মহাকাশে জয়ী হয় কম স্থিতিশীল অণুটি

মহাকাশে পাওয়া অনেক অণু মাত্র চারটি মৌল দিয়ে তৈরি: হাইড্রোজেন, কার্বন, নাইট্রোজেন ও অক্সিজেন — জৈব ও প্রাক্-জৈব (prebiotic) রসায়নের মূল উপাদান। ঠিকভাবে সাজালে এরা গড়তে পারে পেপটাইড বন্ধন (peptide bond), –C(=O)–N(–H)–, যা অ্যামিনো অ্যাসিডগুলোকে জুড়ে প্রোটিন তৈরি করে। লেখকেরা আইসোসায়ানেট গ্রুপকে (isocyanate group), –N=C=O, এর অপরিহার্য উপকাঠামো হিসেবে দেখেন: একই N–C–O শৃঙ্খল। তারাদের মাঝে শনাক্ত হওয়া 350-এর বেশি অণুর মধ্যে মাত্র পাঁচটি এটি বহন করত, যার মধ্যে আছে আইসোসায়ানিক অ্যাসিড, HNCO।

একটি প্রোটন যোগ করার দুই উপায়

আইসোসায়ানিক অ্যাসিড দুই জায়গায় একটি বাড়তি প্রোটন নিতে পারে। নাইট্রোজেনে নিলে এটি হয়ে যায় H₂NCO⁺, সবচেয়ে স্থিতিশীল বিন্যাস, যা মহাকাশে ইতিমধ্যে শনাক্ত হয়েছে। অক্সিজেনে নিলে হয়ে যায় HNCOH⁺, একটি সমাণু (isomer) — একই পরমাণু, ভিন্ন বিন্যাস — যার শক্তি বেশি, প্রতি মোলে 18 কিলোক্যালরি — প্রায় 9,000 কেলভিনের একটি গ্যাস যে শক্তি বহন করে, মেঘের মোটামুটি 100 কেলভিনের চেয়ে অনেক বেশি।

তত্ত্ব আর পরীক্ষাগার ইঙ্গিত দিয়েছিল যে দ্বিতীয় রূপটির বিরল হওয়ার কথা নয়। H₃⁺ আয়ন আর HNCO-এর মধ্যে বিক্রিয়া, যাকে এই আয়নগুলো তৈরির প্রধান পথগুলোর একটি বলে মনে করা হয়, তার সাম্প্রতিক গণনায় দেখা গেছে এটি প্রায় 80% ক্ষেত্রে HNCOH⁺ তৈরি করে। একটি পরীক্ষাগার-পরীক্ষায় HNCOH⁺ ছিল H₂NCO⁺-এর দ্বিগুণ। আর একবার তৈরি হয়ে গেলে HNCOH⁺ তার স্থিতিশীল যমজে প্রায় রূপান্তরিত হতেই পারে না: পথে দাঁড়িয়ে থাকে একটি উঁচু শক্তি-বাধা। তবু মহাকাশে কেউ কখনো এটিকে দেখেনি।

সংঘর্ষে কেঁপে ওঠা একটি মেঘ

স্পেনের সেন্ত্রো দে আস্ত্রোবিওলোহিয়ার (Centro de Astrobiología) মার্তা রেই-মন্তেহো (Marta Rey-Montejo) এবং স্পেন, জার্মানি, জাপান, যুক্তরাষ্ট্র ও চিলেতে তাঁর সহকর্মীরা নজর দেন G+0.693-0.027-এর দিকে, আকাশগঙ্গার কেন্দ্রের কাছের একটি আণবিক মেঘ। বড় মাপের অভিঘাত-তরঙ্গ (shocks), সম্ভবত মেঘে মেঘে সংঘর্ষ থেকে, ধূলিকণার বরফে ঢাকা আবরণ আর কেন্দ্র থেকে উপাদান ছিঁড়ে এনে গ্যাসে ছেড়ে দেয়। এর ফলেই মেঘটি নতুন অণু আবিষ্কারের সবচেয়ে উর্বর জায়গাগুলোর একটি।

তাঁরা ব্যবহার করেছেন তিনটি রেডিও টেলিস্কোপ দিয়ে মেঘটির একটি অতি-গভীর জরিপ — Yebes 40 মিটার, IRAM 30 মিটার আর APEX থালা — যা 31 থেকে 275 GHz-এর মধ্যে প্রায় 150 GHz কম্পাঙ্ক জুড়ে বিস্তৃত।

সাতটি রেখা, একটি অণু

মহাকাশে ঘূর্ণায়মান একটি অণু নির্ভুল রেডিও কম্পাঙ্কের একটি মইয়ের মতো সারিতে বিকিরণ করে, যার প্রতিটি দেখা দেয় একটি সরু চূড়া হিসেবে — একটি বর্ণালি রেখা। HNCOH⁺-এর কেবল সবচেয়ে নিচের দুটি ধাপ পরীক্ষাগারে মাপা হয়েছিল, তাই দলটি বাকিগুলো বহির্বেশন (extrapolation) করে বের করেছে। আটটি ধাপ জরিপের আওতায় পড়েছিল; সাতটি বিশ্লেষণ করা গেছে, অষ্টমটি পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের একটি রেখার নিচে চাপা পড়ে ছিল।

সবগুলো মিলে গেছে। ফিট (fit) থেকে পাওয়া যায় দৃষ্টিরেখা বরাবর প্রতি বর্গ সেন্টিমিটারে 9.9 × 10¹² অণুর একটি স্তম্ভ-ঘনত্ব (column density), আণবিক হাইড্রোজেনের তুলনায় প্রায় 7.3 × 10⁻¹¹ প্রাচুর্য, আর অণুটির ঘূর্ণনের জন্য প্রায় 24 কেলভিন তাপমাত্রা। এই রেখাগুলোর বেশিরভাগ কোনো পরীক্ষাগারে কখনো মাপা হয়নি; এগুলো থেকে দলটি ঘূর্ণায়মান অণুটি কীভাবে প্রসারিত হয় তার প্রথম একটি মান বের করেছে, যা কোয়ান্টাম-রাসায়নিক গণনার সঙ্গে ঘনিষ্ঠভাবে মেলে।

G+0.693-এর দিকে HNCOH⁺-এর সাতটি ঘূর্ণন-রেখা: পর্যবেক্ষিত বর্ণালি (ধূসর), HNCOH⁺-এর ফিট (লাল), সব জানা অণু (নীল)। অণুটির গঠন দেখানো হয়েছে নিচে ডান দিকে। — চিত্র 1, Rey-Montejo et al. (2026), arXiv:2610.39654.

কম স্থিতিশীল যমজটিই জয়ী

নতুন ডেটা দিয়ে দলটি স্থিতিশীল যমজ H₂NCO⁺-কেও আবার মেপেছে: প্রতি বর্গ সেন্টিমিটারে 2.6 × 10¹²। এর ফলে HNCOH⁺ 3.8 গুণ বেশি প্রচুর।

দুটি রূপ যদি কেবল নিজেদের শক্তি অনুযায়ী থিতু হতো, মেঘের প্রায় 70 থেকে 140 কেলভিন তাপমাত্রায় HNCOH⁺ হতো H₂NCO⁺-এর চেয়ে 20-এর বেশি মাত্রায় (orders of magnitude) বিরল। তার বদলে এর প্রাচুর্য প্রতিফলিত করে এটি কীভাবে তৈরি হয়: যে বিক্রিয়া এই আয়নগুলো গড়ে, তা কম স্থিতিশীল রূপটির পক্ষে ঝোঁকে। লেখকেরা উল্লেখ করেন, মহাকাশে সমাণুদের অন্যান্য পরিবারেও একই ধারা দেখা যায়, যেখানে উচ্চ-শক্তির রূপগুলো তাদের স্থিতিশীল প্রতিরূপের মতোই সাধারণ। দুটি আয়ন কত দ্রুত ঘোরে, তাতেও তারা আলাদা: HNCOH⁺ দেখায় H₂NCO⁺-এর চেয়ে উষ্ণ (প্রায় 24, বিপরীতে 9 কেলভিন, অথচ গ্যাসটি নিজে প্রায় 70 থেকে 140 কেলভিনে)। লেখকদের প্রস্তাবিত একটি সম্ভাব্য কারণ: HNCOH⁺ কম মেরুবর্তী (polar), তাই এটি নিজের ঘূর্ণন-শক্তি রেডিও তরঙ্গ হিসেবে কম সহজে ছেড়ে দেয়, আর গ্যাসের সঙ্গে সংঘর্ষ একে আরও দ্রুত ঘুরিয়ে রাখে।

ছয়টি অণু, তালিকা বাড়ছে

HNCOH⁺ হলো আইসোসায়ানেট গ্রুপ বহনকারী, মহাকাশে পাওয়া ষষ্ঠ অণু। লেখকেরা এর পূর্ণ ঘূর্ণন-বর্ণালি মানচিত্রায়িত করতে একটি নিবেদিত পরীক্ষাগার-গবেষণার আহ্বান জানান। তাঁদের বৃহত্তর শিক্ষাটি তারাদের মাঝে রসায়ন কীভাবে কাজ করে তা নিয়ে: সেখানে পরমাণুদের সবচেয়ে স্থিতিশীল বিন্যাসটিই যে সবচেয়ে সাধারণ হবে এমন নয় — আসল কথা হলো কোন পথ ধরে একটি অণুর জন্ম হয়।