নক্ষত্রের ছাই থেকে জন্ম নেওয়া এক গ্রহ
সূর্যের মতো একটি নক্ষত্রের জ্বালানি ফুরিয়ে গেলে সেটি ফুলে একটি দানব নক্ষত্রে পরিণত হয়, তার বাইরের স্তরগুলো মহাকাশে উড়িয়ে দেয় এবং পেছনে রেখে যায় একটি শ্বেত বামন: একটি ঘন, ধীরে ধীরে শীতল হতে থাকা কেন্দ্র। অনেক শ্বেত বামনের বায়ুমণ্ডলে এমন ভারী মৌল দেখা যায়, যেগুলোর কয়েক দিনের মধ্যেই ডুবে দৃষ্টির আড়ালে চলে যাওয়ার কথা। এর ব্যাখ্যা এখন সুপ্রতিষ্ঠিত: এরা চূর্ণ হয়ে যাওয়া গ্রহীয় বস্তুর ধ্বংসাবশেষ গিলছে। এই ধ্বংসাবশেষ নানা রকম, তবে সামগ্রিকভাবে আমাদের নিজেদের সৌরজগতের পাথরের মতো দেখায়।
গ্রহ সাধারণত তার নক্ষত্রের সঙ্গে একই সময়ে, তার চারপাশের গ্যাস ও ধূলির চাকতিতে গড়ে ওঠে। এগুলো প্রথম প্রজন্মের গ্রহ। নীতিগতভাবে, একটি গ্রহ তার নক্ষত্রের মৃত্যুর পরেও, নক্ষত্রের ছুড়ে ফেলা উপাদান থেকে গড়ে উঠতে পারে। পালসারের চারপাশের গ্রহগুলোকে সাধারণত এই দ্বিতীয় প্রজন্মের বলে মনে করা হয়। কোনো শ্বেত বামনের চারপাশে এমন কিছু এর আগে শনাক্ত হয়নি।
একশোটি ব্যাখ্যাহীন রেখা
HS 0209+0832 একটি উত্তপ্ত, তরুণ শ্বেত বামন, যার পৃষ্ঠের তাপমাত্রা প্রায় ৩৫,৮০০ ডিগ্রি, শীতল হওয়া শুরুর পর মাত্র প্রায় ৫০ লাখ বছর পেরিয়েছে, এবং আমাদের থেকে প্রায় ৮২.৬ পারসেক দূরে। এটি অনেক দিন ধরেই অদ্ভুত। এর হাইড্রোজেন বায়ুমণ্ডলে প্রায় ১% হিলিয়াম আছে, যা এই তাপমাত্রায় কয়েক মাসের মধ্যে ডুবে যাওয়ার কথা। আর ১৯৯৯ সালে হাবল স্পেস টেলিস্কোপে তোলা একটি অতিবেগুনি বর্ণালিতে দেখা গিয়েছিল কার্বন, অ্যালুমিনিয়াম, সিলিকন, ক্যালসিয়াম, টাইটানিয়াম, নিকেল ও দস্তা — সঙ্গে প্রায় একশোটি রেখা, যা কেউ শনাক্ত করতে পারেনি।
ওয়ারউইক বিশ্ববিদ্যালয় ও আরও আটটি প্রতিষ্ঠানের Jamie Williams, Boris Gänsicke ও সহকর্মীরা হাবল, FUSE অতিবেগুনি উপগ্রহ এবং ভেরি লার্জ টেলিস্কোপের সেই সংরক্ষিত বর্ণালিগুলো নতুন করে বিশ্লেষণ করেছেন। হালনাগাদ পারমাণবিক তথ্য দিয়ে দেখা গেল, রহস্যময় রেখাগুলোর বেশির ভাগই তামা ও নিওবিয়ামের — শুধু নিওবিয়ামেরই ৬২টি রেখা। FUSE-এর পর্যবেক্ষণ করা আরও ৩৩টি উত্তপ্ত, দূষিত শ্বেত বামনের একটিতেও নিওবিয়াম দেখা যায় না।
দুর্লভ ধাতুতে সমৃদ্ধ, পাথরে দরিদ্র
এরপর দলটি হিসাব কষে বের করেছে নক্ষত্রটির ওপর কী এসে পড়ছে। কিছু মৌলকে নক্ষত্রের নিজের আলো আংশিকভাবে ধরে রাখে, যা হিসাবকে জটিল করে তোলে, তাই তাঁরা মনোযোগ দিয়েছেন সেগুলোর ওপর যাদের ক্ষেত্রে এমন হয় না। ফলাফল কোনো জানা শ্বেত বামন বা কোনো উল্কাপিণ্ডের সঙ্গে মেলে না:
- লোহার চেয়ে ভারী মৌল — দস্তা, তামা, নিওবিয়াম — প্রবলভাবে সমৃদ্ধ। ক্যালসিয়ামের সাপেক্ষে নিওবিয়াম সূর্যের চেয়ে হাজার গুণেরও বেশি প্রচুর।
- লোহা শনাক্ত হয়নি, আর সিলিকন আছে কেবল চিহ্নমাত্র, অথচ এ দুটি মিলে পৃথিবীর ভরের প্রায় ৪৮%। লোহার দ্বিগুণেরও বেশি নিকেল আছে, অথচ পৃথিবীতে নিকেল লোহার মাত্র প্রায় ৫%।
- নাইট্রোজেন, অক্সিজেন, ফসফরাস ও সালফার দুর্লভ: এটি কোনো বরফময় ধূমকেতু নয়।
মৃতপ্রায় নক্ষত্রের আঙুলের ছাপ
জীবনের শেষপ্রান্তে থাকা দানব নক্ষত্রেরা মহাবিশ্বের সেই মৌলগুলোর বেশির ভাগ তৈরি করে, যেগুলো গড়ে ওঠে ধীর নিউট্রন-গ্রহণের মাধ্যমে, অর্থাৎ “s-প্রক্রিয়ায়” — নিওবিয়াম তাদের একটি। এমন নক্ষত্রের ১৩৮টি মডেল ব্যবহার করে লেখকেরা দেখান যে এদের বায়ুপ্রবাহ নিওবিয়াম ও স্ট্রনশিয়ামে একশো গুণ পর্যন্ত, নিকেল, তামা ও দস্তায় মাঝারি মাত্রায় সমৃদ্ধ হতে পারে, আর লোহা বা সিলিকনে মোটেই নয়।
তাঁদের প্রস্তাবিত পরিস্থিতি: মূল নক্ষত্রের একটি নিকট সঙ্গী তার দানব-পর্যায়ে গ্রাস হয়ে যায়। নক্ষত্রের আবরণ ছিটকে বেরিয়ে s-প্রক্রিয়ার মৌলে সমৃদ্ধ একটি চাকতি গড়ে তোলে, যেখানে পরে নবজাত শ্বেত বামনের কাছে একটি দানব গ্রহ বেড়ে ওঠে। বিপরীতে, একটি সাধারণ গ্রহে কোনো জানা প্রক্রিয়াই এত নিওবিয়াম তৈরি করতে পারত না: নিওবিয়াম মাপা হয়েছে এমন ১০০টি নক্ষত্রের মধ্যে ক্যালসিয়ামের সাপেক্ষে সর্বোচ্চ অনুপাতও এখানকার চেয়ে ২০০ গুণেরও বেশি কম।
বাষ্পীভূত হওয়ার সময় ধরা পড়া এক গ্রহ
হিলিয়ামও আসছে, আর পাথুরে বস্তু হিলিয়াম জোগায় না। লেখকদের সিদ্ধান্ত, শ্বেত বামনটি সম্ভবত একটি দানব গ্রহ থেকে পালিয়ে যাওয়া বায়ুমণ্ডল খাচ্ছে, যা তার তীব্র অতিবেগুনি আলোয় উত্তপ্ত।
NASA-র TESS উপগ্রহের তথ্য একটি সূত্র যোগ করে: ব্যবস্থাটির উজ্জ্বলতা ৪.৪ দিনের পর্যায়কালে ০.১২% ওঠানামা করে, যা শ্বেত বামনের স্বাভাবিক ঘূর্ণনের চেয়ে অনেক ধীর। এটি ০.০৪৪ জ্যোতির্বিজ্ঞান একক দূরত্বে আবর্তিত একটি গ্রহের সঙ্গে মিলবে। দুটি ব্যাখ্যা প্রস্তাব করা হয়েছে: কুয়াশাচ্ছন্ন দিবাভাগসহ একটি তরুণ, এখনও উত্তপ্ত দানব গ্রহের দিন-রাতের চক্র, অথবা বাষ্পীভূত গ্যাসের একটি ধূমকেতুর মতো লেজ, যা নক্ষত্রের সামনে দিয়ে যায় — যা মাপা হিলিয়ামের তারতম্যও ব্যাখ্যা করতে পারে।
যা এখনও মেলে না
লেখকেরা কয়েকটি ধাঁধার কথা তুলে ধরেন। স্ট্রনশিয়াম অনুপস্থিত: প্রতিটি মডেল নিওবিয়ামের চেয়ে বেশি স্ট্রনশিয়ামের পূর্বাভাস দেয়, অথচ এখানে স্ট্রনশিয়াম একশো গুণেরও বেশি দুর্লভ। নিওবিয়াম এমনকি তাঁদের মডেলের সর্বোচ্চ মানকেও ছাড়িয়ে যায়, আর লোহার তুলনায় নিকেলের আধিক্য ব্যাখ্যা করা কঠিন। দানব নক্ষত্রের উপাদানে সমৃদ্ধ কিছু নক্ষত্রও স্ট্রনশিয়ামের চেয়ে বেশি নিওবিয়াম দেখায়, যা এমন এক প্রক্রিয়ার ইঙ্গিত দেয় যা মডেলগুলো ধরতে পারে না; গ্রহের বায়ুমণ্ডলের রসায়নও মৌলগুলোকে নতুন করে বিন্যস্ত করতে পারে। দ্বিতীয় প্রজন্মের কোনো গ্রহের বায়ুমণ্ডলের মডেল এখনও কেউ তৈরি করেননি।
বস্তুটি এখনও একটি প্রার্থী। অন্যগুলো খুঁজে পেতে দলটি উত্তপ্ত শ্বেত বামনের অতিবেগুনি বর্ণালিতে একই চিহ্ন খোঁজার পরামর্শ দেয়: প্রচুর কার্বন ও s-প্রক্রিয়ার মৌল। সিসার শনাক্তকরণ মূল নক্ষত্রের গঠন নিশ্চিতভাবে নির্ধারণ করবে।