জীবাশ্ম নক্ষত্রকণার চলমান ছায়্পথ আমরা..

Our planet, our society, and we ourselves are built of star stuff. Carl Sagan (Cosmos)

শীর্ষ ছবি: ক্যাসিওপিয়া এ,একটি সুপার নোভার অবশিষ্টাংশ (সুত্র: NASA/JPL-Caltech/O. Krause (Steward Observatory))

(পিটার টাইসনের ‘দ্য স্টার ইন ইউ’ ও কিছু বাড়তি তথ্য অবলম্বনে)

এর পরে কোনো আড্ডাতে সমঝদার কাউকে পেয়ে গেলে কিন্তু একটা দারুণ বিষয় নিয়ে আপনি আলাপ শুরু করতে পারেন: আপনার শরীরের প্রত্যেকটি পরমাণু, যেমন, আপনার হাড়ের ক্যালসিয়াম, জিনের কার্বন, রক্তের হিমোগ্লোবিনের মধ্যে লোহা, এমনকি আপনি যদি কোন সোনার গহনা পরে থাকেন, সেই সোনা – সবকিছুই তৈরী হয়েছে অনেক বিলিয়ন (এক বিলিয়ন= ১ এর পর নয়টি শূন্য) বছর আগে  কোনো নক্ষত্রের মধ্যে।  সব কয়টি, শুধুমাত্র হাইড্রোজেন আর তার কাছাকাছি একটি বা দুটি হালকা মৌল ছাড়া, তৈরী হয়েছে এমনকি আরো আগে, প্রায় ১৩.৭ বিলিয়ন বছর আগে বিগ ব্যাঙ্গ শুরু হবার পরপরই।


ছবি: বিশ্বাস করতে যতই কষ্ট হোক না কেন, নভোপদার্থবিদদের মতে, আমাদের শরীরের প্রতিটি পরমাণুর উৎপত্তি হয়েছে অনেক বিয়িলন বছর আগে কোনো নক্ষত্রের মধ্যে বা বিগ ব্যাঙ্গ মহা-বিস্ফোরনের ঠিক পরবর্তী সময়েই। এই উপরের ছবিতে পোলারিস বা নর্থ স্টার এর একটি ক্লোজ আপ ছবি। (সুত্র: Photo credit: NASA, ESA, G. Bacon (STScI)

সত্যি, নভোপদার্থবিদদের মতে, আপনি এবং আপনার চারপাশের সবকিছু, প্রাকৃতিক বা মানুষের তৈরী, আপনি যা দেখতে পাচ্ছেন, প্রতিটা পাথর, গাছ, প্রজাপতি আর দালান তৈরী হয়েছে যে পরমাণুগুলো দিয়ে, তাদের আসলে উৎপত্তি হয়েছে বিগ ব্যাঙ্গ মহাবিস্ফোরনের সময়, অথবা শধুমাত্র হালকা দুটি বা তিনটি মৌল ছাড়া বাকী সব পরমাণুরই জন্ম হয়েছে, মহাবিশ্ব সৃষ্টির সেই সুদূর অতীতে, অসংখ্য মিলিয়ন জ্বলন্ত আর বিস্ফোরিত নক্ষত্র থেকে। খুব সহজভাবে ব্যাপারটা বলতে চাইলে, আপনি বেঁচে আছেন কারণ সেই নক্ষত্ররা মরে গেছে।

হুমমমমম..প্রশ্ন জাগতেই পারে, কেমন করে? কেমন করে সম্ভব, আপনি আসলে জীবাশ্ম নক্ষত্রকণার একটি চলমান ছায়্পথ ? বেশ, এই কাহিনী কিন্তু নতুন নয়, তবে আবার নতুন করে বলার দাবী রাখে। কারণ হচ্ছে, প্রথমত, এই ব্যাপারটা বিজ্ঞানসম্মতভাবে বুঝতে সক্ষম হওয়া আর এই প্রশ্নের সমাধান খুজে পাওয়াটি হচ্ছে বিংশ শতাব্দীর নভোপদার্থবিদ্যার অনেকগুলো চমৎকার অর্জনের অন্যতম একটি এবং ‍দ্বিতীয়ত, খুব বেশী রকমের বিস্ময়কর এই বিষয়টি।

সব কিছুর শুরুতে :

এই কাহিনীর শুরু একদম শুরুতে, যেমন, সেই বিগ ব্যাঙ্গের ভিতরে। নভোপদার্থবিদরা বলেন, সেই সময়টাতেই  মহাবিশ্বের ‘সব’ হাইড্রোজেন তৈরী হয়েছিল। প্রথমে তা ছিল শুধু মাত্র প্রোটন, ধীরে ধীরে  নবীন মহাবিশ্ব সম্প্রসারিত এবং অপেক্ষাকৃত শীতল হবার সাথে সাথে এই প্রোটনগুলো ইলেক্ট্রনের সাথে যুক্ত হয়ে হাইড্রোজেনের পরমাণু তৈরী করে। আপনার শরীরের অর্ধেকের বেশী যে পানি বা H2O, আর সব হাইড্রোজেন পরমাণু মতই এই হাইড্রোজেন পরমাণুগুলোরও জন্ম হয়েছিল তখন। এই হাইড্রোজেন পরমাণুগুলো আপনার পিতা মাতার কাছ থেকে আসেনি, তারা এসেছে আদি মহাবিশ্ব থেকে। আপনার কি কোনো ধারণা ছিল আপনার শরীরের মধ্যে এমন কিছু পরমাণু আছে যাদের বয়স ১৩ বিলিয়ন বছরেরও বেশী?

আপনি যদি আপনার শরীরের এক অণু পানি থেকে একটি হাইড্রোজেন পরমাণু পৃথক করতে পারেন এবং সেই ‘ফ্যানটাস্টিক ভয়েজে’র বিজ্ঞানীদের মত পরমাণু সমান ক্ষুদ্র আকার ধারণ করে, সময়কে উল্টোদিকে ঘুরিয়ে একটি অকল্পনীয় রকম বিশাল সময়কে অতিক্রম করতে পারেন, তবে আপনি বিগ ব্যাঙ্গের ঠিক পরবর্তী একটি সময়ে পৌছে যাবেন। আপনার ভিতরের সেই হাইড্রোজেন পরমাণুটি, সময়ের সেই শুরু থেকে ঠিক এখন, যখন আপনি এই বাক্যটি পড়ছেন, একটুও বদলায়নি।


ছবি: বিগ ব্যাঙ্গ থেকে ১৩ বিলিয়ন বছর অতিক্রান্ত হয়েছে, এখনও পর্যন্ত এ মহাবিশ্বে দৃশ্যমান সকল পদার্থের সিংহভাগই হাইড্রোজেন এবং হিলিয়াম। উপরের ছবিটি হাবল টেলিস্কোপের আল্ট্রা ডিপ ফিল্ড ইমেজ এর একটি অংশে দেখা যাচ্ছে প্রায় ১০০০০ গ্যালাক্সি । (সুত্র: Photo credit: Photo credit: NASA, ESA, and N. Pirzkal (STScI/ESA))।

বিগ ব্যাঙ্গের সাথে আরো তৈরী হয়েছিল হিলিয়াম, হাইড্রোজেনের পর সবচেয়ে হালকা যে মৌলটি। আপনার শরীরের ভিতর কোনো হিলিয়াম নেই,অবশ্য যদি না আপনি কোন জন্মদিনের বেলুন থেকে কিছু গ্যাস গিলে না ফেলে থাকেন। কিন্তু হাইড্রোজেনের পর সবচেয়ে বেশী পরিমান যে মৌলটি মহাবিশ্বে পাওয়া যায়,তা হলো হিলিয়াম। পুরো মহাবিশ্বে যত পদার্থ আছে তার শতকরা ৯৮ ভাগের বেশী হলো এই দুটি মৌল: হাইড্রোজেন এবং হিলিয়াম (অবশ্যই পদার্থ বা ম্যাটার বলতে এখানে বোঝানো হচ্ছে শুধু আলোকিত বা লুমিনাস ম্যাটার, ডার্ক ম্যাটার কিন্তু সম্পুর্ন অন্য কাহিনী); খুব অল্প পরিমান লিথিয়াম (মৌল নং ৩) এবং আরো একটা বা দুটো হালকা মৌলের উৎপত্তি হয়েছিল বিগ ব্যাঙ্গের সময়। কিন্তু তাদের পরিমান হাইড্রোজেনের তুলনায় খুবই সামান্য। বাকী সব কিছু,  কার্বন, অক্সিজেন,নাইট্রোজেন সহ বাকী সব রাসায়নিক মৌল আর অন্য সব মৌল যা আপনার জীবনের জন্য অপরিহার্য্য, ধারণা করা হয় তারা তৈরী হয়েছে নক্ষত্রের অভ্যন্তরে।

কিভাবে? বেশ, এই কাহিনী, হয় খু্ব সহজ, নয়তো ভয়ানক রকমের জটিল, এটা নির্ভর করবে, আপনি কি বিজ্ঞানী না বিজ্ঞান লেখক। আমি নীচে এর সহজ কাহিনীটাই বলছি।

১১৮ টি মৌলের জন্য একটি পর্যায় সারণী:

প্রথমত আমরা যখন মৌল নিয়ে এত কথা বলছি, আসলে মৌল বলতে আমরা কি বোঝাচ্ছি? রাসায়নিক মৌল হচ্ছে সেই পদার্থ, যাকে আর আমরা আর ভাঙ্গতে বা রাসায়নিক কোনো উপায়ে অন্য কোনো পদার্থে রুপান্তরিত করতে পারিনা। মৌলকে পারমাণবিক উপায়ে অবশ্যই ভাঙ্গা যদিও সম্ভব, আর সেটাই ঘটে নক্ষত্রের অভ্যন্তরে।

আমরা হাই স্কুল বা কলেজে রসায়নে শিখেছিলাম -এবং পর্যায় সারণী বা পিরিয়ডিক টেবিলে একবার চোখ বুলিয়ে নিয়ে  নিজেদের একটু মনে করিয়ে নিতে পারেন যে, হাইড্রোজেন হচ্ছে সবচেয়ে হালকা মৌল, এর নিউক্লিয়াসে আছে একটি  প্রোটন তাই পর্যায় সারণীতে এর পারমানবিক সংখ্যা ১, হিলিয়ামের আছে ২টি প্রোটন, তাই এর সংখ্যা ২, এভাবে ক্রমান্বয়ে  ইউরেনিয়াম পর্যন্ত, যার প্রোটন সংখ্যা ৯২, প্রাকৃতিকভাবে প্রাপ্ত মৌলগুলোর মধ্যে এটি সবচেয়ে ভারী মৌল।


ছবি:  পর্যায় সারণী বা পিরিওডিক টেবিল (সুত্র: http://www.click4chill.com/wp-content/uploads/ 2010/07/periodic_table.gif

সবচেয়ে লক্ষনীয় বিষয়টি হলো, পৃথিবীর সকল জীবন, আমাদের চারপাশে আমরা যা দেখি, তাদের মধ্যে এই ৯২ মৌলের নানা ধরনের কম্বিনেশন বা সংমিশ্রণ পাওয়া যায়। ইউরেনিয়ামের চেয়ে ভারী মৌল কিন্তু আছে, যেমন, নেপচুনিয়াম (৯৩) থেকে শুরু করে বেসরকারীভাবে নামকরণ করা, যেমন উনুনোক্টিয়াম (১১৮), খুবই সামান্য পরিমান নেপচুনিয়াম (৯৩)  আর প্লুটোনিয়াম (৯৪) ছাড়া, বাকী এই ভারী মৌলগুলোর কোনোটাই পৃথিবীতে প্রাকৃতিকভাবে পাওয়া যায়না।


ছবি:  শিল্পীর ‍দৃষ্টিতে আদি মহাবিশ্ব কেমন ছিল তার একটি সম্ভাব্য রুপ।  বিগ ব্যাঙ্গ মহাবিস্ফোরনের এক বিলিয়ন বছরের মধ্যে নব্য এই মহাবিশ্বে হাইড্রোজেন পরমাণুর অসংখ্য নক্ষত্রে রুপান্তরিত সেই উন্মাতাল সময়ে মহাবিশ্বের চেহারা এমন ছিল বলেই ধারণা করা হয় (সুত্র: Photo credit: NASA and K. Lanzetta (SUNY). Art: Adolf Schaller for STScI.)

নক্ষত্রদের জন্ম:

তাহলে কেমন করে সৃষ্টি হলো এই সব রাসায়নিক মৌলগুলোর? এবং এখনো যা হচ্ছে, কারন সেই প্রক্রিয়াটি এখনও চলছে ।

বিগ ব্যাঙ্গের কয়েক শ’ মিলিয়ন বছর পরে, প্রায় ১৩ বিলিয়ন বছর আগে, আদি মহাবিশ্বের সব হাইড্রোজেন এবং হিলিয়াম একসাথে জড়ো হয়ে গ্যাসের মেঘ তৈরী করে, যা পরবর্তীতে আরো ঘনীভুত হয়ে প্রথম নক্ষত্র তৈরী করে। মাধ্যাকর্ষণ, সেই অস্বীকার-করার-উপায়-নেই শক্তি, নব্যসৃষ্ট নক্ষত্রদের আরো সংকোচিত করে তাদের কেন্দ্রের তাপমাত্রাকে এমন একটা পর্যায়ে বাড়িয়ে দেয় যে, তা হাইড্রোজেন পরমাণুকে জ্বালিয়ে দেয় এবং ফিউশন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে হাইড্রোজেন পরমাণুর হিলিয়ামে রুপান্তরিত হবার প্রক্রিয়াটির সূচনা করে।

এটা হচ্ছে থার্মোনিউক্লিয়ার রিঅ্যাকশনের প্রথম ধাপ, যা, নক্ষত্রের আকৃতি এবং এর চুড়ান্ত পরিণতির উপর নির্ভরশীল, ক্যালিফোর্নিয়াম ( মৌল নং ৯৮) পর্যন্ত অন্য সব রাসায়নিক মৌলগুলো সৃষ্টি করে (পদার্থবিদরা বিশ্বাস করেন এর চেয়ে ভারী মৌলগুলোর সৃষ্টি কেবল মাত্র পার্টিকল অ্যাক্সেলেটরে হতে পারে),এখন কল্পনা করুনতো আপনি আপনার রান্নাঘরে একটি মাত্র প্রাথমিক উপাদান নিয়ে শুরু করলেন এবং  আপনার ওভেনে তা বেক করে পেয়ে যাচ্ছেন সম্ভাব্য আর বাকী সব প্রাকৃতিক উপাদান। ঠিক এই কাজটি মহাবিশ্ব করেছে হাইড্রোজেনকে নিয়ে শুরু করে।

আমাদের নিজস্ব নক্ষত্র, সুর্যের কাজটাই হচ্ছে, হাইড্রোজেনকে (H) পুড়িয়ে হিলিয়ামে (He) রুপান্তর করা। এর কেন্দ্রের অতি তীব্র তাপে – প্রায় ২৭ মিলিয়ন ডিগ্রি ফারেনহাইট -চারটি হাইড্রোজেন নিউক্লিয়াস ফিউশনের মাধ্যমে একটি হিলিয়াম নিউক্লিয়াসে রুপান্তরিত হবার বিক্রিয়াটি বার বার, অনন্তকাল ধরে চলছে। প্রতি সেকেন্ডে সুর্য প্রায় ৫০০ মিলিয়ন টন হাইড্রোজেনকে হিলিয়ামে রুপান্তরিত করে। (আর প্রতিটি হিলিয়াম পরমানু তৈরী হবার সময় এক ট্রিলিয়ন ফোটন কণা বিচ্ছুরিত হয় সুর্যের পৃষ্ঠ থেকে, যে কারণে আমাদের সানগ্লাস পরতে হয়)।

মৌল সৃষ্টির প্রক্রিয়া:

আমাদের নক্ষত্র অর্থাৎ সুর্য, আমাদের বাঁচার জন্য সাহায্য করে। কিন্তু তার জীবনের এই পর্যায়ে হিলিয়ামের চেয়ে  ভারী আর কোনো মৌল সে আমাদের তৈরী করে দিতে পারে না, কারণ সুর্য আকারে, তা করার মত বিশাল বড় কোনো নক্ষত্র নয়। যে নক্ষত্ররা সুর্য থেকে অনেক ভারী, সুর্যের ভর (১ সোলার মাস (M☉) = প্রায় ২ ননিলিয়ন কেজি  বা ২ এর পর ৩০ টা শুন্য) থেকে প্রায় ৮ গুন বেশী ভর (* পাদটীকা) সম্পন্ন নক্ষত্রের কেন্দ্রে মাধ্যকর্ষণ শক্তি তাদের কেন্দ্রকে প্রবল চাপে সংকোচিত করার জন্য যথেষ্ট পরিমান শক্তিশালী হয়, যা কিনা সেই নিউক্লিয়ার রিঅ্যাকশনের সূচনা করতে পারে, যেখান থেকে কার্বন ( মৌল নং ৬) এবং অক্সিজেন (মৌল নং ৮) দিয়ে শুরু করে ভারী মৌলগুলো সৃষ্টি হয়। এ ধরনের নক্ষত্রের কেন্দ্রে, তাপমাত্রা থাকে অনেক অনেক বেশী, প্রায় ১৮০ মিলিয়ন ডিগ্রী ফারেনহাইট, যা ৩ টি হিলিয়াম নিউক্লিয়াসকে ফিউশনের মাধ্যমে একটি কার্বনের নিউক্লিয়াস, অথবা ৪ টি হিলিয়াম নিউক্লিয়াসকে ফিউশনের মাধ্যমে একটি  অক্সিজেনের নিউক্লিয়াস তৈরী করে, লক্ষ লক্ষ কোটি বার। আমাদের সুর্যতেও এটি ঘটবে, তবে এখন না, যখন আরো ৫ বিলিয়ন বছর পর এটি একটি রেড জায়ান্টে পরিনত হবে।


ছবি :  আমাদের সুর্য তার উত্ত্বপ্ত কেন্দ্রে শুধুমাত্র একটি রাসায়নিক মৌল -হিলিয়াম – তৈরী করতে থাকে – বার বার  (সুত্র: Photo credit: NASA )।

আকারে ও ভরে আরো বিশাল নক্ষত্রগুলো , যাদের ভর প্রায় সুর্যের ভরের ৮ গুন বেশী। মাধ্যকর্ষণ শক্তির প্রবলতা তাদের কেন্দ্রের তাপমাত্রাকে এতো বেশী উচ্চমাত্রায় নিয়ে যাবে যে, তা লোহা ( মৌল ২৬) পর্যন্ত রাসায়নিক মৌল বানানোর  মতো থার্মোনিউক্লিয়ার প্রক্রিয়ার সুচনা করবে। ১০৮০ মিলিয়ন ‍ডিগ্রী ফারেনহাইটে কার্বন ফিউশনের মাধ্যমে নিয়ন এবং ২৭০০ মিলিয়ন ‍ডিগ্রী ফারেনহাইটে অক্সিজেন ফিউশনের মাধ্যমে সিলিকন  এবং ৭২০০ মিলিয়ন ‍ডিগ্রী ফারেনহাইটে সিলিকন ফিউশনের মাধ্যমে লোহায় রুপান্তরিত হয়।

নক্ষত্রের মধ্যে ক্রমান্বয়ে আরো ভারী মৌল তৈরীর প্রক্রিয়ায় মৌল হিসাবে লোহার উৎপত্তি অবশ্য, একটি টার্নিং পয়েন্ট। লোহা পর্যন্ত যখনই কোনো নতুন ফিউশন রিঅ্যাকশন হচ্ছে, কিছুটা তাপও নির্গমন হয়। লোহার পর নিউক্লিয়াসের আর কোনো ফিউশন সন্নিবেশই অতিরিক্ত কোনো শক্তি তৈরী করতে পারেনা। কিন্ত নক্ষত্ররা কিন্ত লোহা থেকে আরো ভারী মৌল তৈরী করে, যেমন আমাদের প্রিয় রুপা এবং সোনা, তেজষ্ক্রিয় যেমন, র‌্যাডন এবং ইউরেনিয়াম, আর কিছু যাদের নাম আপনি শোনেনই নি কোনদিন (আর শুনলেও উচ্চারণ করার কষ্ট করেননি) যেমন প্রেসিওডাইমিয়াম (praseodymium) এবং ইট্টেরবিয়াম (ytterbium)।

আপনার কাছে মৌল আসার দুটি উপায়:

নক্ষত্রদের কাছে দুটি উপায় আছে : লোহা থেকে ভারী এ সব মৌল তৈরী করা এবং এগুলো সহ নক্ষত্রের কেন্দ্রের পারমানবিক চুল্লীতে তৈরী করা বাকী অন্যসব মৌলগুলো মহাশূন্যে ছড়িয়ে দেয়া, যাতে তারা নতুন কোনো নক্ষত্র, গ্রহ এবং প্রাণি যেমন আমাদের অংশ হতে পারে।

প্রথম উপায়টি ঘটে নক্ষত্রের রেড জায়ান্ট অবস্থায়। রেড জায়ান্ট হলো নক্ষত্রের জীবন চক্রের একটি অবস্থা, এটি ঘটে যখন নক্ষত্র তার কেন্দ্রের সমস্ত হাইড্রোজেন জ্বালানী ব্যবহার করে ফেলে। এই অবস্থা যখন হয়, ‘তখন নক্ষত্রটির অবস্থা হয়’, নভোপদার্থবিদ ক্রেইগ হুইলারের ভাষায়. ‘কিছুটা ‍সিজোফ্রেনিয়ায় আক্রান্ত রোগীর মত’; এর কেন্দ্র দ্রুত শক্তি হারায়, এবং আরো সংকোচিত হয় এবং দ্রুত উষ্ণ হতে থাকে এবং  অপরদিকে এর বাইরের আবরন বা এনভোলপ – কেন্দ্র ছাড়া নক্ষত্রের বাহিরের বাকী অংশ -শক্তি অর্জন করতে থাকে এবং প্রসারিত ও শীতল হয় ( একারনে দেখতেও হয় লাল); এই সম্প্রসারণ কিন্তু বিশাল এবং বিস্তৃত (এজন্যই বলা হয় জায়ান্ট বা দানব); আমাদের নক্ষত্র সুর্য যখন তার হাইড্রোজেন জ্বালানী শেষে একটি রেড জায়ান্টে পরিণত হবে, এর আকার এতো বিশাল হবে যে, সুর্য তার ভেতরের দিকে কক্ষপথের সব গ্রহকে গ্রাস করে ভশ্ম করে দেবে। পৃথিবীর পরিণতি কি হবে এ নিয়ে বিতর্ক চলছে, তবে যদি পৃথিবী রক্ষাও পায় তা হবে প্রান শুন্য কারণ সুর্যের ব্যাসার্ধ ২০০ গুণ পুরোপুরি বাড়ার অনেক আগেই সূর্যের প্রচণ্ড ক্রমবর্ধমান উজ্জ্বলতার তাপে পুরো বায়োস্ফেয়ারটা ধ্বংশ হয়ে যাবে। আর ৩ বিলিয়ন বছরের মধ্যেই পৃথিবীর সব পানি হবে বাষ্পীভূত , ৪ বিলিয়ন বছরের মাথায় কোনো বায়ুমণ্ডলও থাকবে না এবং একসময় পৃথিবী পরিণত হবে শুষ্ক, গলিত পাথরের একটি প্রাণহীন মৃতগ্রহে)।


ছবি: প্রায় ৫ বিলিয়ন বছর পর সুর্য পরিনত হবে একটি রেড জায়ান্টে। বর্তমান আকারের প্রায় ২০০ গুণ বিশাল। সুত্র: Wikimedia


ছবি: কক্ষপথে গ্রহকে গ্রাসকারী রেড জায়ান্ট। (সুত্র: http:// www. cosmiccatastrophe.com/ sitebuildercontent/ sitebuilderpictures/ lRedGiantSun.jpg


ছবি ৭:  শিল্পীর চোখে পৃথিবী থেকে দেখা প্রায় ৫ বিলিয়ন বছর পর যখন সুর্য পরিনত হবে একটি রেড জায়ান্টে। এ পর্যায়ে পৃথিবীতে কোন প্রাণের অস্তিত্ব থাকবে না। সুত্র: wikimedia

কোনো কোনো রেড জায়ান্টে পরিণত হওয়া নক্ষত্র পুরোপুরি ধ্বংস হয়ে যাবার আগে তাদের কেন্দ্রে লোহার চেয়ে ভারী মৌল তৈরী করার মত সময় টিকে থাকে। যে প্রক্রিয়ায় তারা সেটা করে তাকে বলে এস-প্রসেস (s-process)। এস অর্থাৎ স্লো বা ধীরগতিতে। হাজার হাজার বছরের সময়ের ব্যাপ্তিতে, এস প্রসেস কিন্তু একেবারে বিসমাথ (মৌল নং ৮৩) পর্যন্ত ভারী মৌল তৈরী করতে পারে। কনভেকশন বা সঞ্চালন প্রক্রিয়ায় এরা নক্ষত্রের উপরিপৃষ্ঠে উঠে আসে এবং নক্ষত্রের স্টেলার উইন্ডের ( স্টেলার উইন্ড হলো নক্ষত্রের উপরিপৃষ্ঠ থেকে নিউট্রাল বা চার্জ যুক্ত গ্যাসের প্রবাহ) মাধ্যমে মহাশূন্যে ছডিয়ে পড়ে। সেই সব ব্যাপকভাবে বিস্তৃত নক্ষত্রকণার কিছুটা ঠিক এখন, এই মুহুর্তে  আপনাকে আপনার আকৃতিতে ধরে রেখেছে।


ছবি: ক্যাসিওপিয়া এ ‘(Cassiopeia A) এর চমৎকার একটি ছবি। ছবির রংটা অবশ্য কাল্পনিক। ক্যাসিওপিয়া এ  একটি সুপার নোভার অবশিষ্টাংশ। ছবিটির ঠিক কেন্দ্রে  আছে মৃত নক্ষত্রটি, আর চারপাশে পদার্থের ক্রমবর্ধমান একটি খোলস, যা নক্ষত্র থেকে ছিটকে পড়েছে এর মৃত্যুর সময়। সুত্র: Photo credit: NASA/JPL-Caltech/O. Krause (Steward Observatory)/ NOVA)

সত্যিকারের বিস্ফোরণ:

বিসমাথের চেয়ে ভারী মৌলগুলো সৃষ্টি হয় আর-প্রসেস (r-process) বা র‌্যাপিড বা দ্রুত প্রসেসের মাধ্যমে। দ্রুত কিন্তু কত দ্রুত? বড়জোর কয়েক সেকেণ্ড।  এই আর প্রসেসটা হয় যখন কোনো নক্ষত্র বিস্ফোরিত হয় সুপার নোভায়। আমাদের জন্য ভাবা সহজ নক্ষত্রের কখনো মৃত্যু হয় না। কিন্ত প্রায় সব বিশালাকৃতির নক্ষত্র বেঁচে থাকে মাত্র কয়েক মিলিয়ন বছর -মহাজাগতিক সময়ের পরিমাপে কিছু মুহূর্ত মাত্র, এবং যখন তাদের সময় শেষ হয়, তারা দ্রুতই প্রস্থান করে।

কি ঘটে? যখন কোনো রেড জায়ান্ট সেরকম একটা পর্যায়ে পৌছে যায়, যখন তার সব হালকা মৌলগুলো ফিউশন বা সংমিশ্রণ শেষে শুধুমাত্র লোহার একটা কেন্দ্র বা কোর বাকী থাকে, তখন নক্ষত্র  আর তার ভারসাম্য রাখতে পারে না, তাপশক্তি কেন্দ্র বহির্মূখী বল আর মাধ্যাকর্ষণ শক্তির কেন্দ্রমূখী বল, এই দুই বিপরীতমুখী টানের টানা পোড়েনে। এবং যথারীতি মাধ্যাকর্ষনের কেন্দ্রমূখী বল এই দ্বন্দে জয়লাভ করে, এক ধাক্কায় নক্ষত্রকেন্দ্রকে আরো ভীষণভাবে সংকুচিত করে, পৃথিবী ঘণত্ব থেকে কয়েক বিলিয়ন গুণ বেশী ঘণত্বের একটি কেন্দ্র তৈরী করে। এর পর একটি মহাজাগতিক মাত্রার সুবিশাল বিস্ফোরণের মাধ্যমে নক্ষত্রটি বিস্ফোরিত হয়। এবং খুব সংক্ষিপ্ত সময়ের জন্য এটি একটি গ্যালিক্সী সমান  উজ্জ্বলতা লাভ করে, এবং আমাদের সুর্য তার ১০ বিলিয়ন বছর জীবনে যে পরিমান শক্তি নির্গমন করে, সেই পরিমান শক্তি এর থেকে বেরিয়ে আসে।

প্রথম কয়েক সেকেন্ডেই নক্ষত্রের জীবদ্দশায় তৈরী সব পরমানুগুলোর প্রোটন খুবই উচ্চ শক্তি সম্পন্ন নিউট্রনের সাথে ধাক্কা খায় এবং সেই সামান্য ব্যাপ্তির সময়ের মধ্যেই প্রাকৃতিকভাবে পাওয়া যায় বিসমাথের চেয়ে ভারী এবং ইউরেনিয়াম পর্যন্ত্য সব মৌলগুলো তারা তৈরী করে। এছাড়াও তৈরী করে কিছু সংক্ষিপ্ত জীবন সম্পন্ন আরো ভারী মৌল যেমন: প্লুটোনিয়াম (plutonium) এবং ক্যালিফোর্নিয়াম (californium)।  বিস্ফোরণের মাধ্যমে এই সব মৌলগুলো  প্রতি ঘন্টায় কয়েক মিলিয়ন মাইল গতিতে মহাশূন্যের চারিদিকে ছড়িয়ে পড়ে। নক্ষত্র মধ্যবর্তী মহাশূন্যে বীজ বপনের মত এই পরমাণুগুলো জন্ম দেয় নতুন কোনো নক্ষত্র, নতুন সৌরজগত এবং আপনার ক্ষেত্রে, আপনাকে।


ছবি: এই ছবিতে ক্যারিনা নেবুলা (Carina nebula); হাবল টেলিস্কোপে ধারণ করা নক্ষত্রের জন্ম মৃত্যুর উন্মাতাল একটি ঘটনা। ছবিতে সবুজ রং প্রতিনিধিত্ব করছে হাইড্রোজেন গ্যাসের, নীল অক্সিজেন এবং লাল হলো সালফার -৯২টি প্রাকৃতিক ভাবে প্রাপ্ত মৌলের ৩ টি যা মহাশুন্য আমাদের দান করেছে। সুত্র: Photo credit: For Hubble Image: NASA, ESA, N. Smith (University of California, Berkeley), and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA). For CTIO Image: N. Smith (University of California, Berkeley) and NOAO/AURA/NSF)


ছবি:  বিশালাকৃতির নক্ষত্রের কেন্দ্র মহাসংকোচনের আগে পেয়াজের মতো স্তর বিশিষ্ট ফিউশন স্তর ( স্তরগুলোর মাপ সঠিক স্কেল নির্ভর না ); সুত্র:  Wikimedia


ছবি : বিশাল আকারের বিবর্তিত নক্ষত্রে : (a) পেয়াজের খোলসের মত মৌলগুলোর নানা স্তরে ফিউশণ বা সংমিশ্রনের মাধ্যমে লোহার কোর বা কেন্দ্র তৈরী করে। (b) এবং এটি চন্দ্রশেখর মাস (Chandrasekhar Mass) এ পৌছে গেলে সংকোচিত হতে শরু করে, কেন্দ্রর ভেতরের অংশ চাপের মাধ্যমে নিউট্রনে পরিনত হয় (c) যা, কেন্দ্রের দিকে পড়তে থাকা পদার্থগুলোকে বাইরের দিকে ধাক্কা দিয়ে সরিয়ে দেয়। (d)  যা বাইরের দিকে ক্রমবর্ধমান শক্তির একটি একটি ঢেউএর সৃষ্টি করে (লাল); একটু সময় নেয় এটি (e) কিন্তু নিউট্রিনোদের পারস্পরিক প্রতিক্রিয়ায় এটি আরো নতুন করে শক্তিশালী হয় এবং চারপাশের সবকিছু বিস্ফোরিত হয় (f) শুধু মাত্র অবশিষ্টাংশ রয়ে যায় । সুত্র : wikimedia

আপনার জন্ম :

ধীরে ধীরে সময়ে সাথে, মহাশূন্যে গ্যাস এবং ধুলার আণবিক মেঘের জন্ম হয় এই সব ছড়িয়ে ছিটিয়ে থাকা মৌলগুলো থেকে এবং তাদের নিজেদের মাধ্যাকর্ষণ শক্তির চাপে সংকোচিত হতে থাকে।  এ ধরনের মেঘগুলো মূলত তৈরী হাইড্রোজেন এবং হিলিয়াম দিয়ে, কিন্তু তাদের মধ্যে বাকী ভারী মৌলগুলোও ছড়িয়ে ছিটিয়ে আছে। এবং বেশী পরিমান মৌলগুলো পরমাণুরা  ধীরে ধীরে অণু তৈরী করতে শুরু করে, প্রথমে সরল অণু যেমন: পানি (H2O) এবং ক্রমান্বয়ে আরো জটিল যেমন সুগার গ্লাইকোঅ্যালডিহাইড (C2H4O2)। নভোবিজ্ঞানীর  এখন এই সব রাসায়নিক যৌগ গুলো  আলাদা আলাদা করে শনাক্ত করতে পারেন স্পেক্ট্রোমিটারের সহায়তায়। এভাবে এক সময় তৈরী হবে আদি একটি নক্ষত্রের কাঠামো, যাদের বলে প্রোটো-স্টার, এর চারপাশে চাকতীর মত বিস্তৃত পদার্থগুলো থেকে একদিন জন্ম হবে গ্রহের। আমাদের সৌর জগতেও এরকমভাবেই তৈরী হয়েছে প্রায় ৫ বিলিয়ন বছর আগে। সৃষ্টি হয়েছে সূর্য, গ্রহ, উপগ্রহ, গ্রহাণু এবং আরো প্রায় ৫ বিলিয়ন বছর পর, আপনি।

কিভাবে আমাদের পৃথিবী তৈরী করা এই সব পরমাণু আর অণুগুলো প্রাণহীন পদার্থ থেকে জন্ম ‍দিয়েছে প্রাণের, তা বিজ্ঞানের উত্তর এখনো-জানা-যায়নি এমন প্রশ্নগুলির মধ্যে অন্যতম। কিন্ত এই সব তৈরীর উপাদান প্রথমতই বা কোথা থেকে এসেছে, সে বিষয়টির যে অন্তত প্রাথমিক একটি সমাধান হয়েছে, তা নভোপদার্থবিদদের বেশ সস্তুষ্ট করেছে। পরবর্তী উত্তরগুলো খোজার প্রচেষ্টায় তারা এখন ব্যস্ত।

 

পাদটীকা:

** যদিও এখনও বিষয়টা নিয়ে কাজ চলছে, বর্তমান হিসাবে ধরা হয় যে, ৮ সোলার মাসের নীচে নক্ষত্রগুলো তাদের জ্বালানী শেষে রুপান্তরিত হয় হোয়াইট ডোয়ার্ফ বা শ্বেত দানবে, খুব উচ্চ ঘনত্ব সম্পন্ন প্রাক্তন নক্ষত্র। যারা আকারে ৮ থেকে ৩০ সোলার মাসের মাঝামাঝি তারা বিস্ফোরিত হয় সুপার নোভায় (এবং তাদের ভারী মৌলগুলো মহাশুন্যে ছড়িয়ে দেয়); কিছু ব্যতিক্রম ছাড়া যে নক্ষত্র গুলো আকারে ৩০ থেকে ১০০ সোলার মাসের সমান তারা সংকোচিত হয়ে সৃষ্টি করে ব্ল্যাক হোল (এবং তারা তাদের ভারী মৌলগুলো নিজেদের মধ্যেই ধরে রাখে)।

Advertisements
জীবাশ্ম নক্ষত্রকণার চলমান ছায়্পথ আমরা..

7 thoughts on “জীবাশ্ম নক্ষত্রকণার চলমান ছায়্পথ আমরা..

  1. সত্যি বলতে এ ধরনের লেখাই আমি খুঁজছিলাম গতকাল, আর আজই পেয়ে গেলাম! একটা ছোটখাট লেখা লিখব, ওখানে আপনার এই লেখাটা একটা রেফারেন্স হিসেবে ব্যবহার করব।

    আর আপনার বই বেরুচ্ছে কবে? আপনার বই প্রকাশ করাটা ফরজ হয়ে দাঁড়িয়েছে! 😀

  2. এই বৈজ্ঞানিক ধারনাটির সাথে আমি পরিচিত হয়েছি কয়েক মাস হল। ন্যাট জিও’র মাধ্যমে। আগে উপলব্ধিগত ভাবনা এগোয় নি।
    খুব ভাল লাগল। তথ্যের উপস্থিতি আর লেখার ধরন বিষয়টিকে সহজবোধ্য করেছে। বন্ধুদের সাথে শেয়ার করলাম।
    ধন্যবাদ মাহুবুব ভাই।

মন্তব্য করুন

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / পরিবর্তন )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / পরিবর্তন )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / পরিবর্তন )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / পরিবর্তন )

Connecting to %s