Exoplanet interiors
বছরের পর বছর ধরে, এক্সোপ্ল্যানেট এবং তাদের বায়ুমণ্ডলগুলি সনাক্ত, নিশ্চিত এবং বৈশিষ্ট্যযুক্ত করার আমাদের ক্ষমতা উন্নত হয়েছে, যা গবেষকদের এক্সোপ্ল্যানেট অভ্যন্তরীণ গঠন এবং কাঠামোকে সীমাবদ্ধ করা শুরু করতে দেয়। যদিও বেশিরভাগ এক্সোপ্ল্যানেট বিজ্ঞান এক্সোপ্ল্যানেটারি বায়ুমণ্ডলীয় পরিবেশের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে, একটি গ্রহের ভর এবং ব্যাসার্ধ আমাদের একটি গ্রহের ঘনত্ব এবং তাই তার অভ্যন্তরীণ প্রক্রিয়া সম্পর্কে বলতে পারে। একটি গ্রহের অভ্যন্তরীণ প্রক্রিয়াগুলি তার বায়ুমণ্ডলের জন্য আংশিকভাবে দায়ী, এবং তাই তারা একটি গ্রহের জীবনকে সমর্থন করার ক্ষমতার একটি নির্ধারক উপাদানও। পদ্ধতি যেহেতু মানুষ এক্সোপ্ল্যানেটগুলিতে ভ্রমণ করতে পারে না এবং সরাসরি পরিমাপ করতে পারে না, তাই বিজ্ঞানীদের তাদের অভ্যন্তরীণ গঠনকে সীমাবদ্ধ করার জন্য অন্যান্য পদ্ধতি ব্যবহার করতে হবে। একটি গ্রহের ভর এবং ব্যাসার্ধ পরিমাপ করা-যে বৈশিষ্ট্যগুলি পর্যবেক্ষণ করা যেতে পারে-তার অভ্যন্তরীণ কাঠামোর সূত্র দিতে পারে। ট্রানজিট পদ্ধতি এবং রেডিয়াল বেগ পদ্ধতি উভয় থেকেই আমরা এই বৈশিষ্ট্যগুলি অনুমান করতে পারি। একটি গ্রহ তার নক্ষত্রের সামনে স্থানান্তরিত হওয়ার সাথে সাথে নক্ষত্র থেকে আলোর হ্রাস থেকে গ্রহটির ব্যাসার্ধ নির্ধারণ করা যেতে পারে। একইভাবে, যেহেতু নক্ষত্রের উপর গ্রহের টান তারাকে "নড়াচড়া" করে তোলে, তাই আমরা তার মূল তারার তুলনায় গ্রহের ভর অনুমান করতে তারার আলোর ফলস্বরূপ ডপলার স্থানান্তর ব্যবহার করতে পারি। সৌরজগতের মধ্যে, পাথুরে গ্রহগুলির একটি আবরণ এবং ভূত্বক রয়েছে যার মধ্যে সিলিকেট, অক্সাইড এবং সিলিকেট গলিত এবং একটি লোহা সমৃদ্ধ কেন্দ্র রয়েছে। পাথুরে গ্রহগুলির প্রধান উপাদানগুলি, যা ম্যাগনেসিয়াম, লোহা, অক্সিজেন, কার্বন এবং সিলিকন, এই গ্রহের প্রকারের অভ্যন্তরে সর্বজনীন বলে মনে করা হয়। এই উপাদানগুলির প্রাচুর্য, সেইসাথে গ্রহ গঠনের সময় তাদের উত্তাপ এবং শীতলকরণ প্রক্রিয়া গ্রহের চূড়ান্ত গঠনের জন্য দায়ী। এক্সোপ্ল্যানেটগুলির ভর এবং ব্যাসার্ধ পরিমাপ করে গ্রহটির গড় ঘনত্ব গণনা করা যেতে পারে। ঘন গ্রহগুলিতে অবশ্যই লোহার মতো ভারী উপাদানের অনুপাত বেশি থাকতে হবে, যেখানে হালকা গ্রহগুলিতে হাইড্রোজেনের মতো হালকা উপাদানের ঘনত্ব বেশি থাকতে হবে। তবে, গড় ঘনত্ব কোনও গ্রহের অভ্যন্তরে বিভিন্ন উপাদান কীভাবে বিতরণ করা হয় তা আলাদা করে না; একটি ঘন গ্রহের ঘন উপাদান একটি ছোট কেন্দ্রে প্যাক করা থাকতে পারে, বা তার আবরণের মাধ্যমে বিতরণ করা হতে পারে। গ্রহগুলির ভর-ব্যাসার্ধের সম্পর্ক বিশ্লেষণ করার পাশাপাশি, গবেষকরা একটি গ্রহের অভ্যন্তরীণ গঠন অনুমান করার সময় একটি গ্রহের পোষক তারার গঠনের দিকেও নজর দেন। এর কারণ হল গ্রহ এবং তাদের পোষক নক্ষত্রগুলি একই সিস্টেম থেকে উদ্ভূত হয়, তাই তারা অ্যাক্রিশন ডিস্ক থেকে একই উপাদান ভাগ করে নেয়। যদিও গ্রহগুলির গঠন তাদের পোষক তারার মতো হবে না, তবুও তারা নির্দিষ্ট কিছু উপাদানের অনুরূপ ভগ্নাংশ ভাগ করে নেবে। উদাহরণস্বরূপ, ধাতু-দরিদ্র তারা সম্বলিত ছায়াপথের ধাতু-দরিদ্র অঞ্চলে, গবেষকরা অনুমান করেন যে ধাতুতে সমৃদ্ধ সিস্টেম এবং তারার তুলনায় গ্রহগুলিতেও ধাতুর প্রাচুর্য কম। একটি সিস্টেমের লোহার প্রাচুর্য বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ কারণ এটি নিকেল এবং ধাতব মিশ্রের মতো উপাদানগুলির পাশাপাশি গ্রহের অভ্যন্তরে একটি সাধারণ উপাদান। লোহা একটি তুলনামূলকভাবে ভারী উপাদান যা পাথুরে গ্রহগুলিতে সর্বজনীনভাবে বিদ্যমান বলে মনে করা হয়। এই লোহা সিলিকেট এবং অক্সাইডের আবরণের মধ্যে বিদ্যমান থাকতে পারে যদি এটি জারিত হয়, তবে অন্যথায় ধাতু হিসাবে একটি স্থলজ গ্রহের কেন্দ্র গঠন করবে। অতএব, পরিচিত পাথুরে গ্রহগুলির সাথে ভর এবং ব্যাসার্ধের সাদৃশ্য সহ অক্সিজেনের প্রাপ্যতা, জারিত লোহার সাথে একটি আবরণের সম্ভাবনা নির্দেশ করতে সহায়তা করতে পারে। সম্ভাব্য অভ্যন্তরীণ প্রকার সৌরজগতের বিভিন্ন ধরনের গ্রহের অভ্যন্তরীণ অংশ রয়েছে; পৃথিবীর একটি অভ্যন্তরীণ এবং বাইরের কেন্দ্র (পৃথিবীর ব্যাসার্ধের প্রায় 55 শতাংশ পর্যন্ত পৌঁছনো), আবরণ এবং ভূত্বক রয়েছে এবং সাধারণত শুক্রের অনুরূপ কাঠামো রয়েছে বলে মনে করা হয়। বুধের মূল ব্যাসার্ধ গ্রহের ব্যাসার্ধের 80 শতাংশের চেয়ে অনেক বেশি, পাশাপাশি একটি আবরণ রয়েছে যা অন্যান্য স্থলজ গ্রহের তুলনায় সালফারে অনেক বেশি এবং লোহার প্রাচুর্যে অনেক কম। মঙ্গলের একটি অপেক্ষাকৃত ছোট কেন্দ্রস্থল রয়েছে এবং পৃথিবীর তুলনায় লোহার ভর ভগ্নাংশ প্রায় দ্বিগুণ ধারণকারী একটি আবরণ রয়েছে। বৃহস্পতি, শনি, ইউরেনাস এবং নেপচুনের বাইরের গ্রহগুলির কোরগুলি অনেক কম বোঝা যায়, যদিও এটি বিশ্বাস করা হয় যে বৃহস্পতি এবং শনির অভ্যন্তরীণ, পাথুরে গ্রহগুলির অভ্যন্তরে দেখা যায় তার চেয়ে অনেক বেশি তাপমাত্রা এবং চাপে লোহা এবং নিকেলযুক্ত কোর রয়েছে। উপরন্তু, বাইরের গ্রহগুলির অভ্যন্তরে অভ্যন্তরীণ পাথুরে গ্রহগুলির তুলনায় অনেক বেশি বরফ এবং উদ্বায়ী রয়েছে। যেহেতু সৌরজগতের গ্রহগুলির অভ্যন্তরে বৈচিত্র্যময় সেট রয়েছে, তাই এক্সোপ্ল্যানেটগুলির অভ্যন্তরগুলি সম্ভবত অনুরূপ বা এমনকি বৃহত্তর বৈচিত্র্য প্রদর্শন করে। উদাহরণস্বরূপ, একটি গ্রহের ভূত্বকের পুরুত্ব তার গঠনের পরে গ্রহটি কত দ্রুত শীতল হয়েছে তার সাথে সরাসরি আনুপাতিক। একটি ছোট গ্রহ, একটি কম ভরের গ্রহ বা তার নক্ষত্র থেকে আরও দূরে থাকা একটি গ্রহের জন্য দ্রুত শীতল হওয়ার হার প্রত্যাশিত। এই ধরনের গ্রহগুলির একটি আনুপাতিকভাবে পুরু ভূত্বক থাকবে, যা চাঁদ এবং মঙ্গল গ্রহে দেখা যায়। যাইহোক, এমন কিছু গ্রহ রয়েছে যা সৌরজগতে দেখা যায় না, যেমন কম ঘনত্বের "গরম বৃহস্পতি", যা সৌরজগতের গ্যাস দৈত্যের চেয়ে বেশি গরম এবং বড়। পর্যবেক্ষকরা অনেক "সুপার-আর্থ" বা "সাব-নেপচুন" খুঁজে পেয়েছেন, অর্থাৎ। পৃথিবী এবং নেপচুনের মধ্যে ব্যাসার্ধ সহ গ্রহ, যার ব্যাসার্ধ পৃথিবীর 4 গুণ। সৌরজগতে প্রতিনিধিত্ব করা হয়নি এমন গ্রহের প্রকারের অস্তিত্ব গ্রহের অভ্যন্তরীণ অস্তিত্বের ইঙ্গিত দেয় যা একইভাবে সৌরজগতে প্রতিনিধিত্ব করা হয় না। কিছু প্রস্তাবিত অভ্যন্তরীণ প্রকারের মধ্যে রয়েছে ক্ষুদ্র কোর, বিশাল ম্যান্টল এবং একটি মহাসাগরের পৃষ্ঠ যার কোনও মহাদেশ নেইঃ অথবা, একটি বিশাল কোর এবং ম্যান্টল, অথবা সম্ভবত একটি গ্রহ থাকতে পারে যার ম্যান্টল এবং পৃষ্ঠের মধ্যে একটি বরফের স্তর রয়েছে, উভয়ই একটি কোরের উপরে। এই প্রস্তাবিত অভ্যন্তরীণ কাঠামোগুলির কোনও নিশ্চিত উদাহরণ নেই। তবে, কিছু এক্সোপ্ল্যানেটের সম্ভাব্য অভ্যন্তরীণ কাঠামোর অনুমান রয়েছে। এরকম একটি উদাহরণ হল জিজে 1214বি, যার ভর পৃথিবীর তুলনায় 6.5 গুণ বেশি এবং পৃথিবীর ব্যাসার্ধের 2.68 গুণ, কিন্তু পৃথিবীর ঘনত্বের প্রায় এক-তৃতীয়াংশ। জিজে 1214বি-র 1870 কেজি মি−3 ঘনত্ব গ্রহটির বিশাল আকার সত্ত্বেও একটি প্রধান ধাতু এবং সিলিকেট শিলা গঠনের প্রতিনিধিত্ব করার জন্য খুব কম। এই গ্রহের জন্য তিনটি ভিন্ন ধরনের অভ্যন্তরীণ সাজসজ্জার অনুমান করা হয়েছে। একটি হল যে গ্রহটির একটি লোহার কেন্দ্র, সিলিকেট দ্বারা গঠিত একটি আবরণ এবং জলের একটি বাইরের স্তর রয়েছে, যা হাইড্রোজেন এবং হিলিয়ামের একটি পুরু আবরণকে সমর্থন করে। আরেকটি অনুমান লোহার মূল এবং সিলিকেট ম্যান্টল অনুমান রাখে, তবে জলের বাইরের স্তরটি সরিয়ে দেয় এবং একটি ঘন হাইড্রোজেন/হিলিয়াম খামের প্রয়োজন হয়। তৃতীয় একটি অনুমান প্রস্তাব করে যে গ্রহটি বেশিরভাগ জল, এবং বেশিরভাগ বাষ্প দ্বারা গঠিত একটি বড় বায়ুমণ্ডল রয়েছে। জিজে 1214বি-র মতো, অনেক অনুমান রয়েছে তবে এক্সোপ্ল্যানেটগুলির কোনও নিশ্চিত গঠন নেই। আরও এক্সোপ্ল্যানেট আবিষ্কৃত হওয়ার সাথে সাথে সৌরজগতে দেখা যায় না এমন গ্রহের প্রকারের বাইরেও গ্রহের প্রকারের পরিসীমা বৃদ্ধি পায়। কিছু এক্সোপ্ল্যানেট ব্যাসার্ধে পৃথিবীর অনুরূপ হতে পারে, তবে অনেক কম ঘন বা অনেক বেশি ঘন। অন্যান্য এক্সোপ্ল্যানেটগুলি ঘনত্বের দিক থেকে পৃথিবীর অনুরূপ হতে পারে, তবে তাদের আকার খুব আলাদা। সুতরাং, সৌরজগতের বস্তুর সাথে তাদের সাদৃশ্যের ভিত্তিতে সম্ভাব্য গ্রহের অভ্যন্তরীণ শ্রেণিবিন্যাস করা কঠিন। অব্যাহত এক্সোপ্ল্যানেট আবিষ্কারগুলি গ্রহের প্রকারের পরিসংখ্যানগত বিশ্লেষণ এবং নির্দিষ্ট ভর এবং ব্যাসার্ধের স্বতন্ত্র গ্রহের জনসংখ্যা সনাক্ত করার অনুমতি দেয়। এটি "স্থলজ" গ্রহ বা "গ্যাস দৈত্য"-এর মতো বিভাগগুলির সংজ্ঞাকে সৌরজগতে দেখা যায় তার বাইরে সমস্ত পরিচিত এক্সোপ্ল্যানেটের পরিসরে প্রসারিত করার অনুমতি দেয়। বাসস্থান গ্রহ-স্কেল চক্রের বাসস্থানের প্রাসঙ্গিকতা এক্সোপ্ল্যানেটারি অভ্যন্তরীণ বিষয়ে অনেক গবেষণা চালায়। পৃথিবীতে, পৃষ্ঠ এবং উপ-পৃষ্ঠের প্রক্রিয়াগুলি যেমন প্লেট টেকটনিক্স, ভূগতিবিদ্যাকে শক্তিশালী করে বাইরের মূল পরিচলন যা আমাদের চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে এবং পৃষ্ঠ এবং অভ্যন্তরের মধ্যে উপাদানগুলির চক্র পৃথিবীর জলবায়ু এবং বায়ুমণ্ডলীয় গঠনে অবদান রাখে এবং তাই এর বাসস্থান। এই কারণে, গ্রহের বাসস্থানের অধ্যয়নের পাশাপাশি গ্রহের অভ্যন্তরীণ বিষয়গুলি বোঝা আরও জনপ্রিয় হয়ে উঠছে। পৃথিবীই একমাত্র পরিচিত গ্রহ যা জীবনকে আশ্রয় দেয়, তাই এক্সোপ্ল্যানেটগুলিতে জীবনের সন্ধানে, অনেক গবেষক প্রাথমিক বা আধুনিক পৃথিবীর পরিস্থিতি, বিশেষত বায়ুমণ্ডলীয় অক্সিজেনের উপস্থিতি অনুসন্ধানের দিকে মনোনিবেশ করেন। একইভাবে, বাসযোগ্য গ্রহের সন্ধানে, পৃথিবীর (ভর, ব্যাসার্ধ, অভ্যন্তরীণ কাঠামো) অনুরূপ গ্রহগুলির বিশেষ আগ্রহ রয়েছে। উপরন্তু, একটি গ্রহের আকার এবং ভর তার বায়ুমণ্ডল ধরে রাখতে পারে কিনা তাতে অবদান রাখে। যে গ্রহগুলি কম বিশাল, তাদের মহাকর্ষীয় টান দুর্বল এবং বায়ুমণ্ডল ধরে রাখতে কম সক্ষম। আমরা জানি যে জীবনের জন্য একটি বায়ুমণ্ডলের প্রয়োজন, তাই যে গ্রহগুলির পর্যাপ্ত গ্রহের ভর অর্জনের জন্য সঠিক গঠন রয়েছে সেগুলি গ্রহের বাসস্থান নির্ধারণের মূল চাবিকাঠি। একটি চৌম্বক ক্ষেত্রের উপস্থিতি একটি গ্রহের বাসস্থানের ক্ষেত্রেও অবদান রাখে এবং একটি সম্ভাব্য এক্সোপ্ল্যানেটারি চৌম্বক ক্ষেত্রের স্বাক্ষর সনাক্ত করা হয়েছে। একটি চৌম্বক ক্ষেত্রের অনুসন্ধানের জন্য অব্যাহত বায়ুমণ্ডলীয় পর্যবেক্ষণগুলি, যখন এক্সোপ্ল্যানেটের অভ্যন্তরীণ গঠনের গণনার সাথে যুক্ত হয়, তখন একটি এক্সোপ্ল্যানেটের অভ্যন্তরীণ কাঠামো সম্পর্কে আরও অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করতে পারে। তথ্যসূত্র জ্যোতির্বিজ্ঞান এক্সোপ্ল্যানেট গ্রহের বায়ুমণ্ডল গ্রহের ভূতত্ত্ব