যে বলয় তার গ্রহের চেয়েও উজ্জ্বল

আমাদের সৌরজগতে চারটি দানব গ্রহেরই বলয় আছে। অন্য নক্ষত্রের চারপাশে জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা এখনও গঠনরত তরুণ গ্রহের চারদিকে চাকতি পেয়েছেন, কিন্তু কোনো পরিণত গ্রহের চারপাশে একটিও নিশ্চিত বলয় পাননি। মিশিগান বিশ্ববিদ্যালয়, স্পেস টেলিস্কোপ সায়েন্স ইনস্টিটিউট ও ক্যালটেকের Elizabeth Lane ও তাঁর সহকর্মীরা মনে করেন, এটি গ্রহগুলোর চেয়ে আমাদের দুরবিনের সম্পর্কেই বেশি কিছু বলে।

কী নাগালের মধ্যে থাকতে পারে, তার ইঙ্গিত হিসেবে তাঁরা শনির দিকে আঙুল তোলেন। বেশিরভাগ দেখার কোণ ও তরঙ্গদৈর্ঘ্যে এর বলয় গ্রহটির চেয়ে বেশি উজ্জ্বল, আর যেসব রঙে মিথেন আলো শোষণ করে, সেখানে বলয়গুলো সামনে থেকে দেখা শনির চেয়ে একশো গুণেরও বেশি উজ্জ্বল।

যে দুরবিন প্রতিফলিত আলো দেখে

ন্যান্সি গ্রেস রোমান মহাকাশ দুরবিনে আছে একটি করোনাগ্রাফ, এমন একটি যন্ত্র যা নক্ষত্রের ঝলক ঢেকে দিয়ে তার পাশের ক্ষীণ সঙ্গীদের প্রকাশ করে। লেখকদের মতে, এটিই হবে প্রথম যন্ত্র যা পরিণত দানব গ্রহদের তাদের প্রতিফলিত দৃশ্যমান আলোয় সরাসরি শনাক্ত করতে পারবে, নক্ষত্রের সঙ্গে 10⁻⁸ বা তার কম উজ্জ্বলতার অনুপাত পর্যন্ত — দশ কোটি ভাগের এক ভাগ।

বেশিরভাগ পরিচিত দানব গ্রহ, যেগুলো তাদের নক্ষত্রে সৃষ্ট দোলন দেখে আবিষ্কৃত, এই সীমার কাছাকাছি অবস্থান করে। কিন্তু একটি গ্রহ আর তার বলয় দেখা দেবে একটি মাত্র বিন্দু হিসেবে। চেনা না যাওয়া একটি বলয় গ্রহটিকে আসলের চেয়ে বড় বা বেশি প্রতিফলক দেখাবে।

দুটির বদলে চারটি চূড়া

উপায় হলো পুরো একটি কক্ষপথ জুড়ে বিন্দুটিকে লক্ষ করা। একটি গ্রহ যখন তার নক্ষত্রকে প্রদক্ষিণ করে, তখন সে আমাদের তার আলোকিত দিকের কম-বেশি অংশ দেখায়, চাঁদের কলার মতো: তার উজ্জ্বলতা একবার বাড়ে ও কমে, দুটি চরম মান তৈরি হয়। Arnold ও Schneider-এর আগের কাজ থেকে শুরু করে, দলটি বলয়সহ ও বলয়হীন গ্রহের জন্য এই কলা বক্ররেখার (phase curve) একটি নতুন মডেল তৈরি করেছে।

একটি হেলানো বলয় আকারটা বদলে দেয়। এটি একবার উজ্জ্বল হয় যখন এর আলোকিত পিঠ আমাদের দিকে ঘোরে এবং নক্ষত্রের আলো প্রতিফলিত করে, আরেকবার যখন আমরা একে উল্টো দিক থেকে দেখি এবং নক্ষত্রের আলো এর ভেতর দিয়ে চলে যায়। মাঝখানে, এটি নক্ষত্রের দিকে কিনারা করে থাকে এবং প্রায় অদৃশ্য হয়ে যায়। ফল: দুটির বদলে চারটি চরম মান, এমন একটি নকশা যা বারবার পর্যবেক্ষণে নিশ্চিত করা যেতে পারে।

0°, 30°, 60° ও 90° বলয়-হেলানোর জন্য একটি কক্ষপথ জুড়ে বলয়যুক্ত গ্রহের মডেল উজ্জ্বলতা (ওপরে), প্রতিটি ক্ষেত্রের গুণগত ত্রিমাত্রিক চিত্রায়ণসহ (নিচে)। কেবল হেলানো নয় এমন বলয়ই গ্রহের বক্ররেখা অপরিবর্তিত রাখে। — চিত্র 3, Lane et al. (2026), arXiv:2610.23835, CC BY 4.0.

বলয়ের হেলানোই সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ: কক্ষপথের তলে শুয়ে থাকা একটি বলয় সবসময় নক্ষত্রের দিকে কিনারা করে থাকে এবং কোনো চিহ্ন রাখে না। একটি পুরু, অস্বচ্ছ বলয় কোনো আলো যেতে দেয় না, ফলে দ্বিতীয় চূড়াটি হারিয়ে যায়; গ্রহটিকে তখন শুধু বড় বা বেশি উজ্জ্বল দেখায়, আর বলয়টিকে আলাদা করে চেনা কঠিন হয়।

এপসাইলন এরিদানি b, বলয়সহ ও বলয় ছাড়া

ধারণাটি যাচাই করতে দলটি এপসাইলন এরিদানি b-র রোমান পর্যবেক্ষণের সিমুলেশন করেছে। এটি প্রায় বৃহস্পতির ভরের একটি গ্রহ, যা তার নক্ষত্র থেকে সূর্য থেকে পৃথিবীর দূরত্বের 3.5 গুণ দূরে প্রদক্ষিণ করে, এবং করোনাগ্রাফের প্রধান লক্ষ্যগুলোর একটি। আগের অনুসন্ধানগুলো 3 × 10⁻⁷ উজ্জ্বলতা অনুপাতের নিচে যেতে পারেনি, যা একে দেখার পক্ষে খুব মোটা দাগের।

• বলয় ছাড়া, গ্রহটি কেবল প্রায় পুরোপুরি আলোকিত থাকলেই নিশ্চিত শনাক্তকরণের সীমা পেরোয়। কক্ষপথের কয়েক বছর ধরে, সিমুলেশনে 2031 থেকে 2034 পর্যন্ত, এটি সীমার নিচে থাকে।
• শনির মতো বলয় থাকলে, এটি দ্বিগুণ পর্যন্ত উজ্জ্বল দেখায়, চার-চরম-মানের নকশা দেখায়, এবং প্রায় পুরো কক্ষপথে শনাক্তযোগ্য থাকে, কেবল বলয় যখন নক্ষত্রের দিকে কিনারা করে থাকে তখনই পিছিয়ে পড়ে।

এপসাইলন এরিদানি b-র সিমুলেটেড রোমান পরিমাপ, বলয়সহ (নীল) ও বলয় ছাড়া (লাল), শনাক্তকরণ সীমার (ধূসর রেখা) বিপরীতে। — চিত্র 7, Lane et al. (2026), arXiv:2610.23835, CC BY 4.0.

নাগালের মধ্যে একটি শুমারি

বলয় রোমানের লক্ষ্যতালিকাও বাড়াতে পারে। একটি মোটা দাগের, ইচ্ছাকৃতভাবে আশাবাদী হিসাবে, অনেক পরিচিত দানব গ্রহ যেগুলো নিজে থেকে খুব ক্ষীণ, শনির মতো বলয় থাকলে শনাক্তযোগ্য হয়ে উঠবে। সৌরজগতের মতো যদি এক-চতুর্থাংশ দানব গ্রহের বলয় থাকে, তবে প্রায় কুড়িটি লক্ষ্য থেকে প্রায় পাঁচটি শনাক্তকরণ মেলা উচিত — আর একটিও না মিললে 2–3 সিগমা স্তরে সৌরজগতের মতো হার বাতিল হয়ে যাবে।

মডেলটি প্রথম স্তরের একটি খসড়া: বলয় ও গ্রহের মধ্যে কোনো ছায়া পড়া নেই, বলয়ের কণার বিস্তারিত বিবরণ নেই, আর কক্ষপথ নিখুঁতভাবে জানা বলে ধরে নেওয়া। লেখকেরা আসল তথ্যের সঙ্গে গ্রহ-সহ-বলয় বক্ররেখা মেলানোর একটি টুল তৈরির পরিকল্পনা করছেন। যা-ই পাওয়া যাক, তাঁদের উপসংহার, শনির মতো অলংকার কতটা সাধারণ, তার প্রথম সত্যিকারের সীমা টানতে রোমান প্রস্তুত।