রেডিও জ্যোতির্বিদ্যা এবং বহির্গ্রহ: তরঙ্গ সংকেতের মাধ্যমে মহাবিশ্বের কথা শোনা

আকাশের দিকে তাকানো সবসময়ই প্রশ্নের এক অশেষ উৎস। মাত্র এক শতাব্দী আগে, রেডিও জ্যোতির্বিদ্যা আমাদের চোখ যা দেখতে পারে তার বাইরেও মহাবিশ্ব অন্বেষণের জন্য একটি নতুন জানালা খুলে দিয়েছিল। সৌরজগতের বাইরের গ্রহ - এক্সোপ্ল্যানেট - থেকে রেডিও সংকেত সনাক্ত করার ক্ষমতা জীবনের সন্ধান এবং মহাবিশ্বের গঠন এবং বিবর্তন সম্পর্কে আমাদের বোঝার ক্ষেত্রে বিপ্লব ঘটাচ্ছে। আজ, রেডিও তরঙ্গ আমাদের মহাকাশের স্পন্দন শুনতে এবং ধুলো, গ্যাস বা দূরত্ব দ্বারা সম্পূর্ণরূপে লুকানো পৃথিবীগুলি অন্বেষণ করার সুযোগ দেয়।

রেডিও জ্যোতির্বিদ্যায় গভীরভাবে প্রবেশ করা মানে বিজ্ঞানের এমন একটি শাখায় নিজেকে ডুবিয়ে দেওয়া যেখানে উন্নত প্রযুক্তি, পদার্থবিদ্যা, জ্যোতির্পদার্থবিদ্যা এবং কিছুটা অন্তর্দৃষ্টির সমন্বয় ঘটে। এই প্রবন্ধে রেডিও জ্যোতির্বিদ্যা কী, দুর্ঘটনাক্রমে জন্মের পর থেকে এটি কীভাবে বিকশিত হয়েছে, রেডিও টেলিস্কোপের অপরিহার্য ভূমিকা, বহির্গ্রহ থেকে সংগৃহীত সর্বশেষ সংকেত এবং কেন আমরা মানবজাতির মতোই প্রাচীন প্রশ্নের উত্তর খুঁজে পাওয়ার আরও কাছাকাছি চলে এসেছি তা অন্বেষণ করা হয়েছে।

রেডিও জ্যোতির্বিদ্যা কী এবং কেন এটি জ্যোতির্বিদ্যায় বিপ্লব এনেছে?

রেডিও জ্যোতির্বিদ্যা হল মহাবিশ্বের অধ্যয়ন যার মাধ্যমে রেডিও তরঙ্গ পরিসরে তড়িৎ চৌম্বকীয় বিকিরণ. দৃশ্যমান আলোর উপর নির্ভরশীল ঐতিহ্যবাহী জ্যোতির্বিদ্যার বিপরীতে, রেডিও জ্যোতির্বিদ্যা অনেক দীর্ঘ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের স্বর্গীয় বস্তু দ্বারা নির্গত তথ্যের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে, যা লুকানো বা দূরবর্তী মহাজাগতিক ঘটনাগুলি বোঝার ক্ষেত্রে এটিকে অনেকগুলি বিশাল সুবিধা দেয়।

রেডিও তরঙ্গ ঘন গ্যাস এবং মহাজাগতিক ধুলোর মেঘের মধ্য দিয়ে যেতে পারে।, আমাদেরকে স্থানের এমন অঞ্চল পর্যবেক্ষণ করার সুযোগ করে দেয় যেখানে আলোক আলো কখনও অতিক্রম করতে পারে না। এর অর্থ হল এক বিরাট পরিবর্তন, কারণ আমরা এখন নক্ষত্র তৈরির অঞ্চল, গ্যালাক্টিক কেন্দ্র, মহাজাগতিক মাইক্রোওয়েভ পটভূমি বিকিরণ - বিগ ব্যাংয়ের জীবাশ্ম প্রতিধ্বনি - এবং পালসার, কোয়ারসার এবং এক্সোপ্ল্যানেটের মতো বিদেশী বেশ কয়েকটি বস্তু সনাক্ত এবং অধ্যয়ন করতে পারি।

দেখা যাচ্ছে যে আকাশের সমস্ত বস্তু তড়িৎ চৌম্বকীয় বর্ণালীর সমস্ত অংশে একই তীব্রতা নির্গত করে না। দৃশ্যমান তরঙ্গ সাধারণত বস্তুর তাপমাত্রার ফলে উৎপন্ন হয়, অন্যদিকে রেডিও তরঙ্গ সাধারণত চৌম্বক ক্ষেত্রের মধ্য দিয়ে শক্তিমান চার্জযুক্ত কণার চলাচল থেকে উদ্ভূত হয়।. দূরবর্তী বহির্গ্রহ থেকে আমরা যে সংকেতগুলি খুঁজি তা উৎপন্ন করার প্রক্রিয়াগুলি বোঝার জন্য এই বিশদটি অপরিহার্য।

রেডিও জ্যোতির্বিদ্যার উৎপত্তি এবং মহাবিশ্ব সম্পর্কে আমাদের ধারণার উপর এর প্রভাব

রেডিও জ্যোতির্বিদ্যার আধুনিক ইতিহাস শুরু হয়১৯৩১ সালে, যখন প্রকৌশলী কার্ল জানস্কি, টেলিফোন লাইনে হস্তক্ষেপ তদন্ত করার সময়, তিনি মিল্কিওয়ের কেন্দ্র থেকে আসা রেডিও সংকেত সনাক্ত করেন।. প্রথমে, কেউ আবিষ্কারের দিকে খুব একটা মনোযোগ দেয়নি, কিন্তু ১৯৩৭ সালে গ্রোট রেবার প্রথম বাড়িতে তৈরি রেডিও টেলিস্কোপ তৈরি করেন এবং আমাদের চোখের অদৃশ্য আকাশের প্রথম মানচিত্র আঁকতে শুরু করেন।

দশকের পর দশক ধরে, রেডিও জ্যোতির্বিদ্যা বিপ্লবী আবিষ্কারের নায়ক হয়ে উঠেছে: অন্ধকার পদার্থ, দূরবর্তী ছায়াপথ, কোয়াসার, পালসার অথবা মাইক্রোওয়েভ পটভূমি বিকিরণ —যার জন্য এ. পেনজিয়াস এবং আর. উইলসন ১৯৭৮ সালে নোবেল পুরষ্কার পেয়েছিলেন—। বায়ুমণ্ডলের মধ্য দিয়ে যাওয়া এবং অত্যাধুনিক স্থল-ভিত্তিক অ্যান্টেনায় পৌঁছানো সেই দুর্বল সংকেতগুলি ধারণ করার জন্য ধন্যবাদ।

রেডিও জ্যোতির্বিদ্যার গুরুত্ব প্রতিফলিত হয় যে এটি গ্যালাক্সির গতিবিদ্যা, অন্ধকার পদার্থের অস্তিত্ব, মহাকাশে অনেক কাঠামোর উৎপত্তি এবং পালসার এবং কৃষ্ণগহ্বরের মতো চরম বস্তুর পদার্থবিদ্যা সম্পর্কে আমাদের জ্ঞান উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করেছে।. আমাদের বর্তমান মহাবিশ্বের চিত্রের বেশিরভাগই রেডিও ব্যান্ডে সংগৃহীত তথ্যের কারণে।

পর্যবেক্ষণ পদ্ধতি: রেডিও টেলিস্কোপ এবং ইন্টারফেরোমিটার

মহাকাশ থেকে আসা সংকেত সনাক্ত করা সহজ নয়। আমরা যে রেডিও বিকিরণ গ্রহণ করি তা অত্যন্ত দুর্বল, এবং বায়ুমণ্ডল কেবলমাত্র একটি নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সি পরিসরের মধ্য দিয়ে যেতে দেয়।, তথাকথিত "রেডিও উইন্ডো", যা 15 MHz থেকে 900 GHz পর্যন্ত। দূরবর্তী বা ক্ষীণ মহাজাগতিক ঘটনা পর্যবেক্ষণ করার জন্য, রেডিও জ্যোতির্বিদ্যায় বিশাল প্যারাবোলিক অ্যান্টেনা বা সিঙ্ক্রোনাইজেশনে কাজ করে এমন ছোট অ্যান্টেনার অ্যারে ব্যবহার করা হয়।

রেডিও টেলিস্কোপ, যেমন কিংবদন্তি আরেসিবো—যার ৩০৫ মিটার লম্বা থালা, যা ভেঙে পড়ার আগে পর্যন্ত সবচেয়ে বড়গুলির মধ্যে একটি—অথবা মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের ভেরি লার্জ অ্যারে, তারা ধাতব প্যারাবোলা থেকে কেন্দ্রবিন্দুতে ঘনীভূত সংকেতগুলিকে প্রশস্তকরণ এবং বিশ্লেষণ করে কাজ করে. সেই সময়ে, অতি-সংবেদনশীল রিসিভারগুলি দূরবর্তী বস্তু থেকে আসা ক্ষুদ্রতম শক্তির ওঠানামাকে প্রশস্ত করে এবং রেকর্ড করে।

রেজোলিউশন উন্নত করার জন্য, সবচেয়ে বিপ্লবী কৌশল হল এর ব্যবহার ইন্টারফেরোমেট্রি. ইন্টারফেরোমিটার হাজার হাজার কিলোমিটার (এমনকি কক্ষপথেও) দ্বারা পৃথক অ্যান্টেনা থেকে সংকেত একত্রিত করতে পারে, গ্রহের আকারের রেডিও টেলিস্কোপের অনুকরণ. এই কৌশলটি খুব দূরবর্তী রেডিও উৎসগুলির সুনির্দিষ্ট অবস্থান, ছায়াপথের মধ্যে কাঠামো সনাক্তকরণ এবং পূর্বে দুর্গম ঘটনা আবিষ্কারের অনুমতি দেয়।

আজ, স্কয়ার কিলোমিটার অ্যারে (SKA) এর মতো প্রকল্পগুলি পর্যবেক্ষণ এবং রেজোলিউশন ক্ষমতাকে আমরা যা কল্পনাও করি তার চেয়েও বেশি প্রসারিত করার প্রতিশ্রুতি দেয়।

বহির্গ্রহ অন্বেষণের জন্য রেডিও তরঙ্গ কেন গুরুত্বপূর্ণ?

সৌরজগতের বাইরের জগতের অনুসন্ধান বিজ্ঞানের সবচেয়ে উত্তেজনাপূর্ণ সীমানাগুলির মধ্যে একটি। এক্সোপ্ল্যানেট, অন্যান্য নক্ষত্রকে প্রদক্ষিণকারী গ্রহগুলি হল ঐতিহ্যবাহী অপটিক্যাল পদ্ধতিতে সনাক্ত করা অত্যন্ত কঠিন বিশাল দূরত্ব এবং তাদের সূর্যের উজ্জ্বলতার কারণে। এখানে, রেডিও জ্যোতির্বিদ্যা পরিপূরক পদ্ধতি এবং গুরুত্বপূর্ণ সুবিধা প্রদান করে।

রেডিও তরঙ্গ মহাজাগতিক ধুলো দ্বারা প্রভাবিত হয় না, এবং এর মধ্যে মিথস্ক্রিয়া নির্দেশ করতে পারে গ্রহীয় চৌম্বক ক্ষেত্র এবং তাদের হোস্ট নক্ষত্রের নক্ষত্রীয় প্লাজমার চার্জিত কণা. যদি একটি বৈশিষ্ট্যপূর্ণ রেডিও সংকেত সনাক্ত করা হয়, তাহলে আমরা কেবল একটি বহির্গ্রহের অস্তিত্বই নয়, এর চৌম্বক ক্ষেত্র এবং বায়ুমণ্ডল সম্পর্কেও তথ্য বের করতে পারি। এই দুটি বিষয় মৌলিক কারণ একটি চৌম্বক ক্ষেত্র একটি গ্রহের বায়ুমণ্ডলকে রক্ষা করতে পারে এবং এর ফলে এটিকে সম্ভাব্যভাবে বসবাসযোগ্য করে তুলতে পারে।.

২০২৪ সালে, YZ Ceti b, একটি ছোট, পাথুরে বহির্গ্রহ থেকে রেডিও সংকেত আবিষ্কার করা হয়, পৃথিবীর মতো চৌম্বক ক্ষেত্রের উপস্থিতি নির্দেশ করে একটি মাইলফলক চিহ্নিত করেছে. এই ধরনের ক্ষেত্রগুলি সরাসরি সনাক্ত করা অত্যন্ত কঠিন: রেডিও জ্যোতির্বিদ্যা আমাদের গ্রহ এবং তার নক্ষত্রের মধ্যে মিথস্ক্রিয়ার ফলে সৃষ্ট নির্গমন পর্যবেক্ষণ করে তা করতে সাহায্য করে।

মহাজাগতিক রেডিও তরঙ্গের পদার্থবিদ্যা: প্রক্রিয়া এবং উৎস

মহাকাশীয় বস্তু থেকে নির্গত রেডিও তরঙ্গের উৎপত্তি খুবই বৈচিত্র্যময়। এগুলির সবগুলি দৃশ্যমান আলোর মতো একই পদার্থবিদ্যা থেকে আসে না। নক্ষত্র এবং বেশিরভাগ দৃশ্যমান বস্তুতে, বিকিরণ তাপমাত্রার ফলাফল: একে তাপীয় বিকিরণ বলা হয়।. তবে, রেডিও সম্প্রচারের একটি বড় অংশ উৎপন্ন হয় বিশাল চৌম্বক ক্ষেত্রে শক্তিশালী ইলেকট্রনের চলাচল.

একটি সাধারণ প্রক্রিয়া হল সিনক্রোট্রন বিকিরণ, যা তখন ঘটে যখন চার্জিত কণা—যেমন ইলেকট্রন—চৌম্বক ক্ষেত্র রেখার চারপাশে উচ্চ গতিতে সর্পিল। এই ঘটনাটি ব্যাখ্যা করার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ যে কেন আমরা রেডিওতে মিল্কিওয়ের সমতলকে এত উজ্জ্বল দেখতে পাই, যখন সূর্য এই পরিসরে খুব কমই সনাক্ত করা যায়।

মহাবিশ্বে রেডিও নির্গমনের অন্যান্য গুরুত্বপূর্ণ উৎস হল সুপারনোভা, পালসার, নীহারিকা এবং সক্রিয় গ্যালাকটিক নিউক্লিয়াস (কোয়াসার). রেডিও জ্যোতির্বিদ্যার জন্য ধন্যবাদ, আমরা আমাদের ছায়াপথের বাইরেও দেখতে পাই, দূরবর্তী ছায়াপথ বা মহাবিশ্বের পর্যবেক্ষণযোগ্য প্রান্তে পাওয়া রহস্যময় বস্তু সনাক্ত করতে পারি।

সৌরজগতে রেডিও জ্যোতির্বিদ্যা: বৃহস্পতি থেকে গ্রহাণু পর্যন্ত

রেডিও জ্যোতির্বিদ্যা কেবল দূরবর্তী জিনিস অধ্যয়নের জন্যই কার্যকর নয়। আমাদের নিজস্ব সৌরজগতের মধ্যে এটি গুরুত্বপূর্ণ ছিল গ্রহ, চাঁদ, সূর্য এবং ধূমকেতু এবং গ্রহাণুর মতো ছোট বস্তুর রহস্য উন্মোচন করুন. উদাহরণস্বরূপ, বৃহস্পতি গ্রহ তার শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্রের কারণে রেডিও তরঙ্গের একটি শক্তিশালী উৎস, যা পৃথিবী থেকেও সনাক্তযোগ্য সিনক্রোট্রন বিকিরণ উৎপন্ন করে।

রেডিও টেলিস্কোপও এটি সম্ভব করেছে শুক্র গ্রহের পৃষ্ঠের মানচিত্র তৈরি করো —যার ঘন বায়ুমণ্ডল দৃশ্যমান আলোর জন্য দুর্ভেদ্য—রাডার কৌশল ব্যবহার করে। ক্যাসিনি এবং জুনো প্রোবগুলি শনি এবং বৃহস্পতির বায়ুমণ্ডলের গঠন তদন্ত করতে এবং টাইটানের মতো চাঁদে মিথেন হ্রদ সনাক্ত করতে রেডিও যন্ত্র ব্যবহার করেছে।

এমনকি গ্রহাণুগুলিও রেডিও জ্যোতির্বিদ্যা ব্যবহার করে অধ্যয়ন করা হয়েছে, যা OSIRIS-REx এর মতো মিশনের জন্য নমুনা স্থান নির্বাচন করতে এবং উল্কাবৃষ্টির তদন্তে সহায়তা করেছে, যার আয়নিত পথগুলি দিনের বেলাতেও রেডিও দ্বারা সনাক্ত করা যেতে পারে।

রেডিও টেলিস্কোপ: প্রয়োজনীয় বৈশিষ্ট্য এবং কার্যকারিতা

একটি রেডিও টেলিস্কোপ এটি এমন একটি যন্ত্র যা মহাকাশ থেকে আসা দুর্বলতম রেডিও সংকেতগুলিকে ক্যাপচার, প্রশস্তকরণ এবং বিশ্লেষণ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।. এই ডিভাইসগুলির সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্যগুলি হল:

• বড় আকার: স্যাটেলাইট ডিশ যত বড় হবে, দুর্বল সংকেত ক্যাপচার করার এবং কৌণিক রেজোলিউশন উন্নত করার ক্ষমতা তত বেশি হবে।
• খুব সংবেদনশীল: রিসিভার এবং অ্যামপ্লিফায়ারগুলি শক্তির ক্ষুদ্র তারতম্য সনাক্ত করার ক্ষেত্রে অত্যন্ত সূক্ষ্ম।
• দূরবর্তী অবস্থান: মানুষের সৃষ্ট হস্তক্ষেপ (রেডিও, সেল ফোন, রাডার) এড়াতে, এগুলি সাধারণত নগর কেন্দ্র থেকে অনেক দূরে অবস্থিত।

রেডিও টেলিস্কোপগুলি একা অথবা নেটওয়ার্কের অংশ হিসেবে কাজ করতে পারে যা ব্যবহার করে ইন্টারফেরোমেট্রি তথ্য একত্রিত করতে এবং আরও বড় অ্যান্টেনা অনুকরণ করতে, আরও বিস্তারিত পর্যবেক্ষণ অর্জন করতে।

সাম্প্রতিক অগ্রগতি: বহির্গ্রহ থেকে সংকেত এবং নতুন চ্যালেঞ্জ

সনাক্তকরণের খবর এক্সোপ্ল্যানেট YZ Ceti b থেকে বারবার রেডিও সংকেত একটি উদীয়মান কৌশলের দরজা খুলে দিয়েছে: রেডিও নির্গমনের মাধ্যমে অন্যান্য গ্রহের চৌম্বক ক্ষেত্রের চিহ্ন অনুসন্ধান করা। এই পদ্ধতিটি অনুসন্ধানে অগ্রগতির সুযোগ দেয় সম্ভাব্য বাসযোগ্য গ্রহ, যেহেতু চৌম্বক ক্ষেত্র নক্ষত্রীয় বিকিরণের বিরুদ্ধে একটি অপরিহার্য ঢাল এবং ঘন বায়ুমণ্ডল ধরে রাখার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

সনাক্ত করা নির্গমনগুলি YZ Ceti এর চৌম্বক ক্ষেত্র এবং তার নক্ষত্র দ্বারা নির্গত প্লাজমার মধ্যে মিথস্ক্রিয়া থেকে এসেছে বলে মনে হচ্ছে। এই ঘটনাটি বৃহস্পতির মতোই, কিন্তু পৃথিবীর কাছাকাছি একটি ছোট, পাথুরে গ্রহে এটি খুঁজে পাওয়া একটি সত্যিকারের বৈজ্ঞানিক মাইলফলক। তাছাড়া, এই ঘটনাগুলি প্রায়শই নক্ষত্র এবং গ্রহ উভয় ক্ষেত্রেই অরোরার সাথে থাকে। — ঠিক যেমন পৃথিবীতে ঘটে — যা গ্রহের চৌম্বক ক্ষেত্রের অস্তিত্বের অনুমানকে আরও শক্তিশালী করে।

বহির্জাগতিক জীবনের অনুসন্ধান: রেডিও তরঙ্গের ভূমিকা

রেডিও জ্যোতির্বিদ্যাও অন্যতম প্রধান কৌশল পৃথিবীর বাইরে জীবনের সন্ধান. SETI প্রকল্পের মতো উদ্যোগগুলি অন্যান্য তারকা ব্যবস্থায় অবস্থিত বুদ্ধিমান সভ্যতা থেকে কৃত্রিম সংকেত সনাক্ত করার জন্য রেডিও টেলিস্কোপ ব্যবহার করে।

তারিখ, কৃত্রিম উৎসের কোনও স্পষ্ট সংকেত পাওয়া যায়নি, তবে উন্নত প্রযুক্তি এবং পদ্ধতি প্রচলিত রেডিও জ্যোতির্বিদ্যাকে উল্লেখযোগ্যভাবে উপকৃত করেছে।. একদিন অন্য জগত থেকে আসা বার্তা আটকে দেওয়ার আশা এই শৃঙ্খলার বিকাশের পিছনে অন্যতম প্রধান চালিকা শক্তি হিসেবে রয়ে গেছে।

এই ক্ষেত্রটি এর সাথেও যুক্ত মহাবিশ্ব থেকে আসা রহস্যময় সংকেত নিয়ে গবেষণা, যা আমাদের বোধগম্যতাকে চ্যালেঞ্জ করে এবং অধ্যয়নের নতুন পথ খুলে দেয়।

রেডিও জ্যোতির্বিদ্যার ভবিষ্যৎ এবং প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ

অগ্রগতি সত্ত্বেও, রেডিও জ্যোতির্বিদ্যা উল্লেখযোগ্য চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি: স্থলজ সংকেতের সাথে হস্তক্ষেপ (রেডিও, টেলিভিশন, উপগ্রহ) এবং ক্রমবর্ধমান সংবেদনশীল এবং সুনির্দিষ্ট যন্ত্র তৈরির প্রয়োজনীয়তা। ফলস্বরূপ, নতুন রেডিও টেলিস্কোপগুলি অত্যন্ত প্রত্যন্ত অঞ্চলে অবস্থিত, এবং পৃথিবী এবং মহাকাশ থেকে রেডিও দূষণ সম্পর্কে ক্রমবর্ধমান উদ্বেগ রয়েছে (উদাহরণস্বরূপ, নিম্ন কক্ষপথে হাজার হাজার উপগ্রহের আগমনের সাথে)।

বৃহৎ পরিসরে আন্তর্জাতিক প্রকল্পের উন্নয়ন এই বাধাগুলির অনেকগুলি অতিক্রম করবে। বিশ্বব্যাপী সহযোগিতা এবং প্রযুক্তিগত উদ্ভাবন রেডিও তরঙ্গের মাধ্যমে মহাবিশ্ব অন্বেষণ করার আমাদের ক্ষমতাকে আরও বাড়িয়ে তুলবে।, নতুন সংকেত সনাক্তকরণ এবং পূর্বে অকল্পনীয় ঘটনা আবিষ্কারের সম্ভাবনা উন্মোচন করে।

ইতিহাস জুড়ে, এই ক্ষেত্রটি মহাবিশ্ব সম্পর্কে আমাদের দৃষ্টিভঙ্গিকে রূপান্তরিত করার ক্ষমতা প্রদর্শন করেছে। দুর্ঘটনাজনিত আবিষ্কার থেকে শুরু করে বহির্গ্রহের চৌম্বক ক্ষেত্র অন্বেষণ পর্যন্ত, রেডিও জ্যোতির্বিদ্যা একটি মূল হাতিয়ার হিসেবে রয়ে গেছে। প্রতিটি সংকেত, প্রতিটি পটভূমির শব্দ এবং প্রতিটি তরঙ্গ যা আমরা গ্রহণ করি তার মধ্যে এমন গোপন রহস্য থাকতে পারে যা আমাদের মহাবিশ্ব এবং সেখানে জীবনের সম্ভাবনা বুঝতে সাহায্য করে।