শনির বুকে ঝড়ের কারণ ভেতরের তাপ by এনামুল হক

শনির বায়ুম-লে জেটের ঝঞ্ঝাময় প্রবাহ ঘটে চলে। এই প্রবাহের স্থানগুলোতে বায়ুর গতি অন্যান্য জায়গার তুলনায় বেশি। জেটের এই প্রবাহ শনির পূর্ব ও পশ্চিম অভিমুখে ঘটে। শনির বায়ুম-লে জেটের এই তরঙ্গায়িত কাঠামো কিভাবে চালিত হয় এবং জেটের প্রবাহ কোত্থেকে সেই শক্তিটুকু পায় তা জানার জন্য বিজ্ঞানীরা বহু বছর যাবৎ চেষ্টা করে

আসছিলেন। এখন গ্রহযান ক্যাসিনির পাঠানো ছবি বিশ্লেষণন করে তারা সেই রহস্যের পর্দা উন্মোচন করেছেন। জবাব পেয়েছেন দীর্ঘদিনের প্রশ্নের।
এক নতুন গবেষণায় বিজ্ঞানীরা আবিষ্কার করেছেন যে, শনিগ্রহের ভেতরকার উত্তাপ জেট প্রবাহের শক্তি যোগায়। শনির অভ্যন্তরীণ তাপ থেকে পানির ঘনীভবনের কারণে বায়ুম-লে তাপমাত্রার পার্থক্য ঘটে। তাপমাত্রার তারতম্যের কারণে সৃষ্টি হয় ঘূর্ণিবায়ু বা প্রবল চাঞ্চল্য; যা একই অক্ষাংশ বা নির্দিষ্ট এলাকার বায়ুকে সামনে-পেছনে ঠেলে দেয়। আর ঘূর্ণায়মান গিয়ার যেমন কনভেসার বেল্টকে চালিত করে তেমনিভাবে ঐ ঘূর্ণিবায়ু জেটের প্রবাহ সৃষ্টিও ত্বরান্বিত করে। এই গবেষণায় গত কয়েক বছর ধরে ক্যাসিনির সংগৃহীত কয়েক শ’ ছবিকে কাজে লাগানো হয়েছে। গবেষণার এই তথ্যবলী ‘ইকারুস’ সাময়িকীর জুন মাসের সংখ্যায় প্রকাশ করা হয়।
অন্য এক গবেষণায় ধরে নেয়া হয়েছিল যে শনির বায়ুম-লে তাপমাত্রার এই তারতম্যের জন্য যে এনার্জির দরকার হয় সেটা আসে সূর্য থেকে। এটা আমাদের জানা যে, শনি ও বৃহস্পতির মতো গ্রহগুলোর বায়ুম-ল মাত্র দু’জায়গা থেকে এনার্জি পেতে পারে। একটা হলো সূর্য । অন্যটি হলো অভ্যন্তরীণ তাপ। তবে এক্ষেত্রে কোন্টি প্রযোজ্য সেটা নির্ণয়ের জন্য উপাত্তকে কাজে লাগানোই সবচেয়ে বড় চ্যালেঞ্জ। নতুন সমীক্ষা দ্বারা প্রকৃত তথ্যটি উদঘাটন করা সম্ভব হয়েছে। কারণ ক্যাসিনি দীর্ঘদিন ধরে শনির কক্ষপথে আছে। তার ফলে গ্রহযানটির পক্ষে শনির অসংখ্য জিনিস দেখার বা পর্যবেক্ষণ করার সুযোগ ঘটেছে। আবহাওয়ার দৈনন্দিন তারতম্য থেকে যেসব সূক্ষ্ম বৈশিষ্ট্য বেরিয়ে আসে তাও দেখতে পেয়েছে ক্যাসিনি।
ক্যাসিনি মিশনের ইমেজিং টিমের প্রধান ক্যারোলিন পোরকো বলেন, ক্যাসিনি মিশন শুরু করার সময় থেকে আমাদের প্রধানতম একটি উদ্দেশ্য হলো বিশেষভাবে শনির এবং সাধারণভাবে গ্যাসীয় গ্রহগুলোর আবহাওয়াম-ল কিসের দ্বারা চালিত হয় তা নির্ণয় করা। এটা অত্যন্ত পরিতুষ্টির ব্যাপার যে আমরা শেষ পর্যন্ত সেই বায়ুম-লীয় প্রক্রিয়াগুলো অনুধাবন করতে পারছি; যে ব্যাপারে অন্যান্য গ্রহের সঙ্গে পৃথিবীর সাদৃশ্য আছে আবার বৈসাদৃশ্যও আছে।
শনির বায়ুম-ল পৃথিবীর বায়ুম-লের মতো পাতলা নয়। এর পৃষ্ঠদেশও পৃথিবীর পৃষ্ঠদেশের মতো কঠিন ও তরল নয়। শনি হচ্ছে গ্যাসের এক বিশাল পি-। এর গভীর বায়ুম-লের সুউচ্চদেশে মেঘমালার কয়েকটি স্তর আছে। মানুষের চোখে দৃশ্যমান শনির মুখম-ল ভেদ করে বেশ কয়েকটি জেটের প্রবাহ ঘটে । এ্ই প্রবাহ এমন উচ্চতায় হয় যে তা ক্যাসিনির ক্যামেরায় প্রায়- ইনফ্রারেড ফিল্টারে নির্ণয়যোগ্য। বেশিরভাগ প্রবাহ হলো পূর্বমুখী। তবে কিছু কিছু প্রবাহ আবার পশ্চিমদিকেও চালিত। জেটের প্রবাহ শনির এমন সব স্থানে ঘটে যেখানে অক্ষাংশ ভেদে তাপমাত্রার উল্লেখযোগ্য তারতম্য ঘটে থাকে।
ক্যাসিনির ক্যামেরার ফিল্টার দিয়ে মহাকাশে প্রতিফলিত প্রায়-ইনফ্রারেড আলো দেখা যায়। এই ফিল্টারের বদৌলতে বিজ্ঞানীরা এখন দুই ভিন্ন নিচু স্থানে প্রথমবারের মতো শনির জেট প্রবাহের প্রক্রিয়া পর্যবেক্ষণ করতে পেরেছেন। একটি দৃশ্যে ট্রপোস্ফিয়ারের ওপরের অংশ অর্থাৎ বায়ুম-লের উপরের স্তর দেখা গেছে। ক্যাসিনি সেখানে ঘন কুয়াশার মতো ঝাপসা অবস্থা দেখতে পেয়েছে। এ জায়গায় সূর্যতাপ প্রবল। আরেক ফিল্টারের দৃশ্যে নিচের গভীরতর অংশে এমোনিয়ার বরফের মেঘমালার শীর্ষভাগ ধরা পড়েছে। সেখানে সূর্যতাপ দুর্বল। তবে এরই কাছাকাছি জায়গায় আবহাওয়ার উৎপত্তি ঘটে থাকে। এখানেই পানি ঘনীভূত হয় এবং মেঘমালা ও বৃষ্টির জন্ম হয়। নতুন গবেষণায় বিজ্ঞানীরা ২০০৫ থেকে ২০১২ সাল পর্যন্ত সময়ের মধ্যে ক্যাসিনির শত শত ছবিতে যে মেঘমালা দেখা গেছে তার আন্দোলন ও গতি বিশ্লেষণ করে দেখেন। উন্নত এলগোরিদমের সাহায্যে তারা ৫৬০টি ছবি থেকে প্রায় ১ লাখ ২০ হাজার ‘উইন্ড ভেকটর’ বের করে আনতে সক্ষম হন। এ থেকে সামগ্রিক পরিসরে দুটো স্বতন্ত্র অবস্থানে শনির বায়ুপ্রবাহের নজিরবিহীন ছবি পাওয়া যায়। শনির জেটপ্রবাহের শক্তি যোগানোর প্রক্রিয়া পর্যবেক্ষণে বিজ্ঞানীরা প্রচলিত যে মডেলগুলোকে কাজে লাগিয়ে থাকেন এর মধ্য দিয়ে তার পর্যবেক্ষণগত পরীক্ষাও হয়ে গেছে। শনির বায়ুম-লে তাপমাত্রার তারতম্য থেকে সৃষ্ট ঘূর্ণিবায়ু কিভাবে দুই ভিন্ন উচ্চতায় জেটের প্রবাহ ত্বরান্বিত করে প্রথমবারের মতো তা পর্যবেক্ষণ করে বিজ্ঞাণীরা লক্ষ্য করেছেন। যে উচ্চতর স্থানে অর্থাৎ যে জায়গায় আগের গবেষকরা সূর্যের বেশিরভাগ তাপসঞ্চায়ণ ঘটতে দেখেছেন সেখানে এবারকার বিজ্ঞানীরা দেখতে পেয়েছেন যে ঘূর্ণিবায়ু বেশ দুর্বল, ঘূর্ণিবায়ু বায়ুম-লের গভীরতর অংশে তুলনামূলকভাবে প্রবল। তা থেকে বিজ্ঞানীরা সূর্যতাপকে নিশ্চিন্তে হিসাবের বাইরে রাখতে সক্ষম হন এবং এই উপসংহার টেনে বসেন যে, সূর্যের তাপ নয় বরং শনিগ্রহের অভ্যন্তরীণ উত্তাপই চূড়ান্তরূপে জেটের প্রবাহ সৃষ্টি করছে ও তা ত্বরান্বিত করছে। এই অভ্যন্তরীণন তাপের কারণেন শনির ভেতরভাগ থেকে জলীয়বাষ্প বেরিয়ে আসছে। কোন কোন জায়গায় বায়ু উপরের দিকে উঠে গিয়ে তাপ ছেড়ে দিলে এই জলীয়বাষ্প ঘনীভূত হয়ে মেঘ ও বৃষ্টি তৈরি হয়। সুতরাং শনির অভ্যন্তরীণ উত্তাপ ঘূর্ণিবায়ু তৈরি হবার শক্তি যোগায় এবং সেই ঘূর্ণিবায়ুই জেটের প্রবাহকে চালিত করে।
পানি ঘনীভবন প্রকৃতপক্ষে পর্যবেক্ষণ করা হয়নি। এই প্রক্রিয়ার বেশিরভাগ অংশ নিচুতে ঘটেছে বলে ক্যাসিনির চোখে তা দেখা যায়নি। তবে মাঝ উচ্চত্ায় ঝড় শনি ও পৃথিবী উভয় গ্রহে ঘটে থাকে। পৃথিবীতে নিম্ন ও উচ্চচাপকেন্দ্র সৃষ্ট ঝড় মূলত সৌরতাপের কারণেই সংঘটিত হয় এবং তা প্রধানত পানির ঘনীভবনের কারণে ঘটে না। অন্যদিকে শনিগ্রহে ঘনীভবনের তাপই ঝড়ের মূল চালিকাশক্তিÑসূর্যের তাপ সেখানে গুরুত্বপূর্ণ নয়।