মহাকাশে ভাসমান ‘তুষারমানুষ’ ব্যাখ্যা করেছে: MSU ছাত্র এক বিলিয়ন বছর বয়সী কুইপার বেল্ট ধাঁধা সমাধান করেছে |

কখনও ভেবে দেখেছেন কীভাবে সেই অদ্ভুত, ভাসমান “তুষারমানব” নেপচুনের কক্ষপথের বাইরে কুইপার বেল্টের গভীর বরফে পরিণত হয়? এই অদ্ভুত আকৃতির, ডবল-লবড শিলাগুলিকে পরিচিত বাইনারি বলা হয়, বিখ্যাত অ্যারোকোথের মতো দেখতে ভঙ্গুর, তবুও তারা বিচ্ছিন্ন না হয়ে কোটি কোটি বছর ধরে বেঁচে আছে। যুগ যুগ ধরে জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা উত্তর খুঁজছেন।মিশিগান স্টেট ইউনিভার্সিটির তীক্ষ্ণ স্নাতক ছাত্র জ্যাকসন বার্নস প্রবেশ করুন। তিনি প্রথম কম্পিউটার সিমুলেশন তৈরি করেছিলেন যা প্রমাণ করে যে এই অদ্ভুত গ্রহের প্রাণীগুলি তাদের নিজস্ব মাধ্যাকর্ষণে ভেঙ্গে পড়া নুড়ি মেঘের ঘূর্ণায়মান থেকে প্রাকৃতিকভাবে তৈরি হয়। কোন জাদুর প্রয়োজন নেই, শুধু পদার্থবিদ্যা মহাজাগতিক ধূলিকণার মধ্যে তার কাজ করছে। রহস্যের সমাধান।

মহাকর্ষ কীভাবে মহাকাশে ‘তুষারমানব’ বিশ্ব তৈরি করেছে

গ্রহাণু বেল্টের বাইরে একটি হিমায়িত বিস্ময় রয়েছে: কুইপার বেল্ট, আমাদের সৌরজগতের জন্ম থেকে বরফের অবশিষ্টাংশের একটি বড় বলয়। অনেকের মধ্যে “তুষারমানব” প্লেনেসিমাল, ভঙ্গুর, অরোকোথের মতো ডবল-লবড কন্টাক্ট বাইনারি রয়েছে। মহাজাগতিক স্নোবলের মতো একত্রে সংযুক্ত এই অদ্ভুত আকারগুলি জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের বিভ্রান্ত করেছে। কীভাবে তারা বিলিয়ন বিলিয়ন বছর বিচ্ছিন্ন না হয়ে সহ্য করে? বছরের পর বছর ধরে রহস্য টিকে ছিল। তারপর, মিশিগান স্টেট ইউনিভার্সিটির স্নাতক ছাত্র জ্যাকসন বার্নস এটি ফাটালেন। তার অগ্রগামী কম্পিউটার সিমুলেশন প্রকাশ করে যে এই বস্তুগুলি প্রাকৃতিকভাবে সৌরজগতের নুড়ি মেঘ থেকে তৈরি হয়েছিল। মাধ্যাকর্ষণ মেঘের পতন ঘটায়, স্বাভাবিকভাবেই এই গলদা, বাইনারি কাঠামোর জন্ম দেয় যার কোনো সংঘর্ষের প্রয়োজন হয় না। এই যুগান্তকারী গ্রহের গঠন সম্পর্কে আমাদের বোঝার পুনর্লিখন করে। এটি দেখায় যে মৃদু মহাকর্ষীয় প্রক্রিয়াগুলি হিমশীতল শূন্যতার মধ্যে স্থিতিস্থাপক বেঁচে থাকা ব্যক্তিদের ভাস্কর্য করতে পারে, অন্য তারাকে প্রদক্ষিণকারী অনুরূপ বিশ্বের দিকে ইঙ্গিত করে। দ্য কুইপার বেল্টের গোপন রহস্য উন্মোচিত হতে থাকে, এক সময়ে একটি সিমুলেশন।

মিশিগান স্টেট ইউনিভার্সিটির অগ্রগতি; জ্যাকসন বার্নস চার্জের নেতৃত্ব দেন

মিশিগান স্টেট ইউনিভার্সিটির (এমএসইউ) গবেষকরা এর পেছনের সহজ কিন্তু মার্জিত ঘটনাটি উন্মোচন করেছেন: মহাকর্ষীয় পতন। স্নাতক ছাত্র জ্যাকসন বার্নস প্রথম কম্পিউটার সিমুলেশন তৈরি করেছেন যা প্রদর্শন করে যে কীভাবে এই দুই-লবড ‘যোগাযোগ বাইনারি’ নুড়ি মেঘ থেকে প্রাকৃতিকভাবে উদ্ভূত হয়।পুরানো মডেলগুলি সংঘর্ষকারী গ্রহগুলিকে তরল-সদৃশ ব্লব হিসাবে বিবেচনা করেছিল যা মসৃণ গোলকের মধ্যে মিশে যায়, যোগাযোগের বাইনারিগুলি পুনরায় তৈরি করতে ব্যর্থ হয়। বার্নস, উচ্চ-পারফরম্যান্স কম্পিউটিং, সিমুলেটেড বস্তুগুলি তাদের কাঠামোগত অখণ্ডতা ধরে রাখে এবং যোগাযোগের উপর আলতোভাবে স্থির হয়।

অধ্যাপক শেঠ জ্যাকবসনের কাছ থেকে বিশেষজ্ঞ অন্তর্দৃষ্টি

“যদি আমরা মনে করি যে 10% গ্রহের বস্তুগুলি যোগাযোগের বাইনারি, তাহলে যে প্রক্রিয়াটি তাদের গঠন করে তা বিরল হতে পারে না,” বলেছেন MSU এর আর্থ অ্যান্ড এনভায়রনমেন্টাল সায়েন্সের সহকারী অধ্যাপক, সেথ জ্যাকবসন, কাগজের সিনিয়র লেখক। “আমরা যা পর্যবেক্ষণ করেছি তার সাথে মহাকর্ষীয় পতন সুন্দরভাবে ফিট করে।”

ভাসমান ‘স্নোম্যান’-এর পিছনে বিজ্ঞান: প্রক্রিয়াটিকে সংজ্ঞায়িত করে মহাকর্ষীয় পতন বোঝা

ডিকশনারি অফ অ্যাস্ট্রোবায়োলজি যেমন বর্ণনা করে, মহাকর্ষীয় পতন হল “নিজস্ব মাধ্যাকর্ষণের অধীনে উপাদানের একটি অঞ্চলের পতন, উদাহরণস্বরূপ, একটি নক্ষত্রে পরিণত হওয়ার পথে একটি আন্তঃনাক্ষত্রিক মেঘের ঘন কেন্দ্রের পতন।” এটি তখন ঘটে যখন স্থানীয় স্ব-মাধ্যাকর্ষণ তাপীয় গ্যাসের চাপ বা অশান্তির মতো পুনরুদ্ধারকারী শক্তিকে অভিভূত করে।প্রোটোপ্ল্যানেটারি ডিস্কে, একটি নুড়ি মেঘে মিলিমিটার আকারের নুড়ি স্ট্রিমিং অস্থিরতার মাধ্যমে ঘনীভূত হয়। স্ব-মাধ্যাকর্ষণ তখন পতনের সূত্রপাত করে, গ্রহের প্রাণীদের জন্ম দেয়। বার্নেস এর মডেল এটি সূক্ষ্মভাবে ক্যাপচার করে।

বাস্তব-বিশ্বের পর্যবেক্ষণ: অ্যারোকোথ এবং নতুন দিগন্ত

2019 সালের জানুয়ারীতে কন্টাক্ট বাইনারিগুলি খ্যাতি অর্জন করেছিল যখন NASA-এর নিউ হরাইজনস মহাকাশযান কুইপার বেল্টের একটি অতিক্রম করেছিল। ‘আল্টিমা থুলে’ (পরে আনুষ্ঠানিকভাবে অ্যারোকোথ) ডাব করা হয়েছে, এর বিলোবড ‘তুষারমানব’ আকৃতি বিজ্ঞানীদের হতবাক করেছে। কুইপার বেল্ট জুড়ে ছড়িয়ে ছিটিয়ে থাকা, এই গ্লোবুলগুলি আঘাতে ভেঙে যায় না বা একা ভেঙে পড়ে না, মৃদু গঠনের ইঙ্গিত দেয়।

মাসিক নোটিশে যুগান্তকারী সিমুলেশন প্রকাশনার বিশদ বিবরণ

রয়্যাল অ্যাস্ট্রোনমিক্যাল সোসাইটির মাসিক নোটিশে লেখা, বার্নস এবং সহকর্মীরা 105105টি কণা সমন্বিত একটি প্রাথমিক নুড়ি মেঘের 54 টি সিমুলেশন বিস্তারিত করেছেন, প্রতিটি ব্যাসার্ধে প্রায় 2 কিমি (1.25 মাইল)। এই কম-রেজোলিউশন সেটআপটি বাস্তবতাকে প্রতিফলিত করে, যেখানে সত্যিকারের নুড়ির মেঘ সম্ভবত 10241024 মিলিমিটার আকারের কণা ধারণ করে।

মূল ফলাফল: সর্পিল থেকে কক্ষপথে নৃত্য

দলটি দেখেছে যে, কিছু ক্ষেত্রে, নুড়ি মেঘ থেকে দুটি ছোট গ্রহের প্রাণী পারস্পরিক কক্ষপথে প্রবেশ করেছে। তারা ধীরে ধীরে ভিতরের দিকে সর্পিল হয়, স্পর্শ করার আগে প্রতি সেকেন্ডে 5 মিটার বা তার কম বেগে পৌঁছায়। ডাবল-লবড আকৃতি তৈরি করে, যোগাযোগের পরে, কণাগুলি বাস্তবসম্মতভাবে স্থির হয়, একটি ডাবল-লবড প্ল্যানেটসিমাল বা ‘কন্টাক্ট বাইনারি’-তে মিশে যায়। “আমাদের মডেলের কিছু পরিচিতি বাইনারি অ্যারোকোথের সাথে একটি আকর্ষণীয় সাদৃশ্য বহন করে,” বার্নস মন্তব্য করেছেন।পূর্বের মহাকর্ষীয় পতনের সিমুলেশনগুলি কণা-সংযোগ পদার্থবিদ্যাকে উপেক্ষা করে, ছোট গ্রহের মধ্যে সংঘর্ষের ভবিষ্যদ্বাণী করে একটি একক, গোলাকার বস্তু পাওয়া যাবে। বার্নসের উদ্ভাবন মডেলিং কীভাবে নুড়ি বিশ্রাম নেয় এবং মেনে চলে অক্ষত ‘স্নোম্যান’ আকারগুলি ব্যাখ্যা করে।

সৌরজগতের উত্সের জন্য প্রভাব

এই কাজটি গ্রহের গঠনের একটি রূপান্তরমূলক দৃশ্য হিসাবে আসে। কুইপার বেল্ট বস্তুর 10% সমন্বিত কন্টাক্ট বাইনারি, প্রস্তাব করে যে নুড়ি মেঘে মহাকর্ষীয় পতন একটি সাধারণ ব্যাপার, যা ‘ধ্বংসস্তূপ’ তৈরি করে যা যুগ যুগ ধরে বেঁচে থাকে। এটি অ্যারোকোথের নিম্ন-ঘনত্বের সাথে সারিবদ্ধ, নিউ হরাইজন দ্বারা পর্যবেক্ষণ করা আলগাভাবে আবদ্ধ কাঠামো।পৃথিবীর কাছাকাছি গ্রহাণুগুলির মধ্যে অনুরূপ আকারগুলি উপস্থিত হয়, এই প্রক্রিয়াটি সৌরজগত জুড়ে পরিচালিত হয়। ভবিষ্যত মিশন এই ভবিষ্যদ্বাণী পরীক্ষা করতে পারে.

ভবিষ্যতের সিমুলেশন এবং পর্যবেক্ষণ

উচ্চ-রেজোলিউশন পেবল ক্লাউড মডেল, অগ্রসর কম্পিউটিং দ্বারা চালিত, গভীর অন্তর্দৃষ্টির প্রতিশ্রুতি দেয়। জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপের মতো টেলিস্কোপগুলি আগামী দিনে দূরবর্তী ডিস্কগুলিতে আরও যোগাযোগের বাইনারি দেখতে পারে।জ্যাকসন বার্নসের সিমুলেশন শুধুমাত্র ‘স্নোম্যান’ ধাঁধার সমাধান করে না বরং কীভাবে মহাজাগতিক ধূলিকণা থেকে গ্রহগুলি এবং শেষ পর্যন্ত গ্রহগুলি উদ্ভূত হয় তা পুনরায় সংজ্ঞায়িত করে।