একটি গ্যাস দৈত্য গঠন সময়ের বিরুদ্ধে একটি প্রতিযোগিতা। নতুন গঠিত নক্ষত্রের উষ্ণতা দ্বারা গ্রহ গঠিত হয়, যা নিকটবর্তী গ্রহ-গঠনকারী অঞ্চল থেকে দ্রুত সব খালি গ্যাস অপসারণ করে। একটি গ্যাস জায়ান্ট তৈরি করতে, এই প্রক্রিয়ার আগে একটি বড়, পাথুরে গ্রহ গঠন করতে হবে এবং তাদের সবাইকে অবশ্যই একটি মহাকর্ষীয় শক্তি তৈরি করতে হবে যা ধাক্কা না দিয়ে গ্যাসকে আকর্ষণ করতে পারে।
এই প্রক্রিয়াটি অবশ্যই বৃহস্পতি এবং শনির মতো গ্রহগুলিকে একটি শক্ত, পাথুরে নিউক্লিয়াস দিয়ে গ্যাসের গভীরে চাপা দিতে হবে। কিন্তু মূল রচনা নিশ্চিত করা কঠিন। গবেষকরা এখন নিউক্লিয়াস থেকে সূক্ষ্ম মহাকর্ষীয় প্রভাব সনাক্ত করতে শনির বলয়ের বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করেছেন। যদিও চূড়ান্ত নয়, ফলাফলগুলি দেখায় যে নিউক্লিয়াসটি বড় এবং কঠিন, পাথুরে অংশটি এলাকায় ব্যাপক।
একটি ভাঁজ চেহারা?
পৃথিবী এবং মঙ্গলের মতো গ্রহগুলি এত উত্তপ্ত ছিল যে নিউক্লিয়াসের ভারী উপাদান এবং উপরের হালকা পদার্থের সাথে একটি স্তর কাঠামো তৈরি করে। একটি বড় গ্যাসের খাম আঁকতে যথেষ্ট বড় গ্রহের দেহে একই জিনিস ঘটতে হবে। ফলস্বরূপ, গ্যাস দৈত্য অভ্যন্তরের প্রাথমিক মডেলগুলি স্তরের একটি সিরিজের প্রস্তাব দেয়: একটি ধাতব অভ্যন্তরীণ কোর যা একটি পাথুরে স্তর দ্বারা বেষ্টিত, এবং তারপর উপরে থাকা বায়বীয় বায়ুমণ্ডলীয় স্তর দ্বারা সংকুচিত ধাতব গ্যাস।
সিস্টেমের চারপাশে ক্যাসিনি প্রোবের গতিবিধি পর্যবেক্ষণ করে আমরা শনির মহাকর্ষীয় ক্ষেত্র সম্পর্কে কিছু তথ্য পেয়েছি। অতিরিক্ত তথ্য এই অনুমান থেকে আসে যে গ্রহে পদার্থের চলাচল রিংগুলিতে বিভিন্ন ঘনত্বের অঞ্চল তৈরি করে এবং রিংগুলি এমন চিত্র তৈরি করে যা সূর্যের পিছন থেকে আলোকিত হওয়ার সময় কল্পনা করা যায়।
নতুন কাজটি শনির বলয়ে আমরা যে তরঙ্গগুলি পাই তার উপর ভিত্তি করে। আসলে, গবেষকরা শনির নিউক্লিয়াস কেমন হতে পারে তার অনেক মডেল তৈরি করেছেন এবং পরীক্ষা করেছেন যে মডেলগুলি আসলে আমরা যে প্যাটার্নগুলি দেখি তা তৈরি করে কিনা। রিয়েল-ওয়ার্ল্ড ডেটা তখন শনির নিউক্লিয়াসের সম্ভাব্য উপাদানগুলিকে সীমাবদ্ধ করতে ব্যবহৃত হয়।
উদাহরণস্বরূপ, রিংগুলির নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্য রয়েছে, এর অর্থ হল শনির অভ্যন্তরে কিছু অভ্যন্তরীণ বিভাজন রয়েছে। অভ্যন্তরীণ প্রভাবের ফলে বৈশিষ্ট্যগুলি উদ্ভূত হয় মহাকর্ষীয় তরঙ্গ (দ্রষ্টব্য: মাধ্যাকর্ষণ তরঙ্গ) অভ্যন্তরীণ কোরে। মহাকর্ষীয় তরঙ্গের উপস্থিতি ইঙ্গিত করে যে দুটি স্তরের মধ্যে একটি সীমানা রয়েছে যা কিছু দ্বারা পৃথক করা হয়, যেমন ঘনত্ব বা রাসায়নিক গঠন যা একটি নিউক্লিয়াসকে অভ্যন্তরীণ সঞ্চালন থেকে রক্ষা করে।
সীমা নির্ধারণ
সাধারণভাবে, রিং এর বৈশিষ্ট্যগুলি অনেক উপাদান বাদ দিতে সাহায্য করে। উদাহরণস্বরূপ, যদি নিউক্লিয়াস এবং গ্যাস খামের মধ্যে একটি ধারালো সীমানা থাকে, তবে রিংটিতে দৃশ্যমান তরঙ্গগুলির উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সি থাকবে। যেহেতু এটি হয় না, তাই উভয়ের মধ্যে সীমানা কিছুটা অস্পষ্ট হওয়া উচিত। একই সময়ে, সীমানা এত অস্পষ্ট হতে পারে না যে শনির মধ্যে স্তরগুলির মধ্যে কোন স্পষ্ট সীমানা নেই। যদি এটি সত্য হয়, তাহলে রিংয়ে দৃশ্যমান বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে একটি তৈরি করা সম্ভব হবে না।
সাধারণভাবে, যে মডেলগুলি তথ্যের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ তা দেখায় যে শনির পারমাণবিক খামটি গ্রহের কেন্দ্র থেকে যথেষ্ট দূরত্বে, পৃষ্ঠের পথে যাওয়ার প্রায় 60 শতাংশ। এটি প্রায় 60,000 কিলোমিটার ব্যাসার্ধ বা পৃথিবীর ব্যাসার্ধের নয় গুণ।
নিউক্লিয়াসের সঠিক গঠন বোঝা খুব কঠিন, কারণ সীমাবদ্ধতাগুলি বেশ বিস্তৃত। নিউক্লিয়াসে ভারী উপাদানের মোট ভর পৃথিবীর ভরের প্রায় 19 গুণ, এবং যদিও এই উপাদানগুলির বেশিরভাগই পানির বরফ হতে পারে, এটি গ্যাসের দৈত্য গঠনের মডেলগুলির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ যা কেন্দ্রে শিলা এবং লোহা রাখে। নিউক্লিয়াসের মোট ভর পৃথিবীর ভরের 55 গুণ পর্যন্ত হতে পারে, যা অন্যান্য অনেক উপকরণের উপস্থিতি নির্দেশ করে – সম্ভবত ধাতু হাইড্রোজেন এবং হিলিয়াম।
যখন হাইড্রোজেন ভিতরের কোরে পৌঁছায়, তখন এটি অবশ্যই একটি ধাতব তরল গঠন করে যা সহজেই লোহা এবং সিলিকেট শিলার সাথে মিশতে পারে।
যাই হোক না কেন, গ্রহ গঠনের মডেলগুলির উপর ভিত্তি করে আমরা যে সুন্দরভাবে কাঠামোগত স্তরগুলির অস্তিত্ব আশা করি তা সেখানে উপস্থিত হয় না। এই ধারণা, ইঙ্গিত সহ যে বৃহস্পতির একটি বিস্তৃত নিউক্লিয়াস থাকতে পারে, বিকল্প মডেলগুলির পক্ষে যা দৈত্যদের ‘গ্রহের’ নিউক্লিয়াস পাথুরে দেহের মতো একই বিবর্তনীয় প্রক্রিয়ার অধীন নয়।
বিকল্পভাবে, পারমাণবিক বিস্তার ঘটে কারণ অভ্যন্তরীণ নিউক্লিয়াসের অবস্থা হাইড্রোজেনকে ধাতব তরল করে তোলে যা সহজেই লোহা এবং গলিত সিলিকেট শিলার সাথে মিশতে পারে। সুতরাং, একটি প্রাথমিক, স্তরযুক্ত কাঠামো ধীরে ধীরে ক্ষয় হতে পারে এবং সময়ের সাথে ধসে পড়তে পারে।
আবার, এই নিবন্ধটি শনির অভ্যন্তরে কী ঘটছে তার শেষ শব্দ হিসাবে নেওয়া উচিত নয়। ডেটা কাস্টমাইজ করার অনেক উপায়ে চেষ্টা করার পরেও, গবেষকরা এই সিদ্ধান্তে উপনীত হন যে “মডেলগুলির মধ্যে কোনটিই সম্পূর্ণ সন্তোষজনক নয়”, যার অর্থ গবেষকদের কাছে প্যারামিটার পরিবর্তন করার বা বৈশিষ্ট্যগুলি আরও ভালভাবে মানিয়ে নেওয়ার অনেক বিকল্প রয়েছে।
প্রাকৃতিক জ্যোতির্বিজ্ঞান, 2021. DOI: 10.1038 / s41550-021-01448-3 (DOI সম্পর্কে)।
