Wonder-filled Solar System – Part VII

 

Uranus and Neptune have oceans of heated water but no land at all. There is a small presence of ammonia and methane gas, which, under extreme pressure, are turning into diamonds. In 1995, the Galileo probe entered Jupiter's atmosphere. It lasted only 58 minutes, reaching 156 kilometres inward before being destroyed by the immense pressure and heat. The mysteries of these planets will likely remain unsolved, and we may never truly know if Neptune contains diamonds.

Diamond Mines on Neptune

Neptune, the farthest planet in our solar system, is composed entirely of translucent, icy gas. It can be described as a watery planet, filled with water and some methane gas. The extreme pressure inside Neptune transforms the carbon in methane into diamonds. These diamonds continuously descend towards the planet's interior. Experiments in a California laboratory, using powerful lasers to replicate the pressure within Neptune, have demonstrated that methane indeed turns into diamonds under such conditions. This indicates that Neptune contains a vast amount of naturally formed diamonds.

Scientists suspect there are more mysteries in our solar system. They theorize that a larger, hidden planet might exist at the outer boundaries of the solar system.

Are There More Large Planets Hidden at the Edge of the Solar System?

As space science and technology advance, the mysteries of the universe are gradually unfolding. Since 1992, scientists have discovered over two thousand icy bodies beyond Neptune. In 2006, Pluto lost its planetary status, becoming just another object in the Kuiper Belt. These objects are so small that even if all the asteroids in the Kuiper Belt were combined, they would not form an object larger than Earth. Some mysterious phenomena are observed among these objects. The small asteroids in the Kuiper Belt have much longer orbital paths than usual, suggesting they are influenced by the gravity of another large, nearby planet.

Caltech professors Konstantin Batygin and Mike Brown have begun calling this undiscovered planet "Planet Nine." Before 2006, Pluto was known as Planet Nine. Their calculations indicate that this unknown planet is three thousand times heavier than Pluto and ten times heavier than Earth.

Will this new planet ever be discovered? If it is, it will undoubtedly add to the mysteries of our already mysterious solar system.

References

1. Heather Couper and Nigel Henbest, The Universe Explained, Firefly Books, New York,             2018.

2. Paul Murdin, The Secret Lives of Planets, Hodder & Stoughton, London, 2019.

3. Richard Corfield, Lives of the Planets, Basic Books, New York, 2007.

4. Andrew Cohen and Brian Cox, Planets, William Collins, London, 2014.

5. Pradip Deb – Arko o Suryomama (2015), Prithibi Surjer Tritiyo Graho (2016), Chander            Naam Luna (2017), Budh: Je Graher Ekdin Shoman Dui Bochhor (2018), Shukro: Je                Grahe Surjo Othe Poshchim Dike (2019), Lal Graho Mongol (2020), Mira Prakashan,            Dhaka; Mongole Obhijan (2020), Prothoma, Dhaka.

Wonder-filled Solar System – Part VI

 

Wonders in Jupiter

The largest planet in the solar system is Jupiter, with a diameter of approximately 148,000 kilometres at the equator. It is composed mainly of hydrogen and helium. Despite its size, it has the shortest day of all the planets, rotating once every 9 hours and 55 minutes. Appearing like a huge orange sphere, it has four large moons, first observed by Galileo in the early days of telescopes. Satellites such as Pioneer, Voyager, Galileo, and currently Juno, have explored Jupiter. One mystery of Jupiter is its faint rings and its incredibly strong magnetic field, which creates very bright auroras and frequent lightning storms. Another great mystery is its core. Jupiter generates much more energy at its core than it receives from the Sun. The core temperature is around 35,000 degrees Celsius. If Jupiter were just 75 times larger, the temperature at its core would be so high that nuclear fusion would start, making it similar to another Sun. Another mystery is Jupiter's Great Red Spot.

The Mysterious Red Spot of Jupiter

In 1665, following Galileo, Italian-French astronomer Giovanni Domenico Cassini observed a massive red spot on Jupiter's dim, black sky. It was later identified as a huge storm on Jupiter. Cassini's observations indicated that the storm began at least 350 years ago. A hundred years ago, it was at its largest, measuring three times the diameter of Earth. Although it is slowly shrinking, it is still larger than Earth's diameter. Imagine the impact if such a storm occurred on Earth!

Why hasn't this storm stopped after such a long time? The reason is that Jupiter has no land. On Earth, storms lose energy due to friction with the land. This doesn't happen on Jupiter. The storm has grown so large because smaller storms have merged with it. In 2000, three small white spots were observed, which later merged and turned a deep pink, now known as the Little Red Spot. The larger storm is so immense that its upper edge rises eight kilometres above the atmospheric clouds, turning red due to reactions with the Sun's ultraviolet rays. It will take several more centuries for this ongoing storm to completely dissipate, provided no new storms arise in the meantime.

Solving the mysteries of gas giants is particularly challenging because landing a satellite on them is impossible due to the lack of solid surfaces. Jupiter, Saturn, Uranus, and Neptune are composed entirely of gas. As one goes approximately 50,000 kilometres inward, the gas density and temperature increase, eventually turning into liquid gas, forming an ocean of hydrogen gas. The density is so high that hydrogen appears to be molten metal. At the very centre, there might be a spherical core, but even that would be something flexible, like molten lava.

Wonder-filled Solar System – Part V

 

Wonders in Mars

Mars also holds mysteries. The highest mountain on Earth is Everest, standing at 8,850 meters. But is Everest the tallest mountain in the solar system? If not, what is the highest mountain in the solar system and where is it located? The answer lies on Mars.

Mars has the highest mountain in the solar system 

Mars is home to the tallest mountain in the solar system - Olympus Mons, which stands at about 22 kilometres, almost three times the height of Mount Everest. The period from 3.7 to 3 billion years ago is known as the Hesperian era on Mars. During this time, the largest volcanic eruptions on Mars occurred, with massive lava flows emerging from the subsurface, creating extensive lava plains. Additionally, the surface was pushed upward, forming many mountains and hills. This is how Mount Olympus was created.

Not only that, Mars also has the largest basin in the solar system. It is believed that a massive asteroid, about 60% the size of the Moon, struck Mars' north pole. As a result, the north pole sank about 26 kilometres, creating a vast flat region. This formed the Borealis Basin, the largest basin in the solar system, with a length of 10,600 kilometres and a width of 8,500 kilometres. This enormous impact likely destroyed much of Mars' original atmosphere.

Wonder-filled Solar System – Part IV

 

Wonders in Venus

Venus, the second planet from the Sun, is no less mysterious. Structurally, Venus has a lot in common with Earth. The size, mass, and density of both Venus and Earth are quite similar. However, when it comes to their environments, Earth and Venus are completely different. Earth's temperature is suitable for habitation, while Venus's temperature is 460 degree Celsius. Venus is filled with toxic carbon dioxide and liquid sulfuric acid. Its surface pressure is 90 times that of Earth. Venus is 108 million kilometres away from the Sun, while Earth is 150 million kilometres away. What could have happened within just 42 million kilometres? The main issue with Venus is its volcanoes. NASA's Magellan space probe has explored 98% of Venus's surface, revealing millions of active volcanoes. However, the mystery lies in the direction of its rotation.

Venus Spins Backwards

The planets orbit the Sun in a direction opposite to the movement of clock hands, that is, from west to east. Venus, like the other planets, orbits the Sun in this west to east direction. When planets spin on their own axes, they also generally rotate counter-clockwise, from west to east. Our Earth rotates in this way as well. However, Venus is an exception. Venus rotates on its axis in the same direction as the clock hands, which means it spins from east to west. Among the planets, only Uranus, like Venus, also rotates from east to west on its axis.

 

Scientists are still not unanimous about why Venus rotates in the opposite direction to other planets. They have proposed three different theories. Scientists believe that Venus, like the other planets, initially started spinning from west to east after its formation. However, for some unknown reason, the planet flipped 180 degrees, turning its top side down and bottom side up, resulting in the reverse rotation direction. Many scientists think this flipping might have been caused by Venus's internal geological processes or the intense pressure of its atmosphere. Others believe it could have been due to a significant impact from a large asteroid.

French astronomers Alexandre Correia and Jacques Laskar demonstrated through computer simulations that Venus's orbital direction and axial rotation direction were initially the same. At that time, the curvature along Venus's equatorial line was very pronounced. Venus was spinning rapidly on its axis then. However, due to the curvature and the intensity of Venus's atmosphere, its rotational speed gradually decreased until it eventually began rotating in the opposite direction.

 

On Venus, the Sun Rises in the West

On Venus, the events of sunrise and sunset occur in the opposite direction compared to Earth. Venus rotates on its axis from east to west. If someone were standing on Venus watching the Sun, it would appear to move slowly from the west to the east. Therefore, it can be said that on Venus, the Sun rises in the west and sets in the east. However, unlike Earth, where the Sun rises and sets every 24 hours, on Venus, it takes 243 days for the Sun to rise again after one sunrise. This is because: A Day on Venus is Longer than a Year.

 

On Earth, we measure a year by the number of days it takes for Earth to orbit the Sun once. Similarly, a year on Venus is the number of days it takes for Venus to complete one orbit around the Sun. Venus takes 225 days to orbit the Sun once (in Earth days, where 1 day = 24 hours). Thus, one year on Venus is 225 days.

We measure a day by the time it takes for our planet to rotate once on its axis. Earth rotates on its axis once every 24 hours, so one day on Earth is 24 hours long. For Venus, it takes 243 Earth days to complete one rotation on its axis. Therefore, one day on Venus equals 243 Earth days. This means a day on Venus is longer than a year on Venus.

Wonder-filled Solar System – Part III

 

The Sun's Planets Also Exhibit Various Astonishing Phenomena - take Mercury, the closest planet to the Sun, for instance.

Wonders in Mercury

Mercury Experiences Two Sunrises in a Day

Mercury has an elliptical orbit, resembling a duck egg, meaning its distance from the Sun is not constant. Mercury revolves around the Sun at an incredibly high speed, the fastest among all the planets in the solar system. When Mercury gets very close to the Sun, its speed increases, and when it moves farther away, its speed decreases slightly. Additionally, the Sun's movement in Mercury's sky is somewhat influenced by Mercury's slow rotation on its axis. Mercury rotates very slowly on its axis, at a speed of just 10.9 kilometres per hour, a speed at which an ordinary person could run. Compared to any other planet, Mercury's rotation is so slow that it takes 59 Earth days to complete one full rotation on its axis. As a result, the Sun itself appears to slow down and even disappear for a while. When Mercury's orbital speed decreases, its axial rotation causes the Sun to rise again. Therefore, Mercury experiences a second sunrise on the same day.

In the image above, the time it takes for Mercury to complete one rotation on its axis is divided into sixteen equal parts. When Mercury is at position 1, at a distance far from the Sun, the observer sees the sunrise. As Mercury slowly rotates on its axis but moves very quickly in its orbit, by the time it reaches position 12, the Sun becomes temporarily hidden. However, because Mercury is very close to the Sun at that time and thus orbiting very quickly, the Sun reappears when Mercury reaches position 16. This phenomenon is why Mercury experiences two sunrises and two sunsets in one day.

 

One Day on Mercury Equals Two Years

The length of a year for planets in the solar system is based on the time it takes to complete one orbit around the Sun. Where Earth takes 365 days to orbit the Sun, Mercury takes only 88 days. Thus, one year on Mercury is equivalent to 88 Earth days.

Earth completes one rotation on its axis in 24 hours, making one day 24 hours long. We measure a day on Earth from one sunrise to the next at a specific location. Similarly, a day on Mercury would be the time it takes from one sunrise to the next at a specific point on the planet.

Mercury rotates very slowly on its axis, taking 59 days to complete one rotation. However, because it orbits the Sun quickly, Mercury covers nearly 2/3 of its orbit in those 59 days. Therefore, for an observer standing at a specific spot on Mercury, after seeing the sunrise, they would have to wait until Mercury completes two orbits around the Sun to see the next sunrise from the same location. This period equates to two Mercury years. Let’s explore how this happens.

In the above illustration, let's say an observer on Mercury at position 1 sees the sunrise. Then, at position 2, it is mid-morning; at position 3, it is noon; at position 4, it is afternoon. By the time it reaches position 5, Mercury has completed one orbit around the Sun, which means one Mercury year has passed. Yet, only then does the sunset occur. Moving on, at position 6, it is evening; at position 7, it is midnight; at position 8, it is dawn, and then back to position 1 for a new sunrise. By this time, Mercury has completed another orbit around the Sun, meaning it has taken 176 days, or two Mercury years, to return from position 1 to position 1 again. In the time it takes Mercury to orbit the Sun twice, it rotates three times on its axis. This way, one day on Mercury is equal to two years.

  

Mercury is Shrinking

Mercury, the closest planet to the Sun, receives the most sunlight. Despite this, the interior of Mercury is gradually cooling down, causing the planet to shrink. Scientists have found evidence that Mercury has been shrinking since its formation. Already the smallest planet in the solar system, it is becoming even smaller. But why? This mystery remains unsolved. Some researchers attempt to prove that Mercury is still geologically active. Despite continuously rotating for 4.5 billion years, there are still some geological faults and empty spaces inside Mercury, which are slowly being filled, causing the planet's interior to contract. However, there is no definitive proof of this explanation yet.

Wonder-filled Solar System - Part II

 

Many astonishing phenomena occur in the Sun's corona, such as solar winds, solar flares, solar storms, and sunspots.

 

Solar Wind

Due to the extreme temperatures, charged particles—protons and electrons—are continuously ejected from the Sun's corona. These particles travel at speeds of about 300 to 800 kilometres per second, spreading throughout the solar system. The high-speed movement of these charged particles significantly impacts the magnetic fields of the planets. On planets with magnetic fields, the interaction with the solar wind creates auroras at the poles. The solar wind also disrupts the normal operations of satellites traveling through space. The intensity of the solar wind is not constant; it varies, sometimes increasing and sometimes decreasing. Despite the consistent temperature of the corona, the variation in solar wind flow remains a mystery. 

Aurora borealis (photo: Amena Islam)

Sunspots

Every eleven years, dark spots appear on the Sun's photosphere. These spots, known as sunspots, can range from 1,000 kilometers to 100,000 kilometers in size and can last from an hour to several weeks. Galileo first observed sunspots in 1513, but their magnetic nature was not discovered until 1908 by American astronomer George Hale.

Sunspots (photo – NASA)

Sunspots are akin to sores on the Sun's surface. The Sun revolves around the centre of the Milky Way at a speed of 240 kilometres per second, and it also rotates on its axis at an average speed of about 2 kilometres per second. This movement generates a powerful magnetic field within its gas. Every eleven years, the direction of this magnetic field changes, though the reason for this cycle is still unknown. When the magnetic field changes direction, closed magnetic loops are created in certain areas, trapping some gas on the Sun's surface. The plasma flow is blocked in these loops, causing the trapped gas to cool slightly compared to the surrounding gas, resulting in darker areas that appear as sunspots. The number of sunspots can vary greatly from year to year, ranging from less than ten to more than one hundred.

Solar Storms and Solar Flares

The Sun's weather is far from calm. Solar storms occur on the Sun's surface, but unlike storms on Earth, they are caused by the flow of electric and magnetic fields. Massive gas waves rise from the chromosphere to the corona, and these waves are visible when sunspots appear due to the Sun's magnetic field. Each wave can span thousands of kilometres and last for several weeks. Sometimes, large columns of gas shoot out from the chromosphere during solar storms. Occasionally, a sudden burst of energy erupts like a fiery flood. If harnessed, the energy from a single eruption could power Earth for a million years.

Solar flare (Photo: NASA)

Solar storms are triggered by sunspots. When sunspots occur, magnetic loops form, and if several loops merge and grow, the gas trapped within them can burst out violently, similar to a short circuit. These solar flares can extend hundreds of thousands of kilometres and can cause disruptions in Earth's networks. The influx of charged particles into Earth's atmosphere also affects satellites and spacecraft.

Solar storm (Photo: NASA)

Wonder-filled Solar System - Part I

 

Many people are attracted to diamonds. It's not because diamonds are the hardest substance that everyone has become a fan of hardness. Natural diamonds are rare, which is why they are so expensive. In Bangladesh, the price of one gram of diamond is over four lakh takas. But what if diamonds were constantly raining down from the sky like raindrops, scattered everywhere? That would be unbelievable, or at most, a fantasy. But what if I told you that this is happening on one of the planets in our solar system! Similarly, if someone says that the sun rises in the west, we will naturally think the person is mistaken. But the truth is, the sun does rise in the west on one of the planets in our solar system. On some planets, a day is longer than a year. Sounds astonishing, doesn't it? There are countless astonishing phenomena occurring on the planets and moons of our humble sun. Today, we will discuss a few of these amazing phenomena.

The Sun and Its Family

If our solar system were a family, the head of that family would be the Sun. Its children, the planets, revolve around it. However, calling the planets the Sun's children can be misleading because each of the Sun's planets is as old as the Sun itself—4.5 billion years. Not only that, but the moons orbiting the planets also originated at the same time, making them as old as the Sun too. In this solar family, the father, son, and grandson all share the same age.

So, how many members are there in this family? There are eight planets and a total of 288 moons. In addition, there are dwarf planets, which have eleven moons of their own. As satellite technology advances, new discoveries are continuously increasing the number of solar system members. Despite being the head of such a large family, the Sun is not one of the brightest stars in the universe.

Among the hundreds of billions of stars in the universe, our Sun is a very ordinary G-type star located about 150 million kilometres from Earth. The temperature of a G-type star is about 6,000 degrees Celsius, which gives it its yellow colour. To summarize the size of the Sun: its diameter is 1,390,000 kilometres, which is 108 times that of Earth. This means that to stretch from one end of the Sun to the other, you would need to line up 108 Earths side by side. The volume of the Sun is so vast that 1.2 million Earths could fit inside it. If you combine everything in the solar system except the Sun, the Sun itself is still 750 times larger. The Sun is 333,000 times heavier than Earth, containing 98% of the mass of the entire solar system.

Humans have been observing the Sun since they developed intelligence, which is where the journey of astronomy began. However, even after all these years, many aspects of the Sun remain equally astonishing. For example, the Sun's temperature.

The Temperature of the Sun's Atmosphere is Higher Than Its Surface Temperature

 The Sun has many layers of gas inside it. Although there are no clear boundaries between these layers, each one has a distinct function. The Sun is primarily divided into two parts: the inner part and the outer part. The inner part can be divided into three regions. At the very center is the core. Surrounding the core is the radiative zone. Encircling the radiative zone is the convection zone. The outer part consists of three layers of gas, collectively referred to as the Sun's atmosphere. The innermost layer of this part is the photosphere, which surrounds the convection zone. Encircling the photosphere is the chromosphere. The outermost layer is the corona, which is the Sun’s outer surface.

The core of the Sun is the hottest part, with a temperature of about 15 million degrees Celsius. It occupies about a quarter of the Sun’s volume but holds almost half of its mass due to the dense, hot gas. The core is the source of all the Sun's energy, where nuclear fusion occurs. Every second, four million tons of hydrogen are converted into energy in the Sun's core.

The next layer outside the core is the radiative zone, filled with gamma rays. This region accounts for about a third of the Sun's volume, with temperatures around 5 million degrees Celsius. The energy produced in the core passes through this region in the form of electromagnetic waves. Due to interactions with dense gas, the energy flow here is extremely slow, taking between 30,000 and 100,000 years to move through this zone. Gamma rays are gradually transformed into visible light with longer wavelengths as they move through this region. Once this energy leaves the radiative zone, it takes just 8 minutes and 26 seconds to reach Earth.

Beyond the radiative zone is the convection zone, where the temperature averages around 5,500 degrees Celsius. This zone occupies more than 50% of the Sun's volume. Energy is transported through this zone by the convection of plasma, similar to how hot water rises and cold water sinks in a boiling pot. Energy moves quickly through this region, taking about a week to reach the photosphere.

Since the Sun is not a solid object but a gas giant, it has no solid surface. The "surface" is a 500-kilometer-thick layer of gas called the photosphere, which is what we see when we look at the Sun. Energy from the photosphere is emitted into space as light. The photosphere is very transparent, allowing energy to spread out as heat and light. When we look at the Sun, it appears to be a glowing ball of gas because we can see the convection zone through the photosphere.

Starting from the photosphere is the Sun's atmosphere. The layer immediately above the photosphere is the chromosphere, the innermost layer of the Sun's atmosphere, visible only during a total solar eclipse. The chromosphere's temperature is about 11,000 degrees Celsius. While the Sun's surface temperature is around 5,500 degrees Celsius, the temperature jumps to 11,000 degrees Celsius just 5,000 kilometres above the surface. The surprises don't end there. Moving outward to the corona, the outermost layer of the atmosphere, the temperature skyrockets to about 1.7 million degrees Celsius. What causes this?

Scientists have proposed some hypotheses, but the exact reasons are still unknown. One theory is that plasma moving from the photosphere to the chromosphere increases the temperature. From there, it moves to the outermost layer, raising the temperature by several hundred thousand degrees. Another theory is that the strong magnetic fields in the Sun's atmosphere increase the temperature. It is hoped that the satellite 'Parker,' sent close to the Sun, will help provide accurate explanations for many of the Sun's mysteries.

বিস্ময়ভরা সৌরজগৎ

 

ডায়মন্ড বা হীরার প্রতি অনেক মানুষের আকর্ষণ আছে। হীরা সবচেয়ে শক্ত পদার্থ বলেই যে সবাই শক্তের ভক্ত হয়ে গিয়েছে তা কিন্তু নয়। প্রাকৃতিক হীরা দুষ্প্রাপ্য বলেই এর এত দাম। বাংলাদেশে এক গ্রাম হীরার দাম চার লাখ টাকার বেশি। কিন্তু এমন যদি হতো – আকাশ থেকে বৃষ্টির মত অনবরত হীরা ঝরে পড়ছে, এখানে সেখানে সবখানে হীরার কুচি! তাহলে ব্যাপারটা হতো অবিশ্বাস্য, কিংবা বড়জোর কল্পকাহিনি। কিন্তু যদি বলি আসলেই ব্যাপারটা ঘটছে আমাদেরই সৌরজগতের একটি গ্রহে! আবার কেউ যদি বলেন সূর্য পশ্চিম দিকে উঠে – আমরা স্বাভাবিকভাবেই মনে করবো মানুষটি ভুল বলছেন। কিন্তু সত্যি সত্যিই সূর্য পশ্চিম দিকে উঠে আমাদেরই সৌরজগতের কোন গ্রহে। কোন কোন গ্রহের আবার বছরের চেয়ে দিন বড়। বিস্ময়কর মনে হচ্ছে তো? আমাদের এই সাদামাটা সূর্যের গ্রহ-উপগ্রহগুলিতে ঘটে চলেছে অসংখ্য বিস্ময়কর ব্যাপার। এই বিস্ময়কর ব্যাপারগুলির কয়েকটি সম্পর্কে আজ আলোচনা করবো।

সূর্য এবং তার পরিবার

আমাদের সৌরজগত যদি একটি পরিবার হয় – সেই পরিবারের কর্তা সূর্য। তাকে কেন্দ্র করেই ঘুরছে তার সন্তানেরা অর্থাৎ তার গ্রহগুলি। অবশ্য গ্রহগুলিকে সূর্যের সন্তান বললে ব্যাপারটি গোলমেলে হয়ে যায়। কারণ সূর্যের গ্রহগুলির প্রত্যেকের বয়স সূর্যের বয়সের সমান – সাড়ে চারশ কোটি বছর। শুধু তাই নয়, গ্রহগুলির যেসব উপগ্রহ বা চাঁদ আছে তাদেরও উৎপত্তি হয়েছে একই সময়ে। অর্থাৎ উপগ্রহগুলির বয়সও সূর্যের বয়সের সমান। এই সৌরজগতে পিতা-পুত্র-পৌত্র সবার বয়স সমান। তো এই পরিবারের মোট সদস্য কয়জন? আটটি গ্রহ আর তাদের মোট ২৮৮টি উপগ্রহ। এছাড়াও আছে বামনগ্রহ এবং তাদেরও এগারোটি উপগ্রহ। স্যাটেলাইটের দক্ষতা যত বাড়ছে, নতুন নতুন আবিষ্কারের মাধ্যমে সৌরজগতের সদস্যের সংখ্যাও বাড়ছে। এতবড় পরিবারের যে কর্তা, সে কিন্তু মহাবিশ্বের নক্ষত্ররাজ্যের ভীষণ উজ্জ্বল কেউ নয়।

মহাবিশ্বের লক্ষ কোটি নক্ষত্রের ভীড়ে আমাদের সূর্য খুবই সাধারণ একটি জি-টাইপের নক্ষত্র যা পৃথিবী থেকে প্রায় পনের কোটি কিলোমিটার দূরে আছে। জি-টাইপ নক্ষত্রের তাপমাত্রা প্রায় ছয় হাজার ডিগ্রি সেলসিয়াস এবং সেই তাপমাত্রার কারণে হলুদ বর্ণ ধারণ করে। সূর্যের আকার-আয়তন সম্পর্কে সংক্ষেপে বলতে গেলে বলা যায়: সূর্যের ব্যাস তের লক্ষ নব্বই হাজার কিলোমিটার যা পৃথিবীর ব্যাসের ১০৮ গুণ। তার মানে সূর্যের এক প্রান্ত থেকে অন্যপ্রান্ত ছুঁতে হলে ১০৮টি পৃথিবীকে পাশাপাশি রাখতে হবে। সূর্যের যে আয়তন তাতে বারো লক্ষ পৃথিবী ভরে ফেলা যায় সেখানে। সূর্যকে বাদ দিয়ে সৌরজগতের যা কিছু আছে সবকিছু একত্র করলে যে আয়তন হবে সূর্য নিজে তার চেয়ে ৭৫০ গুণ বড়। সূর্য পৃথিবীর চেয়ে তিন লাখ তেত্রিশ হাজার গুণ ভারী। সৌরজগতের শতকরা ৯৮ ভাগ ভর এই সূর্যই ধারণ করে।

মানুষের বুদ্ধি হবার পর থেকেই সূর্যকে পর্যবেক্ষণ করতে শুরু করেছে মানুষ। বলা যায় সেখান থেকেই শুরু হয়েছে জ্যোতির্বিজ্ঞানের পথচলা। কিন্তু এই এত বছর পরেও সূর্যের অনেক ঘটনা এখনো সমান বিস্ময়কর। যেমন, সূর্যের তাপমাত্রা।

 

সূর্যের বায়ুমন্ডলের তাপমাত্রা তার পৃষ্ঠতাপমাত্রার চেয়ে বেশি

সূর্যের ভেতরে রয়েছে গ্যাসের অনেকগুলো স্তর। যদিও একটা থেকে আরেকটার মধ্যে তেমন নির্দিষ্ট করে কোন বিভাজন নেই, তবুও প্রত্যেকটি স্তরের আলাদা আলাদা কাজ আছে। সূর্যের প্রধানত দুটো অংশ। ভেতরের অংশ এবং বাইরের অংশ। ভেতরের অংশকে তিনটি অঞ্চলে ভাগ করা যায়। সবচেয়ে কেন্দ্রে (core) আছে মূল পিন্ড। তাকে ঘিরে আছে রেডিয়েটিভ জোন (radiative zone) বা বিকিরণ অঞ্চল। বিকিরণ অঞ্চলকে ঘিরে আছে কনভেকশান জোন (convection zone) বা পরিচলন অঞ্চল। বাইরের অংশে আছে গ্যাসের তিনটি স্তর। এই অংশকে সূর্যের বায়ুমণ্ডল বলে ধরে নেয়া যায়। এই অংশের সবচেয়ে ভেতরের স্তর হলো ফটোস্ফিয়ার (photosphere) বা আলোকমণ্ডল যা পরিচলন অঞ্চলকে ঘিরে থাকে। আলোকমণ্ডলকে ঘিরে আছে ক্রোমোস্ফিয়ার (chromosphere) বা বর্ণমণ্ডল। আর সবচেয়ে বাইরের স্তর হলো কোরোনা (corona) বা কিরীট যা সূর্যের উপরিতল।

সূর্যের কেন্দ্র হলো সবচেয়ে উত্তপ্ত অংশ যার তাপমাত্রা প্রায় দেড় কোটি ডিগ্রি সেলসিয়াস। সূর্যের আয়তনের এক চতুর্থাংশ বা শতকরা পঁচিশ ভাগ জুড়ে এই কেন্দ্র। খুবই ঘন উত্তপ্ত গ্যাস এখানে। ফলে কেন্দ্র খুব ভারী। আয়তনের শতকরা ২৫ ভাগ হলেও ভরের প্রায় শতকরা পঞ্চাশ ভাগ এই কেন্দ্রে। সূর্যের সব শক্তিই আসে এই কেন্দ্র থেকে। নিউক্লিয়ার ফিশান ঘটে এই কেন্দ্রে। সূর্যের কেন্দ্রে প্রতি সেকেন্ডে চার মিলিয়ন টন হাইড্রোজেন শক্তিতে রূপান্তরিত হচ্ছে।

কেন্দ্রের বাইরের স্তর হলো রেডিয়েটিভ জোন বা বিকিরণ অঞ্চল। এই অঞ্চল গামা রশ্মিতে পূর্ণ। সূর্যের এক তৃতীয়াংশ আয়তন নিয়ে এই অঞ্চল। এই অঞ্চলের তাপমাত্রা প্রায় ৫০ লাখ ডিগ্রি সেলসিয়াস। সূর্যের কেন্দ্রে যে শক্তি উৎপন্ন হয় তা এই অঞ্চল দিয়ে বাইরে যায়। তড়িৎচৌম্বক তরঙ্গের আকারে শক্তিগুলো যায়। ঘন গ্যাসের সাথে মিথষ্ক্রিয়ার ফলে শক্তি প্রবাহের হার এখানে খুবই ধীরে হয়। ৩০ হাজার বছর থেকে এক লাখ বছর লেগে যায় সূর্যের শক্তির এই অঞ্চল ত্যাগ করতে। গামা রশ্মি আকারে উৎপন্ন শক্তিগুলো এখানে ঘুরপাক খেতে খেতে লম্বা তরঙ্গদৈর্ঘ্য বিশিষ্ট দৃশ্যমান আলোতে পরিণত হয়। তারপর মহাশূন্য থেকে পৃথিবীতে আসতে শক্তির লাগে মাত্র আট মিনিট ২৬ সেকেন্ড।

বিকিরণ অঞ্চলের পরের স্তর হলো কনভেকশান জোন বা পরিচলন অঞ্চল। তাপমাত্রা এখানে গড়ে প্রায় ৫৫০০ ডিগ্রি সেলসিয়াস। শতকরা ৫০ ভাগেরও বেশি আয়তন নিয়ে এই অঞ্চল। এখানে শক্তি সঞ্চালিত হয় প্লাজমার পরিচলনের মাধ্যমে। পাত্রে পানি ফুটতে দিলে যেভাবে গরম পানি উপরের দিকে উঠে এসে ঠান্ডা পানির অণু নিচে নেমে আসে সেভাবে। এই অঞ্চলে শক্তি সঞ্চালন ঘটে অনেক দ্রুত। এই অঞ্চল থেকে শক্তি সঞ্চালিত হয়ে ফটোস্ফিয়ার বা আলোকমন্ডলে আসতে সপ্তাহ খানেক সময় লাগে।

সূর্য যেহেতু কঠিন বস্তু নয় - গ্যাসের পিন্ড, তাই সূর্যের কোন কঠিন আবরণ নেই। যে আবরণটি আছে তা প্রায় ৫০০ কিলোমিটার পুরু গ্যাসের স্তর। এই স্তরটিই হলো ফটোস্ফিয়ার বা আলোকমণ্ডল যেটাকেই মূলত আমরা দেখি যখন সূর্যের দিকে তাকাই। আলোকমণ্ডল থেকে সূর্যের শক্তি আলোর আকারে বেরিয়ে আসে। সূর্যের আলোকমন্ডলকেই আমরা সূর্যপৃষ্ঠ বলে জানি। আলোকমণ্ডল খুবই স্বচ্ছ। এর মধ্য দিয়ে সূর্যের শক্তি তাপ ও আলোর আকারে ছড়িয়ে পড়ে মহাশূন্যে। সূর্যের দিকে তাকালে সূর্যকে যে ফুটন্ত গ্যাসপিন্ডের মত মনে হয় তার কারণ ফটোস্ফিয়ারের ভেতর দিয়ে আমরা সূর্যের পরিচলন অঞ্চলকে দেখতে পাই।

আলোকমন্ডলের পর থেকে শুরু হয়েছে সূর্যের বায়ুমন্ডল। আলোকমন্ডলের বাইরের স্তরের নাম হলো ক্রোমোস্ফিয়ার বা বর্ণমণ্ডল। এই স্তর সূর্যের বায়ুমন্ডলের সবচেয়ে ভেতরের স্তর। শুধুমাত্র পূর্ণ সূর্যগ্রহণের সময় এই স্তরের দেখা পাওয়া যায়। এই স্তরের তাপমাত্রা প্রায় ১১০০০ ডিগ্রি সেলসিয়াস। সূর্যের পৃষ্ঠের তাপমাত্রা যেখানে সাড়ে পাঁচ হাজার ডিগ্রি সেলসিয়াস, সেখানে তার বাইরে ৫০০০ কিলোমিটার পুরু স্তরের তাপমাত্রা এগারো হাজার ডিগ্রি সেলসিয়াস কীভাবে হয়ে যায়? বিস্ময়ের এখানেই শেষ নয়। সূর্যের বর্ণমন্ডল পার হয়ে বায়ুমন্ডলের সবচেয়ে বাইরের স্তর কোরোনা বা কিরীটে এলে তাপমাত্রা হয়ে যাচ্ছে প্রায় সতের লক্ষ ডিগ্রি সেলসিয়াস। এর কারণ কী?

বিজ্ঞানীরা কিছু আনুমানিক কারণ দেখাচ্ছেন, কিন্তু সুনির্দিষ্টভাবে এখনো জানা যায়নি আসল ব্যাপার কী। ধারণা করা হচ্ছে সূর্যপৃষ্ঠ (আলোকমন্ডল) থেকে প্লাজমা বর্ণমন্ডলে চলে এসে তাপমাত্রা বাড়িয়ে দিচ্ছে। আবার সেখান থেকে চলে আসছে একেবারে বাইরের স্তরে। সেখানে তাপমাত্রা বেড়ে যাচ্ছে কয়েক লক্ষ গুণ। আবার এটাও মনে করা হচ্ছে সূর্যের বায়ুমন্ডলে সৃষ্ট শক্তিশালী চৌম্বকক্ষেত্রের কারণেই তাপমাত্রা বেড়ে যাচ্ছে। আশা করা যাচ্ছে সূর্যের কাছাকাছি পাঠানো স্যাটেলাইট ‘পার্কার’ সূর্যের অনেকগুলি বিস্ময়কর ব্যাপারের সঠিক ব্যাখ্যা খুঁজে পেতে সাহায্য করবে।

সূর্যের কিরীটে আরো অনেক বিস্ময়কর ঘটনা ঘটে চলেছে, যেমন সৌরবায়ু, সৌরশিখা, সৌরঝড়, সৌরকলঙ্ক।

সৌরবায়ু

প্রচন্ড তাপমাত্রার কারণে সূর্যের কিরীট থেকে অনবরত ছিটকে বের হচ্ছে চার্জিত কণা – প্রোটন ও ইলেকট্রন। এদের গতিবেগ প্রতি সেকেন্ডে প্রায় তিনশ থেকে আটশ কিলোমিটার। এগুলি সারা সৌরজগতে ছড়িয়ে পড়ছে। প্রচন্ড গতিতে চার্জিত কণা ছুটে যাবার কারণে গ্রহগুলির নিজস্ব চৌম্বকক্ষেত্রে এর সাংঘাতিক প্রভাব পড়ে। যেসব গ্রহে চৌম্বকক্ষেত্র আছে সেখানে মেরু অঞ্চলে অরোরা সৃষ্টি হয় এই সৌরবায়ুর প্রভাবে। মহাকাশে ভ্রমণরত স্যাটেলাইটগুলির স্বাভাবিক কাজকর্মেও বিঘ্ন ঘটে। সৌরবায়ু সবসময় একই রকম থাকে না। মাঝে মাঝে বাড়ে, মাঝে মাঝে কমে যায়। কিরীটের তাপমাত্রা একই থাকা সত্ত্বেও সৌরবায়ু প্রবাহে তারতম্য কেন ঘটে সেটাও এখনো রহস্য।

 

সৌরকলঙ্ক

সূর্যের ফটোস্ফিয়ার বা আলোকমন্ডলে এগারো বছর পর পর কিছু কালো দাগ দেখা যায়। এগুলোকে সৌরকলঙ্ক বলা হয়। এই দাগগুলি এক হাজার কিলোমিটার থেকে শুরু করে এক লাখ কিলোমিটার পর্যন্ত বিস্তৃত হতে পারে। এগুলো এক ঘন্টা থেকে শুরু করে কয়েক সপ্তাহ পর্যন্ত থাকতে পারে সূর্যের গায়ে। ১৫১৩ সালে গ্যালিলিও সর্বপ্রথম এই সৌরকলঙ্ক পর্যবেক্ষণ করেন। কিন্তু এগুলো যে চৌম্বকক্ষেত্রের কারণে হয় তা জানা ছিল না ১৯০৮ সাল পর্যন্ত। আমেরিকান জ্যোতির্বিজ্ঞানী জর্জ হেইল এই ব্যাপারটা আবিষ্কার করেন।

সৌরকলঙ্ক আসলে সূর্যের গায়ে ঘা ওঠার মতো। সূর্য মিল্কিওয়ে গ্যালাক্সিকে কেন্দ্র করে সেকেন্ডে ২৪০ কিলোমিটার বেগে ঘুরছে। আবার নিজের অক্ষের উপর ঘুরছে গড়ে সেকেন্ডে প্রায় দুই কিলোমিটার বেগে। এতে তার গ্যাসের ভেতর শক্তিশালী চুম্বকক্ষেত্র তৈরি হচ্ছে। প্রতি এগারো বছর পর পর এই চুম্বকক্ষেত্রের দিক বদলে যায়। কেন এগারো বছর পরপর এটা ঘটে এখনো কেউ জানে না। চৌম্বকক্ষেত্রের দিক বদলে গেলে কিছু কিছু জায়গায় বদ্ধ চুম্বকক্ষেত্র বা লুপের সৃষ্টি হয়। সেই লুপে কিছু গ্যাস সূর্যপৃষ্ঠে আটকে পড়ে। তখন সেখানে প্লাজমার প্রবাহ বন্ধ হয়ে গিয়ে সেই গ্যাসগুলির তাপমাত্রা মুক্ত গ্যাসের তাপমাত্রার চেয়ে কিছুটা কমে যায়। ফলে সেসব জায়গায় উজ্জ্বলতা কমে গিয়ে কালো দেখায়। সৌরকলঙ্ক একেক বছর একেক রকমের হতে পারে। কোন বছর ১০০টাও হতে পারে, কোন বছর ১০টারও কম হতে পারে।

 

সৌরঝড় ও সৌরশিখা

সূর্যের আবহাওয়া মোটেও শান্ত নয়। সৌরঝড় ওঠে সূর্যপৃষ্ঠে। পৃথিবীর ঝড়ের মতো নয় এই ঝড়। সৌরঝড় তড়িৎ ও চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রবাহের ফলে সৃষ্টি হয়। সূর্যের বর্ণমন্ডল থেকে বিশাল বিশাল গ্যাসের ঢেউ উঠে উপচে পড়ে কিরীট অবধি। সূর্যের চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রভাবে যখন সৌরকলঙ্ক দেখা যায় তখন এই ঢেউগুলো দেখা যায়। কয়েক হাজার কিলোমিটার পর্যন্ত বিস্তৃত হতে পারে একেকটি ঢেউ। কয়েক সপ্তাহ ধরে থাকতে পারে এই ঢেউ। সৌরঝড়ের সময় মাঝে মাঝে বড় বড় গ্যাসের স্তম্ভ তীরের ন্যায় বেরিয়ে আসে সূর্যের বর্ণমণ্ডল থেকে। মাঝে মাঝে হঠাৎ বিশাল পরিমাণ শক্তি বেরিয়ে আসে আগুনের বন্যার মতো। এই শক্তিগুলোকে ধরে রাখার কোন ব্যবস্থা থাকলে একটা নির্গমনের শক্তিতেই আমাদের পৃথিবীর দশ লক্ষ বছর চলে যেতো।

সৌরকলঙ্কের কারণেই সৌরঝড় ওঠে। সৌরকলঙ্ক যখন ঘটে তখন সূর্যের চুম্বকক্ষেত্রের যেখানে যেখানে লুপ বা চক্রের সৃষ্টি হয় – সেই চক্রগুলির বেশ কয়েকটি যদি মিশে গিয়ে বড় হতে থাকে – তখন তাতে আবদ্ধ গ্যাসগুলি শর্ট সার্কিট হবার মতো একসাথে তীব্রবেগে বের হয়ে আসে চক্র ভেদ করে। জ্বলন্ত প্লাজমাসহ সোলার ফ্লেয়ার বা সৌরশিখা প্রায় কয়েক লক্ষ কিলোমিটার পর্যন্ত দীর্ঘ হতে পারে। সৌরঝড়ের কারণে পৃথিবীর নেটওয়ার্কে ঝামেলা তৈরি হয়। স্যাটেলাইট আর নভোযানগুলিতেও কিছুটা ঝামেলা হয় প্রচুর চার্জিত কণা বায়ুমন্ডলে চলে আসার কারণে।

 

সূর্যের গ্রহগুলিতেও ঘটছে নানা রকমের বিস্ময়কর ঘটনা। সূর্যের নিকটতম গ্রহ বুধের কথাই ধরা যাক।

বুধ গ্রহে দিনে দু’বার সূর্যোদয় হয়

বুধের কক্ষপথ উপবৃত্তাকার; বলা যায় অনেকটা হাঁসের ডিমের মতো। তাই সূর্য থেকে বুধের দূরত্ব সব সময় সমান নয়। বুধ সূর্যের চারপাশে অত্যন্ত দ্রুত গতিতে ঘুরে। সৌরজগতের গ্রহগুলোর মধ্যে বুধের গতি সবচেয়ে বেশি। ঘুরতে ঘুরতে যখন সূর্যের খুব কাছে চলে আসে তখন বুধের গতি বেড়ে যায়, আবার যখন দূরে চলে যায় তখন গতি কিছুটা কমে যায়। আবার বুধের আকাশে সূর্যের চলাচল বুধের নিজের অক্ষের ওপর মন্থর গতির জন্য কিছুটা প্রভাবান্বিত হয়। বুধ কিন্তু নিজের অক্ষে খুবই আস্তে  আস্তে ঘোরে। নিজের অক্ষে বুধের গতি ঘন্টায় মাত্র ১০.৯ কিলোমিটার। একজন সাধারণ মানুষও এই বেগে দৌড়াতে পারবে। যে কোন গ্রহের তুলনায় বুধ এতটাই আস্তে আস্তে ঘুরে যে নিজের অক্ষের উপর একবার সম্পূর্ণ ঘুরতে তার লেগে যায় পৃথিবীর ৫৯ দিনের সমান। এই কারণে সূর্য নিজেও কিছুটা আস্তে চলতে থাকে এবং কিছু সময়ের জন্য ডুবে যায় মানে অদৃশ্য হয়ে যায়। যখন বুধের কক্ষপথের গতি কমে যায়, অক্ষের ঘূর্ণন সূর্যকে আবার উপরে তুলে দেয়। অর্থাৎ বুধের আকাশে একই দিনে দ্বিতীয়বার সূর্যোদয় হয়।

উপরের ছবিতে বুধের নিজের অক্ষের উপর একবার ঘূর্ণনের সময়কে ষোলটি সমান ভাগে ভাগ করা হয়েছে। সূর্য থেকে দূরবর্তী দূরত্বে 1 অবস্থানে সূর্যোদয় হবার পর নিজের অক্ষে আস্তে আস্তে আর কক্ষপথে অনেক দ্রুত চলে বুধ যখন 12 অবস্থানে তখন কিছু সময়ের জন্য সূর্যকে আর দেখা যায় না। কিন্তু সূর্য থেকে বুধের দূরত্ব তখন খুব কাছে হওয়াতে বুধ তখন সূর্যের চারপাশে খুব দ্রুত ঘুরে 16 অবস্থানে আসার পর আবার সূর্য দেখা যায়। এজন্যই বলা যায় বুধের একদিনে দুইবার সূর্যোদয় হয়, দু'বার সূর্যাস্ত হয়।

 

বুধের একদিন সমান দুই বছর

সৌরজগতের গ্রহগুলোর বছর হিসেব করা হয় সূর্যের চারপাশে এক বার ঘুরে আসতে যে সময় লাগে তার ভিত্তিতে। বুধের এক বছর অর্থাৎ সূর্যের চার পাশে একবার ঘুরে আসতে পৃথিবীর যেখানে লাগে ৩৬৫ দিন সেখানে বুধের সময় লাগে মাত্র ৮৮ দিন। তার মানে বুধের এক বছর হলো পৃথিবীর ৮৮ দিনের সমান।

পৃথিবী নিজের অক্ষের উপর চব্বিশ ঘন্টায় একবার ঘুরে আসে। চব্বিশ ঘন্টায় পৃথিবীর এক দিন। পৃথিবীর এক দিন বলতে আমরা যে চব্বিশ ঘন্টা বুঝি সেই চব্বিশ ঘন্টার মোটামুটি দৈর্ঘ্য হলো পৃথিবীর কোন একটা নির্দিষ্ট স্থানে এক সূর্যোদয় থেকে পরবর্তী সূর্যোদয় পর্যন্ত। বুধের এক দিনের হিসেবও সেভাবে করা হলে সেটা হবে - বুধের কোন একটা নির্দিষ্ট স্থানে এক সূর্যোদয় থেকে পরবর্তী সূর্যোদয় পর্যন্ত যে সময় লাগে সেটা।

বুধ নিজের অক্ষের উপর খুব আস্তে ঘোরে। সেজন্য সম্পূর্ণ একবার ঘুরতে সময় নেয় ৫৯ দিন। কিন্তু সূর্যের চারপাশে অনেক দ্রুত ঘুরে বলে এই ৫৯ দিনে তার কক্ষপথের প্রায় ২/৩ অংশ ঘুরে আসে। তাই বুধের কোন জায়গায় একজন দর্শক যদি দাঁড়িয়ে সূর্যোদয় দেখে, সেই জায়গায় দাঁড়িয়ে পরের সূর্যোদয় দেখতে হলে এই দর্শককে অপেক্ষা করতে হবে বুধ সূর্যের চারপাশে দু'বার ঘুরে আসতে যে সময় লাগবে সেই সময়। অর্থাৎ বুধের দুই বছর। দেখা যাক কীভাবে তা হয়।

 

উপরের চিত্রে ধরা যাক বুধের 1 অবস্থানে থেকে একজন দর্শক সূর্যোদয় দেখল। তারপর 2 অবস্থানে মধ্য-সকাল, 3 অবস্থানে দুপুর,   4 অবস্থানে বিকেল, 5 অবস্থানে যখন আসে তখন কিন্তু সূর্যের চারপাশে এক বার ঘোরা হয়ে গেছে। তার মানে বুধের এক বছর সময় চলে গেছে। অথচ তখন মাত্র সূর্যাস্ত হয়েছে। তারপর  6 অবস্থানে সন্ধ্যা, 7 অবস্থানে মধ্যরাত্রি,  8  অবস্থানে ভোর এবং তারপর আবার 1 অবস্থানে নতুন সূর্যোদয়। ততক্ষণে বুধ সূর্যের চারপাশে আরো একবার অর্থাৎ অবস্থান 1 থেকে যাত্রা শুরু করে আবার  1 অবস্থানে আসতে ১৭৬ দিন বা বুধের দুই বছর কেটে গেছে। সূর্যের চারপাশে দুই বার ঘুরে আসতে যে সময় নেয় সেই সময়ে বুধ নিজের অক্ষের উপর তিন বার ঘুরে। এইভাবে বুধের এক দিন সমান দুই বছর।

 

ছোট হয়ে যাচ্ছে বুধ

সূর্যের সবচেয়ে কাছের গ্রহ বুধ। সবচেয়ে বেশি আলো পায়। তারপরও বুধের ভেতরটা ক্রমশ ঠান্ডা হয়ে যাচ্ছে। ফলে ছোট হয়ে যাচ্ছে বুধ। বিজ্ঞানীরা প্রমাণ পেয়েছেন জন্মের পর থেকেই ক্রমশ ছোট হচ্ছে বুধ। এমনিতেই সূর্যের সবচেয়ে ছোট গ্রহ, তার উপর আরো ছোট হয়ে যাচ্ছে। কিন্তু কারণ কী? এই রহস্যেরও সঠিক ব্যাখ্যা নেই এখনও। কিছু কিছু গবেষক প্রমাণ করার চেষ্টা করছেন যে বুধ এখনো ভূতাত্ত্বিকভাবে সক্রিয়। সাড়ে চারশ কোটি বছরের ক্রমাগত ঘূর্ণনের পরেও এর ভেতর এখনো কিছু ভূতাত্ত্বিক ফাটল এবং খালি জায়গা রয়ে গেছে যা আস্তে আস্তে ভরে গিয়ে বুধের ভূগর্ভে সংকোচন ঘটছে। কিন্তু এই ব্যাখ্যার অকাট্য প্রমাণ এখনো নেই আমাদের হাতে।

 

সূর্যের দ্বিতীয় গ্রহ শুক্রও কম রহস্যময়ী নয়। পৃথিবীর সাথে গাঠনিকভাবে ভীষণ মিল আছে এই গ্রহের। আয়তন, ভর, ঘনত্ব সবই প্রায় কাছাকাছি পৃথিবী ও শুক্রের। কিন্তু পরিবেশ হিসেব করলে পৃথিবী ও শুক্র একেবারে ভিন্ন ধরনের। পৃথিবীর তাপমাত্রা বসবাসযোগ্য। কিন্তু শুক্রের তাপমাত্রা ৪৬০ ডিগ্রি সেলসিয়াস। বিষাক্ত কার্বন ডাই অক্সাইড আর তরল সালফিউরিক এসিডে ভর্তি। পৃথিবীর ৯০ গুণ চাপ এর পিঠে। শুক্র সূর্যের ১০৮ মিলিয়ন কিলোমিটার দূরে। আর পৃথিবী ১৫০ মিলিয়ন কিলোমিটার। মাত্র ৪২ মিলিয়নের ভেতরই কী এমন ঘটে গেলো? শুক্রের ভেতর আগ্নেয়গিরিই প্রধান সমস্যা। নাসার ম্যাগেলান স্পেস প্রোব ৯৮ ভাগ জায়গা ঘুরে দেখেছে। লক্ষ লক্ষ আগ্নেয়গিরি সেখানে এখনো জীবন্ত। কিন্তু রহস্য লুকিয়ে আছে এর ঘূর্ণনের দিকের ভেতর।

 

শুক্র উল্টোদিকে ঘুরে

সূর্যের চারপাশে গ্রহগুলো ঘুরছে ঘড়ির কাঁটা যেদিকে ঘোরে তার বিপরীত দিকে অর্থাৎ পশ্চিম থেকে পূর্ব দিকে। শুক্র গ্রহও সূর্যের চারপাশে একইভাবে পশ্চিম থেকে পূর্বদিকে ঘুরছে। গ্রহগুলো যখন নিজের অক্ষের উপর ঘুরে - তখনও ঘড়ির কাঁটার বিপরীত দিকে ঘুরে। অর্থাৎ পশ্চিম থেকে পূর্ব দিকে ঘুরে। আমাদের পৃথিবীও পশ্চিম থেকে পূর্বদিকে ঘুরে। কিন্তু শুক্র গ্রহের বেলায় দেখা যাচ্ছে উল্টো ব্যাপার ঘটছে। শুক্র গ্রহ নিজের অক্ষের উপর ঘোরে ঘড়ির কাঁটা যেদিকে ঘোরে সেদিকে। অর্থাৎ পূর্ব থেকে পশ্চিম দিকে। গ্রহগুলোর মধ্যে আরেকটি মাত্র গ্রহ ইউরেনাস নিজের অক্ষে শুক্র গ্রহের মতো পূর্ব থেকে পশ্চিম দিকে ঘুরে।

শুক্র গ্রহ কেন অন্যান্য গ্রহগুলোর বিপরীত দিকে ঘোরে সে ব্যাপারে বিজ্ঞানীরা এখনো একমত হতে পারেননি। ভিন্ন ভিন্ন তিনটি ধারণা বিজ্ঞানীরা দিয়েছেন। বিজ্ঞানীরা মনে করেন শুক্র গ্রহও উদ্ভব হবার পর পর অন্যান্য গ্রহের মত পশ্চিম থেকে পূর্বদিকেই ঘুরতে শুরু করেছিল। কিন্তু কোন এক অজানা কারণে হঠাৎ গ্রহটি 180 ডিগ্রি কোণে উল্টে গিয়ে উপরের দিক নিচে আর নিচের দিক উপরে উঠে যায়। ফলে ঘুর্ণনের দিক হয়ে যায় উল্টো। অনেক বিজ্ঞানী মনে করেন শুক্র গ্রহের অভ্যন্তরীণ ভৌগোলিক কারণে কিংবা বায়ুমন্ডলের প্রচন্ড চাপে এই উল্টেযাওয়ার ঘটনা ঘটে থাকতে পারে। আবার অনেকে মনে করেন বড় ধরনের কোন গ্রহাণুর আঘাতে শুক্র গ্রহ উল্টে গিয়েছিল।

ফ্রান্সের জ্যোতির্বিজ্ঞানী আলেক্সান্দ্রে কোরেইয়া (Alexandre Correia) এবং জ্যাক লাস্কার (Jacques Laskar) কম্পিউটার সিম্যুলেশানের মাধ্যমে দেখান যে শুক্র গ্রহের কক্ষপথে গতির দিক এবং নিজের অক্ষে গতির দিক শুরুতে একই রকম ছিল। সেই সময় শুক্রের নিরক্ষীয় রেখা বরাবর বক্রতার পরিমাণ ছিল অনেক বেশি। শুক্র সেই সময় নিজের অক্ষের উপর অনেক দ্রুত ঘুরছিল। কিন্তু বক্রতার কারণে এবং শুক্রের বায়ুমন্ডলের তীব্রতার কারণে নিজের অক্ষের উপর শুক্রের গতি ক্রমশ কমতে কমতে একসময় বিপরীত দিকে ঘুরতে শুরু করে।

 

শুক্রে সূর্য উঠে পশ্চিম দিকে

শুক্র গ্রহের ক্ষেত্রে সূর্যোদয় ও সূর্যাস্তের ঘটনা ঘটে পৃথিবীর বিপরীত দিকে। শুক্র নিজের অক্ষে ঘুরছে পূর্ব থেকে পশ্চিম দিকে। এখন কেউ যদি শুক্র গ্রহে কোন এক জায়গায় দাঁড়িয়ে সূর্যকে দেখতে থাকে, তখন তার মনে হবে সূর্য আস্তে আস্তে পশ্চিম থেকে পূর্বদিকে চলে যাচ্ছে। তাই বলা চলে শুক্র গ্রহে সূর্য উঠে পশ্চিম দিকে এবং অস্ত যায় পূর্ব দিকে। কিন্তু মনে রাখা দরকার পৃথিবীতে যেমন প্রতি চব্বিশ ঘন্টায় এক বার সূর্য উঠে এবং একবার অস্ত যায়, শুক্র গ্রহে এক বার সূর্য উঠার পর আবার সূর্য উঠতে সময় লাগে 243 দিন। এর কারণ –

 

শুক্রে বছরের চেয়ে দিন বড়

পৃথিবীতে আমরা বছরের হিসাব করি সূর্যের চারপাশে একবার ঘুরে আসতে পৃথিবীর মোট কতদিন লাগে তার হিসেবে। সেরকম শুক্রেরও এক বছর হলো সূর্যের চারপাশে একবার ঘুরে আসতে তার যত দিন লাগে। সূর্যের চারপাশে এক বার ঘুরে আসতে শুক্রের লাগে 225 দিন। (এই দিন কিন্তু পৃথিবীর দিন, অর্থাৎ 1 দিন = 24 ঘন্টা)। অর্থাৎ শুক্রে 225 দিনে এক বছর।

দিনের হিসেব আমরা করি নিজের অক্ষের উপর এক বার ঘুরে আসতে আমাদের গ্রহের কত সময় লাগে তার ভিত্তিতে। পৃথিবী নিজের অক্ষের উপর চব্বিশ ঘন্টায় একবার ঘুরে আসে। তাই চব্বিশ ঘন্টায় পৃথিবীর এক দিন। শুক্রের ক্ষেত্রে নিজের অক্ষের উপর একবার ঘুরতে সময় লাগে পৃথিবীর 243 দিন। অর্থাৎ শুক্রের এক দিন সমান পৃথিবীর 243 দিন। তাহলে দেখা যাচ্ছে শুক্রের দিন শুক্রের বছরের চেয়ে বড়।

 

রহস্য আছে মঙ্গলেও। পৃথিবীর সর্বোচ্চ পর্বত এভারেস্টের উচ্চতা ৮৮৫০ মিটার। কিন্তু এভারেস্ট কি সৌরজগতের সর্বোচ্চ পর্বত? যদি না হয়, সৌরজগতের সর্বোচ্চ পর্বত কী এবং কোথায়? তার উত্তর আছে মঙ্গল গ্রহে।

 

মঙ্গলে আছে সৌরজগতের সর্বোচ্চ পর্বত

মঙ্গল গ্রহে আছে সৌরজগতের সবচেয়ে উঁচু পর্বত - অলিম্পাস মন্‌স, যার উচ্চতা প্রায় ২২ কিলোমিটার যা এভারেস্ট পর্বতের প্রায় তিন গুণ। ৩৭০ থেকে ৩০০ কোটি বছর - এই ৭০ কোটি বছর সময়কালকে মঙ্গল গ্রহের হেস্পেরিয়া পর্যায় ধরা হয়। এই সময়কালের মধ্যে মঙ্গল গ্রহের সবচেয়ে বড় আগ্নেয়গিরির উদ্‌গীরণ ঘটে এবং সীমাহীন লাভাস্রোত ভূগর্ভ থেকে বেরিয়ে ভূস্তরে লাভার সমতল স্তর তৈরি করেছে। আবার ভূস্তর ঠেলে উপরের দিকে বেরিয়ে সৃষ্টি হয়েছে অনেক পাহাড়-পর্বত। এভাবেই সৃষ্টি হয়েছে মাউন্ট অলিম্পাস।

শুধু তাই নয়, মঙ্গলেই আছে সৌরজগতের সবচেয়ে বড় অববাহিকা। ধারণা করা হচ্ছে মঙ্গলের উত্তর মেরুতে বিশাল আকৃতির এক গ্রহাণু - (যার আয়তন চাঁদের আয়তনের ৬০%) এসে আঘাত হানে। ফলে উত্তরমেরু প্রায় ২৬ কিলোমিটার দেবে গিয়ে সমতল হয়ে যায়। উত্তর মেরুর বরিয়ালিস বেসিন বা বরিয়ালিস অববাহিকার সৃষ্টি হয়েছে এভাবে। সৌরজগতের সবচেয়ে বড় অববাহিকা এই বরিয়ালিস অববাহিকা, যার দৈর্ঘ্য ১০,৬০০ কিলোমিটার, আর প্রস্থ ৮,৫০০ কিলোমিটার। এতবড় একটা প্রাকৃতিক বিপর্যয়ে মঙ্গলের আদি বায়ুমন্ডলের বেশিরভাগই ধ্বংস হয়ে গিয়েছে।

 

সৌরজগতের সবচেয়ে বড় গ্রহ বৃহস্পতি। বিষুবরেখা বরাবর মাপলে প্রায় ১৪৮,০০০ কিলোমিটার ব্যাস। হাইড্রোজেন ও হিলিয়াম গ্যাসে ভর্তি। সবচেয়ে বড় হলেও এটা সবচেয়ে বেশি বেগে ঘুরে। এর দিন মাত্র ৯ ঘন্টা ৫৫ মিনিট। বিশাল একটি কমলার তো দেখা যায় একে। এর চারটি বড় উপগ্রহও দেখা যায়। গ্যালিলিও দেখেছিলেন সেই প্রথম টেলিস্কোপের যুগে। স্যাটেলাইট পাইওনিয়ার, ভয়েজার, গ্যালিলিও সবাই বৃহস্পতিকে পরিভ্রমণ করেছে। জুনো এখন করছে। বৃহস্পতির রহস্য হলো এটির চারপাশে খুবই হালকা রিং আছে। আর ভয়াবহ রকমের বেশি চুম্বকক্ষেত্র। যার ফলে অনেক উজ্জ্বল অরোরা তৈরি হয়। প্রচুর বজ্রপাত হয়। আরো বড় রহস্য হলো এর কেন্দ্রে। বৃহস্পতির কেন্দ্রে কী আছে? সূর্য থেকে এটি যে শক্তি পায় – তার চেয়ে অনেক বেশি শক্তি উৎপাদন করে এর কেন্দ্রে। কেন্দ্রের তাপমাত্রা ৩৫ হাজার ডিগ্রি সেলসিয়াস। বৃহস্পতি যদি আর মাত্র ৭৫ গুণ বড় হতো তাহলে এর কেন্দ্রের তাপমাত্রা এত বেশি হতো যে নিউক্লিয়ার ফিশান শুরু হয়ে যেতো। আরেকটি সূর্যের মতো। বৃহস্পতির আরেকটি রহস্য হলো এর রেড স্পট।

 

বৃহস্পতির রহস্যময় লাল টিপ

১৬৬৫ সালে গ্যালিলির পর ইতালি-ফ্রান্সের জ্যোতির্বিজ্ঞানী জিওভানি ডোমিনিকো ক্যাসিনি বৃহস্পতির কালো আবছা আকাশে বিশাল এক লাল টিপ দেখতে পান। পরে জানতে পারা গেছে ওটা বৃহস্পতির বিশাল ঝড়। ক্যাসিনির পর্যবেক্ষণ থেকে বোঝা যায় ঐ ঝড় শুরু হয়েছে কমপক্ষে ৩৫০ বছর আগে। ১০০ বছর আগে এটি সবচেয়ে বড় ছিল। পৃথিবীর ব্যাসের তিন গুণ ছিল। এখন আস্তে আস্তে কমে যাচ্ছে। এখনো ওটা আমাদের পৃথিবীর ব্যাসের চেয়ে বড়। ঐ ঝড় পৃথিবীতে উঠলে পৃথিবীর কী হতো! এত দীর্ঘদিন ধরে এই ঝড় থামছে না কেন? কারণ বৃহস্পতির কোন ভূমি নেই। ভূমির সাথে ঝড়ের সংঘর্ষে শক্তি কমে যায়। বৃহস্পতির সাথে সাথে সেটা হতে পারছে না। এটা অত বড় হয়েছে কারণ ছোট ছোট ঝড়্গুলি বড় ঝড়ের সাথে মিলে গেছে। ২০০০ সালে তিনটি ছোট সাদা বিন্দু দেখা গিয়েছিল। পরে সেগুলি পরস্পর মিশে গিয়ে গাঢ় গোলাপী হয়ে যায়। এখন ওটার নাম লিটল রেড স্পট। বড়টা এত বেশি বড় যে বায়ুমন্ডলের মেঘেরও আট কিলোমিটার উপরে উঠে গেছে এর উপরের প্রান্ত। সেখানে সূর্যের অতিবেগুনি রশ্মির সাথে বিক্রিয়া করে ওটা লাল হয়ে যায়। এই চলমান ঝড় পুরোপুরি থামতে আরো কয়েক শ বছর লেগে যাবে ইতোমধ্যে যদি আবার ঝড় না ওঠে।

 

গ্যাসীয় গ্রহগুলির রহস্য সমাধান করা অনেক বেশি কষ্টকর – কারণ সেই গ্রহগুলির ভেতরে কোন স্যাটেলাইট ল্যান্ড করানো সম্ভব নয়, কারণ ল্যান্ডিং-এর জন্য ল্যান্ডই তো নেই তাদের। বৃহস্পতি, শনি, ইউরেনাস, নেপচুন – চারপাশে শুধুই গ্যাস। প্রায় পঞ্চাশ হাজার কিলোমিটার ভেতরে গেলে গ্যাসের ঘনত্ব একটু বাড়তে থাকে, তাপ বাড়তে থাকে। তারপর তরল গ্যাস। হাইড্রোজেন গ্যাসের সমুদ্র। ঘনত্ব এত বেশি যে হাইড্রোজেনকেই মনে হবে গলন্ত ধাতু। একেবারে কেন্দ্রে একটি গোলাকার পিন্ড থাকতেও পারে – কিন্তু সেটাও কোন শক্ত কিছু হবে না। গলন্ত লাভার মতো নমনীয় কিছু। ইউরেনাস নেপচুনে উত্তপ্ত পানির সমুদ্র আছে কিন্তু একফোঁটা ডাঙা নেই কোথাও। সামান্য কিছু এমোনিয়া ও মিথেন গ্যাসের উপস্থিতি আছে। সেগুলি প্রচন্ড চাপে ডায়মন্ডে পরিণত হয়ে যাচ্ছে। ১৯৯৫ সালে গ্যালিলিও প্রোব বৃহস্পতির বায়ুমন্ডলে ঢুকেছিল। মাত্র ৫৮ মিনিট টিকেছিল সেই প্রোব। ১৫৬ কিলোমিটার ভেতরে ঢুকেছিল। চাপ ও তাপে ধ্বংস হয়ে গেছে তারপর। এই গ্রহগুলির রহস্য রহস্যই থেকে যাবে সম্ভবত। হয়তো কোনদিনই জানা যাবে না নেপচুনে আসলেই হীরা আছে না কি।

 

নেপচুনে হীরার খনি

সৌরজগতের সবচেয়ে দূরের গ্রহ নেপচুন। পুরো গ্রহটি স্বচ্ছ হালকা তুষারের মতো গ্যাসে তৈরি। পুরো গ্রহটিকে জলীয় গ্রহ বলা যায়। পানিতে ভর্তি। কিন্তু কিছু মিথেন গ্যাস আছে সেই পানিতে। নেপচুনের ভেতর প্রচন্ড চাপ। সেই চাপে মিথেনের কার্বন ডায়মন্ডে পরিণত হয়। সেই ডায়মন্ড গ্রহের ভেতরের দিকে নামতে থাকে অনবরত। ক্যালিফোর্নিয়ার ল্যাবে শক্তিশালী লেজার ব্যবহার করে নেপচুনের গ্রহের ভেতরের চাপের সমপরিমাণ চাপ প্রয়োগ করে দেখা গেছে মিথেন ডায়মন্ডে পরিণত হচ্ছে। তাহলে বোঝা যাচ্ছে প্রাকৃতিকভাবে তৈরি প্রচুর  হীরা আছে নেপচুনের ভেতর।

 

বিজ্ঞানীরা সৌরজগতের আরো রহস্যের গন্ধ পাচ্ছেন। ধারণা করা হচ্ছে সৌরজগতের শেষ সীমানায় আরো বড় কোন গ্রহ লুকিয়ে আছে।

সৌরজগতের শেষ সীমানায় কি আরো বড় বড় গ্রহ লুকিয়ে আছে?

মহাকাশবিজ্ঞান ও প্রযুক্তি যত উন্নত হচ্ছে – মহাবিশ্বের রহস্য তত খুলে যাচ্ছে। ১৯৯২ সালের পর থেকে ধরলে নেপচুনের পরে আরো দুই হাজারেরও বেশি বরফরাজ্য খুঁজে পেয়েছেন বিজ্ঞানীরা। ২০০৬ সালে প্লুটো তার গ্রহত্ব হারায়। সে হয়ে পড়ে কুইপার বেল্টের আরো সব বস্তুর মতো। এগুলি এত ছোট যে কুইপার বেল্টের সবগুলি গ্রহাণুকে একসাথে করলেও সেটা পৃথিবীর চেয়ে বড় কিছু হবে না। এই বস্তুগুলির ভেতর কিছু রহস্যজনক ব্যাপার ঘটতে দেখা যাচ্ছে। কুইপার বেল্টের ছোট্ট গ্রহাণু, কিন্তু দেখা যাচ্ছে তাদের ঘূর্ণন পথ স্বাভাবিকের চেয়ে অনেক বেশি লম্বা। মনে হচ্ছে কাছাকাছি অন্য কোন বিশাল গ্রহের গ্রাভিটেশনের মাধ্যমে নিয়ন্ত্রিত হচ্ছে। ক্যালটেকের প্রফেসর কনস্টান্টিন ব্যাটাইগিন ও প্রফেসর মাইক ব্রাউন এই অনাবিষ্কৃত গ্রহকে প্ল্যানেট-নাইন বলে ডাকতে শুরু করেছেন। ২০০৬ সালের আগপর্যন্ত সৌরজগতের প্ল্যানেট-নাইন ছিল প্লুটো। তাঁরা হিসেব করে দেখেছেন এই অনাবিষ্কৃত গ্রহটি প্লুটোর চেয়ে তিন হাজার গুণ ভারী, পৃথিবীর চেয়ে দশ গুণ।

এই নতুন গ্রহ কি আবিষ্কৃত হবে কোনদিন? যদি হয়, রহস্যময় সৌরজগতের রহস্য আরো বাড়বে তাতে কোন সন্দেহ নেই।

 

তথ্যসূত্র

১। হিথার কুপার ও নিজেল হেনবেস্ট, দ্য ইউনিভার্স এক্সপ্লেইনড, ফায়ারফ্লাই বুক্‌স, নিউইয়র্ক, ২০১৮।

২। পল মারডিন, দ্য সিক্রেট লাইভস অব প্ল্যানেটস, হোডার অ্যান্ড স্টাফটন, লন্ডন, ২০১৯।

৩। রিচার্ড করফিল্ড, লাইভস অব দ্য প্ল্যানেটস, ব্যাসিক বুকস, নিউইয়র্ক, ২০০৭।

৪। অ্যান্ড্রু কোহেন ও ব্রায়ান কক্স, প্ল্যানেটস, উইলিয়াম কলিন্স, লন্ডন, ২০১৪।

৫। প্রদীপ দেব – অর্ক ও সূর্যমামা (২০১৫), পৃথিবী সূর্যের তৃতীয় গ্রহ (২০১৬), চাঁদের নাম লুনা (২০১৭), বুধ যে গ্রহের একদিন সমান দুই বছর (২০১৮), শুক্র যে গ্রহে সূর্য উঠে পশ্চিম দিকে (২০১৯), লাল গ্রহ মঙ্গল (২০২০), মীরা প্রকাশন, ঢাকা; মঙ্গলে অভিযান (২০২০), প্রথমা, ঢাকা।

_______________

বিজ্ঞানচিন্তা এপ্রিল ২০২৪ সংখ্যায় প্রকাশিত