহটির ভর আমাদের বৃহস্পতির প্রায় দুই-তৃতীয়াংশের সমান। আর ব্যাসার্ধ দেড় গুণের চেয়ে সামান্য কম। ফলে এর গড় ঘনত্বের মান দাঁড়ায় মাত্র ০.৩৭ গ্রাম/ঘন সেন্টিমিটার। তাই নিঃসন্দেহে একে গ্যাসদানব গ্রহ বলা যায়।

ট্রানজিটের জন্য নক্ষত্রের উজ্জলতা হ্রাস শনাক্ত এবং রেডিয়াল ভেলোসিটি নিখুঁতভাবে পরিমাপ করা—দুটোই বেশ কঠিন কাজ। অন্যদিকে, সব গ্রহ মূল নক্ষত্রের সামনে দিয়ে ট্রানজিট সম্পন্ন করে না। আবার অনেক নক্ষত্রের রেডিয়াল ভেলোসিটির মান খুব কম। ফলে আলাদা করে শনাক্ত করা যায় না। তাই মহাবিশ্বে ঘুরে বেড়ানো অগনিত বহিঃসৌরগ্রহের সবগুলোকে এ দুই পদ্ধতিতে শনাক্ত করা সম্ভব নয়। কিন্তু তারপরও জ্যোতির্বিদরা আশাবাদী।

কারণ এদের সমন্বিত প্রয়োগের মাধ্যমে এক্সোপ্ল্যানেট শনাক্ত করার পাশাপাশি বোনাস হিসেবে জানা যায় তাদের ভর, ঘনত্ব, পর্যায়কাল ইত্যাদির মতো গুরুত্বপূর্ণ তথ্য। তাই জ্যোতির্বিদরা এই দুই পদ্ধতি একসঙ্গে ব্যবহার করে আরও বড় পরিসরে গ্রহ খুঁজে বের করার কাজে মনোনিবেশ করেন।

২০০৯ সালের ৭ মার্চ গভীর রাতে যুক্তরাষ্ট্রের ফ্লোরিডা থেকে একটি রকেট যাত্রা শুরু করে মহাশূন্য পানে। এটি বহন করে নিয়ে যাচ্ছিল একটি বিশেষ ধরনের স্পেস টেলিস্কোপ বা নভোদুরবিন। এর মূল কাজ ছিল মহাবিশ্বের বুকে লুকিয়ে থাকা বহিঃসৌরগ্রহদের খুঁজে বের করা। টেলিস্কোপটির নামকরণ করা হয় বিখ্যাত জার্মান জ্যোতির্বিদ জোহানেস কেপলারের নাম অনুসারে—কেপলার নভোদুরবিন।

মহাশূন্যে পৌঁছানোর পর টেলিস্কোপটি নির্ধারিত কক্ষপথে অবস্থান নেয়। ৭ এপ্রিল খুলে ফেলা হয় এর ধুলারোধী আবরণ। ফলে মহাশূন্যে প্রথমবারের মতো চোখ খোলে কেপলার নভোদুরবিন। এতে থাকা আয়না তাক করা হয় আমাদের গ্যালাক্সির সিগন্যাস এবং লিরা নক্ষত্রপুঞ্জের দিকে। টেলিস্কোপটি একসঙ্গে এক লক্ষেরও বেশি নক্ষত্র থেকে আসা আলো বিশ্লেষণ করতে পারত।

নক্ষত্রের উজ্জ্বলতা চুলচেরা বিশ্লেষণের মাধ্যমে কেপলার খুঁজে বের করতে পারত ট্রানজিট সম্পন্নকারী এক্সোপ্ল্যানেটদের। বায়ুমণ্ডলের বাধার কারণে পৃথিবীতে বসে এই পদ্ধতিতে গ্রহ খুঁজে বের করার সম্ভাবনা খুব কম। তবে মহাকাশে এমন সীমাবদ্ধতা নেই, তাই বহিঃসৌরগ্রহ খোঁজায় অভূতপূর্ব সাফল্য লাভ করে কেপলার টেলিস্কোপ। ২০১৫ সালের জানুয়ারিতে অনুষ্ঠিত আমেরিকান অ্যাস্ট্রোনমিক্যাল সোসাইটির শীতকালীন সম্মেলনে টিম কেপলার ১০০০ তম বহিঃসৌরগ্রহ শনাক্তের ঘোষণা দেয়। পাশাপাশি চার হাজারেরও বেশি সম্ভাব্য গ্রহের অবস্থান শনাক্ত করার কথা জানায় তারা। তবে সেগুলো সম্পর্কে নিশ্চিত হওয়ার জন্য প্রয়োজন আরও তথ্য।

মাত্র সাড়ে তিন বছর কর্মক্ষম থাকার কথা ছিল এই নভোদুরবিনের। কিন্তু ৯ বছর ৭ মাস ২৩ দিন কর্মক্ষম থাকার পর, ২০১৮ সালের ৩০ অক্টোবর এটির আয়ু শেষ হয়। ২০২৩ সালের ১৬ জুন পর্যন্ত এ নভোদুরবিনের সংগৃহীত তথ্য বিশ্লেষণ করে সফলভাবে ২৭৭৮টি বহিঃসৌরগ্রহ আবিষ্কৃত হয়েছে। পাশাপাশি আরও ২ হাজারের মতো সম্ভাব্য গ্রহের অবস্থান শনাক্ত করেছে নভোদুরবিনটি।

কেপলার মিশনের প্রাথমিক উদ্দেশ্য ছিল আমাদের সৌরজগতের বাইরে পৃথিবীর মতো গ্রহের অস্তিত্ব খুঁজে বের করা। আড়াই হাজারেরও বেশি বহিঃসৌরগ্রহ শনাক্ত করার মাধ্যমে সেই লক্ষ্য পূরণে একে বেশ সফলই বলা যাবে। তবে কেপলারের মূল সফলতা অন্য জায়গায়। এ মিশনের আগপর্যন্ত গ্রহের উৎপত্তি সংক্রান্ত সব তত্ত্বই ছিল আমাদের সৌরজগৎকেন্দ্রিক। এদের যৌক্তিকতা যাচাই করার কোনো উপায় ছিল না। কেপলার টেলিস্কোপের কল্যাণে খুঁজে পাওয়া প্রায় পাঁচ শতাধিক প্ল্যানেটারি সিস্টেম বা গ্রহ ব্যবস্থার মাধ্যমে এসব তত্ত্ব নিয়ে আরও বড় পরিসরে গবেষণার সুযোগ তৈরি হয়। গ্রহদের গঠন রহস্য সমাধানে যুগান্তকারী ভূমিকা রাখে এটি।

ট্রানজিট মেথড ও রেডিয়াল ভেলোসিটি টেকনিক—দুটোই মূল নক্ষত্রের কাছ দিয়ে ঘুরে চলা বড় আকারের গ্রহ শনাক্ত করার কাজে বেশ কার্যকর। কারণ এদের বিশাল আকারের জন্য মূল নক্ষত্র থেকে আসা আলো যেমন উল্লেখযোগ্য পরিমাণ বাধা পায়, তেমনি বিশাল ভরের দরুন রেডিয়াল ভেলোসিটির মানও শনাক্ত করার মতো যথেষ্ট হয়। সে জন্য কম ব্যাসার্ধের কক্ষপথে পরিভ্রমণ করা বহিঃসৌরগ্রহ সম্পর্কে আমাদের জ্ঞান অন্যগুলোর চেয়ে অনেক বেশি।

এই দুটি ছাড়াও গ্রহ শনাক্তের আরও কয়েকটি পদ্ধতি বিজ্ঞানীরা উদ্ভাবন করেছেন। তবে সেগুলোর সফলতার হার খুব বেশি নয়। ২০১৭ সাল পর্যন্ত আবিষ্কৃত বহিঃসৌরগ্রহের সংখ্যা ছিল ৩৪৩৯টি। এর মধ্যে ৩৩১৪টিই আবিষ্কৃত হয়েছে এই দুই পদ্ধতির একটি ব্যবহার করে। পদ্ধতি দুটোর সফলতা বুঝতে এই তথ্যই বোধ হয় যথেষ্ট।