কোদাইকানালের রেকর্ড খুঁড়ে সূর্যের প্রাচীনতম ইতিহাস জানালেন তিন বাঙালি

সূর্যের সবচেয়ে পুরনো দিনের ইতিহাস জানাল তামিলনাড়ুর কোদাইকানাল সোলার অবজারভেটরি। যা বিশ্বের প্রাচীনতম সোলার অবজারভেটরিগুলির অন্যতম।

সেই ইতিহাস খুঁড়ে বের করার অভিযানের কাণ্ডারিদের মধ্যে থেকে গেল তিন বাঙালির নাম। বাঁকুড়ার বিদ্যাবিনয় কারক, কলকাতার সিথির শুভময় চট্টোপাধ্যায় আর লেক গার্ডেন্সের দীপঙ্কর বন্দোপাধ্যায়ের।

গবেষণাপত্রটি প্রকাশিত হয়েছে আন্তর্জাতিক বিজ্ঞান-জার্নাল ‘অ্যাস্ট্রোফিজিক্যাল জার্নাল লেটার্স’-এ। গবেষণাটি হয়েছে কেন্দ্রীয় বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি মন্ত্রক এবং ভারত-রুশ যৌথ গবেষণা কর্মসূচির আওতায় থাকা রাশিয়ান ফাউন্ডেশন ফর বেসিক রিসার্চ প্রোজেক্টের অর্থানুকুল্যে।

অজানা ৫০ বছরের ইতিহাস

সূর্যের এত পুরনো দিনের ইতিহাস এর আগে আমাদের পক্ষে জানা সম্ভব হয়নি। সেই ইতিহাসেই লেখা রয়েছে বহু পুরনো ৫টি সৌরচক্রের খুঁটিনাটি। সৌরচক্র (সোলার সাইক্‌ল) ১৫ থেকে সৌরচক্র ১৯। বছরের নিরিখে ১৯১৫ থেকে ১৯৬৫। ৫০ বছর। সূর্যের ধারাবাহিক তথ্য রাখার মানদণ্ডে যা ‘প্রাক-আধুনিক পর্ব’ বলা যায়।

সূর্য থেকে আসা হানাদারদের বোঝা যাবে আগে

ফলে, সূর্যের বুকে কখন ভয়ঙ্কর সৌরঝড় (‘সোলার স্টর্ম’) উঠবে বা দেখা যাবে সৌরঝলক (‘সোলার ফ্লেয়ার’), তার ভয়াবহতা কতটা হবে, কখন কোথা থেকে সূর্যের মাংস উপড়ে এনে মহাকাশে আছড়ে পড়বে ‘করোনাল মাস ইজেকশান (সিএমই)’ তার নিখুঁত পূর্বাভাসের কাজটা অনেক সহজ হয়ে যেতে পারে বলে মনে করছেন বিশেষজ্ঞদের একাংশ।

সৌরবায়ুর চৌম্বক ক্ষেত্রগুলি।

শুধু তা-ই নয়; এর ফলে পরের সৌরচক্র কতটা শক্তিশালী হবে, সেই সৌরচক্রে ক’টা সৌরকলঙ্ক (‘সানস্পট’) তৈরি হবে, এখনকার চেয়ে সেই পূর্বাভাসও অনেক বেশি নিখুঁত ভাবে দেওয়া যাবে বলে ধারণা বিশেষজ্ঞদের।

যা আমাদের বিদ্যুৎ পরিবহণ, টেলিযোগাযোগ ব্যবস্থা, কৃত্রিম উপগ্রহগুলির যন্ত্রাংশ, মহাকাশযান ও মহাকাশচারীদের সুরক্ষায় অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা নিতে পারবে ভবিষ্যতে। আরও নিখুঁত পূর্বাভাস দেওয়া সম্ভব হবে মহাকাশের আবহাওয়ারও (‘স্পেস ওয়েদার’)।

শিরোনামে কোদাইকানাল

যে কোনও ক্ষেত্রেই অতীত সম্পর্কে যত বেশি তথ্যাদি আমাদের হাতে থাকে ততই নিখুঁত ভাবে ভবিষ্যতের পূর্বাভাস দেওয়া সম্ভব।

কোদাইকানাল সোলার অবজারভেটরি: ইতিহাস দেখুন ভিডিয়োয়

আধুনিক যুগে সূর্যের তথ্যাদি ধারাবাহিক ভাবে নিয়মিত রাখা শুরু হয় ১৯৬৫ থেকে। তার আগের ৫০ বছরের সৌর ইতিহাসও জানাল এ বার ভারতের প্রাচীনতম কোদাইকানাল সোলার অবজারভেটরি।

মেরুর দিক-বদল

পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্র রয়েছে। আছে ছোট-বড় প্রায় সব মহাজাগতিক বস্তুরই। শক্তির নিরিখে সেই চৌম্বক ক্ষেত্রগুলি আলাদা আলাদা হয়। কারও কম, কারও বেশি।

যে কোনও চৌম্বক ক্ষেত্রেরই দু’টি মেরু (‘পোল’) থাকে। উত্তর আর দক্ষিণ। পৃথিবী-সহ প্রায় সব মহাজাগতিক বস্তুরই এই মেরুগুলি একটি নির্দিষ্ট সময় অন্তর বদলে যায়। উত্তর হয়ে যায় দক্ষিণ মেরু। আর দক্ষিণ হয়ে যায় উত্তর।

আরও পড়ুন- নিজের ছোড়া ‘বাণ’ থেকে আমাদের বাঁচায় সূর্যই! দেখালেন মেদিনীপুরের সঞ্চিতা

আরও পড়ুন- সূর্যে ৭৫ হাজার মাইল দীর্ঘ গর্ত, প্রবল সৌরঝড়ের আশঙ্কা, ইঙ্গিত নাসার

পৃথিবীর ক্ষেত্রে দু’টি মেরুর উল্টোমুখী হওয়ার ঘটনা ঘটে ১০ লক্ষ বছর পর পর। আর সূর্যের ক্ষেত্রে সেটা হয় ১১ বছর অন্তর। সাধারণত ১১ বছরই একটা সৌরচক্রের আয়ুষ্কাল হয়। কখনও কখনও তা যেমন ১০ বছর হয় কখনও তা হয় ১৩ বছরও (আসলে, ৯ থেকে ১৪ বছর, এর মধ্যেই থাকে সৌরচক্রের আয়ুষ্কাল।

সূর্যের দুই মেরুর দিক-বদলের ক্ষেত্রে আরও একটি উল্লেখযোগ্য ঘটনা ঘটে। নির্দিষ্ট সময় অন্তর পরের সৌরচক্রগুলিতে মেরুর দিক-বদলের কিছু কিছু ধরন (‘প্যাটার্ন’) ফিরে আসে। যাকে বলে প্রত্যাবর্তন। ‘রিভার্সাল’।

সূর্যের চৌম্বক ক্ষেত্র প্রথম কোনও সোলার অবজারভেটরির চোখে পড়ে আজ থেকে ১১২ বছর আগে। ১৯০৮-এ। কিন্তু সূর্যের দু’টি মেরু যে একটি সৌরচক্র থেকে পরের সৌরচক্রে গেলে দিক বদলে ফেলে, তা প্রথম বোঝা গিয়েছিল পাঁচের দশকে। মাত্র ৭০ বছর আগে।

সূর্যের কোথায় কী?

আর যেটা সূর্যের পিঠ (বিজ্ঞানের পরিভাষায়, ‘ফোটোস্ফিয়ার’) সেখান থেকে বেরিয়ে আসা চৌম্বক ক্ষেত্রগুলির উপর নিয়মিত পর্যবেক্ষণ শুরু হয় আরও ১৭ বছর পরে। ১৯৬৭ থেকে। ফলে, এই পর্যবেক্ষণ নিয়মিত ভাবে চলছে মাত্র ৫৩ বছর ধরে। যার মধ্যে পড়েছে সাকুল্যে ৪টি সৌরচক্র। ২০ নম্বর থেকে ২৪ নম্বর। এই সবে সূর্য পা দিয়েছে ২৫ নম্বর সৌরচক্রে।

অন্যতম গবেষক, নৈনিতালের ‘আর্যভট্ট রিসার্চ ইনস্টিটিউট অব অবজারভেশনাল সায়েন্সেস (এরিস)’-এর অধিকর্তা দীপঙ্কর বন্দোপাধ্যায় জানাচ্ছেন, এই সৌরচক্রগুলি একে অন্যের চেয়ে আলাদা হয় নানা ভাবে। সেগুলির চৌম্বক ক্ষেত্রের শক্তির নিরিখে। সেগুলির সৌরকলঙ্কের সংখ্যার নিরিখেও। কোনও সৌরচক্রে যে সময় সূর্যের দু’টি মেরু দিক বদলাতে শুরু করে তা আগে-পরের সৌরচক্রের সঙ্গে মেলে না। কেন একটি সৌরচক্র থেকে অন্য সৌরচক্রে চৌম্বক ক্ষেত্রগুলির এই তারতম্য ঘটে তা ব্যাখ্যা করার জন্য অনেকগুলি তাত্ত্বিক মডেল রয়েছে। কিন্তু তার সবগুলিই বানানো হয়েছে অনেক কম সময়ের তথ্যাদির ভিত্তিতে। যে তথ্যাদি ১৯৬৭-র আগেকার (সৌরচক্র ২০) নয়। এই গবেষণা তার সঙ্গে আগের আরও ৫০ বছর যোগ করেছে। ১৯১৫ থেকে ১৯৬৫। সৌরচক্র ১৫ থেকে সৌরচক্র ১৯ পর্যন্ত সূর্যের দু’টি মেরু কী ভাবে দিক বদলেছে আর তার ফলে কী ভাবে একটি সৌরচক্র থেকে অন্য সৌরচক্রে চৌম্বক ক্ষেত্রের শক্তি আর সৌরকলঙ্কের সংখ্যার হেরফের ঘটেছে, সেই তথ্য এই গবেষণা দিল।

‘‘আমারই প্রথম সূর্যের এত পুরনো অতীতের খবরাখবর দিলাম। ফলে, আগামী দিনে সূর্যের আচার, আচরণ আর তার সম্ভাব্য পরিবর্তন সম্পর্কে আরও নিখুঁত পূর্বাভাস দেওয়ার কাজটা সহজ হবে’’, বলছেন দীপঙ্কর।

১২১ বছরের কোদাইকানাল অবজারভেটরি

এই তথ্য পাওয়া সম্ভবই হত না কোদাইকানাল সোলার অবজারভেটরির সহায়তা না পেলে। এই অবজারভেটরি স্থাপিত হয় ১২১ বছর আগে। ব্রিটিশ আমলে। ১৮৯৯ সালের ১ এপ্রিল আনুষ্ঠানিক উদ্বোধন হয় কোদাইকানাল অবজারভেটরির। এখন এই অবজারভেটরির দায়িত্বে রয়েছে বেঙ্গালুরুর ‘ইন্ডিয়ান ইনস্টিটিউট অব অ্যাস্ট্রোফিজিক্স’।

সানস্পট বা সৌরকলঙ্ক থেকে যা যা হয়

মূল গবেষকদের অন্যতম বারাণসীর ‘ইন্ডিয়ান ইনস্টিটিউট অব টেকনোলজি (আইআইটি বিএইচইউ)’-র অধ্যাপক বিদ্যাবিনয় কারক বলছেন, ‘‘দু’টি অভিনব পদ্ধতিতে সবচেয়ে বেশি দিন ধরে নিয়মিত ভাবে সূর্যের চৌম্বক ক্ষেত্রগুলিকে পর্যবেক্ষণের ক্ষেত্রে বিশ্বের প্রাচীনতম সোলার অবজারভেটরিগুলির মধ্যে একটি স্বতন্ত্র জায়গা রয়েছে কোদাইকানালের।’’

কোদাইকানালের অভিনবত্ব কোথায়?

বিদ্যাবিনয় ও দীপঙ্কর জানাচ্ছেন, সূর্যের পিঠ বা ফোটোস্ফিয়ার আর তার ঠিক উপরে থাকা স্তর ক্রোমোস্ফিয়ারের চৌম্বক ক্ষেত্রগুলিকে এক শতাব্দীরও বেশি সময় ধরে দু’টি অভিনব পদ্ধতিতে পর্যবেক্ষণ করেছে, করে চলেছে কোদাইকানাল। একটিকে বলা হয় ‘ক্যালসিয়াম কে লাইন’। অন্যটি, ‘হাইড্রোজেন আলফা লাইন’। এত দিন ধরে এই দু’টি পদ্ধতিতে পাওয়া তথ্যের ধারাবাহিকতা বিশ্বের আর কোনও সোলার অবজারভেটরির ঝুলিতে নেই। এই নিরিখে ক্যালিফোর্নিয়ার পাসাডেনায় মাউন্ট উইলসন সোলার অবজারভেটরিকেও হার মানতে হবে তামিলনাড়ুর কোদাইকানালের কাছে।

‘ক্যালসিয়াম কে’ এবং ‘হাইড্রোজেন আলফা’ লাইন

ক্যালসিয়াম কে লাইন ধরে পর্যবেক্ষণ করা হয় সূর্যের ফোটোস্ফিয়ারের উপরে থাকা ক্রোমোস্ফিয়ারের চৌম্বক ক্ষেত্রগুলিকে। আর হাইড্রোজেন আলফা লাইন ধরে দেখা ও মাপা হয় ক্রোমোস্ফিয়ারের চৌম্বক ক্ষেত্রগুলিকে।

১৯১৫ থেকে ১৯৬৫: সূর্যের ক্রোমোস্ফিয়ারের চৌম্বক ক্ষেত্রগুলি এই ভাবে বদলেছে।

ক্রোমোস্ফিয়ারের প্রচণ্ড তাপমাত্রায় (২০ থেকে ২৫ হাজার ডিগ্রি কেলভিন) ক্যালসিয়াম পরমাণু পরিণত হয় ক্যালসিয়াম আয়নে। এই আয়নের প্রাবল্যের উপর নির্ভর করেই সূর্যের বায়ুমণ্ডলের (করোনা) চৌম্বক ক্ষেত্রের শক্তির বাড়া-কমা মাপা ও বোঝা যায়।

আর হাইড্রোজেন আলফা লাইন তৈরি হয় ক্রোমোস্ফিয়ারে থাকা হাইড্রোজেন আয়ন দিয়ে। ক্যালসিয়াম আয়নের মতোই ক্রোমোস্ফিয়ারের হাইড্রোজেন আয়নের প্রাবল্যের উপরেই নির্ভর করে সূর্যের সেই এলাকার চৌম্বক ক্ষেত্রগুলির শক্তি।

দু’টি লাইনই আছে ক্রোমোস্ফিয়ারে। তবে সেখানকার চৌম্বক ক্ষেত্রগুলির সঙ্গে নীচে থাকা ফোটোস্ফিয়ারের নিয়মিত যোগাযোগ থাকে। তাই ক্রোমোস্ফিয়ারের চৌম্বক ক্ষেত্রগুলিকে চিনতে, বুঝতে পারলে ফোটোস্ফিয়ারের চৌম্বক ক্ষেত্রগুলিকে বুঝতে পারা যায়।

তাই ক্যালসিয়াম কে লাইন ধরে পরোক্ষ ভাবে পর্যবেক্ষণ করা হয় ফোটোস্ফিয়ারের চৌম্বক ক্ষেত্রগুলিকে। আর হাইড্রোজেন আয়ন লাইন ধরে দেখা ও মাপা হয় ক্রোমোস্ফিয়ারের চৌম্বক ক্ষেত্রগুলির ব্যাপ্তি।

গবেষক ও কোদাইকানালের কৃতিত্ব

গবেষকদের কৃতিত্ব, তাঁরা ১৯১৫ থেকে ১৯৬৫, এই ৫০ বছরে সূর্যের পাঁচটি সৌরচক্রে চৌম্বক ক্ষেত্রগুলি কোথায় কোথায় কেমন ভাবে ছিল, তার সবিস্তার ইতিহাস জানাতে পেরেছেন। তার সবিস্তার মানচিত্র আঁকতে পেরেছেন।

শুভময় চট্টোপাধ্যায় (বাঁ দিক থেকে), দীপঙ্কর বন্দোপাধ্যায় ও বিদ্যাবিনয় কারক। মতামতে অর্ণব রায়চৌধুরী।

আর কোদাইকানালের কৃতিত্ব, তার রেকর্ডের ভাণ্ডার।

সৌরচক্র, সৌরকলঙ্ক, মেরু-বদল

কোনও সৌরচক্রের আয়ু গড়ে হয় ১১ বছরের। প্রথম সাড়ে ৫ বছরে সেই সৌরচক্র উত্তরোত্তর শক্তিশালী হতে থাকে ফোটোস্ফিয়ারে একের পর এক সৌরকলঙ্কের জন্মের সঙ্গে সঙ্গে। সৌরকলঙ্কের সংখ্যা ও শক্তি যত বাড়ে ততই শক্তিশালী হয়ে উঠতে থাকে সৌরচক্র। সাধারণত সৌরচক্র শুরুর সাড়ে ৫ বছরের মাথায় গিয়ে সেই সৌরচক্রের শক্তি সর্বাধিক হয়। সেই সৌরচক্রে সৌরকলঙ্কের সংখ্যাও হয় সর্বোচ্চ।

তার পর থেকেই শুরু কোনও সৌরচক্রের ‘অধঃপতন’। শক্তির নিরিখে তা ধীরে ধীরে পরের সাড়ে ৫ বছর ধরে হৃতবল হতে শুরু করে। পরের সৌরচক্র শুরুর ঠিক আগে পর্যন্ত। এই ‘অধঃপতনে’র সময় সৌরকলঙ্কগুলিও সূর্যের পিঠ থেকে উধাও হযে যেতে শুরু করে।

সূর্যের করোনা বা বায়ুমণ্ডল।

কোনও সৌরচক্রের শীর্ষ বিন্দুতে (যেখানে সৌরকলঙ্কের সংখ্যা সর্বাধিক হয়) পৌঁছনোর পর যখন সেই সৌরচক্র দুর্বল হতে আর সৌরকলঙ্কগুলি উধাও হয়ে যেতে শুরু করে ঠিক তখনই সূর্যের দুই মেরুর চৌম্বক ক্ষেত্রগুলি আবার শক্তিশালী হয়ে ওঠে। আর সেই সময়ই সূর্যের দুই মেরু তাদের দিক বদলায়। উত্তর মেরু হয়ে যেতে শুরু করে দক্ষিণ মেরু। আর দক্ষিণ মেরু দিক বদলিয়ে হয়ে যেতে থাকে উত্তর মেরু।

গুরুত্বপূর্ণ গবেষণা: অধ্যাপক অর্ণব রায়চৌধুরী

ভারতে বিজ্ঞানের গবেষণায় দ্বিজোত্তম প্রতিষ্ঠান বেঙ্গালুরুর ‘ইন্ডিয়ান ইনস্টিটিউট অব সায়েন্স (আইআইএসসি)’-এর অধ্যাপক, দেশের বিশিষ্ট সৌরপদার্থবিজ্ঞানী অর্ণব রায়চৌধুরীর কথায়, ‘‘এই গবেষণা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। যথেষ্টই তাৎপর্যপূর্ণ। সূর্যের ফোটোস্ফিয়ার ও ক্রোমোস্ফিয়ারের চৌম্বক ক্ষেত্রগুলির এত পুরনো দিনের তথ্যাদি এর আগে আমাদের হাতে পৌঁছয়নি। এই গবেষণা সেই ইতিহাসও জানাল। এর ফলে আগামী দিনে সূর্যের বুকে ঘটে চলা বিভিন্ন ঘটনার পূর্বাভাস আরও নিখুঁত ভাবে দেওয়ার সম্ভাবনা জোরলো হল।’’

খামতি থেকেই খোঁজ অজানা ইতিহাসের

অর্ণবের মতো সৌরপদার্থবিজ্ঞানীদের অনেকেই মনে করেন ব্রিটিশ আমলে তৈরি হওয়া কোদাইকানাল সোলার অবজারভেটরির যেটা অন্যতম প্রধান দুর্বলতা বলে ভাবা হত, সেটাই শেষ পর্যন্ত সূর্যের এত পুরনো দিনের অজানা ইতিহাস জানানোর ক্ষেত্রে বড় ভূমিকা নিল।

বিশ্বের অন্যান্য অবজারভেটরিগুলির মতো কোদাইকানালের সংস্কার হয়নি ততটা। সেই ব্রিটিশ আমলে বসানো যন্ত্রপাতি দিয়েই এখনও কাজ চালানো হয়। সেগুলির বিশেষ পরিবর্তন বা পরিমার্জন হয়নি। ফলে, সেগুলি সাময়িক ভাবে বন্ধও হয়নি। তাই এক শতাব্দীরও বেশি সময় ধরে ধারাবাহিক ভাবে সূর্য পর্যবেক্ষণ আর তার রেকর্ড রাখা সম্ভব হয়েছে কোদাইকানালের।

অর্ণবের রসিকতা, ‘‘এক জনের দিকে তেমন নজর না দেওয়াটাই বোধহয় শাপে বর হল!। কোদাইকানাল সকলের নজরই কেড়ে নিল।’’

গ্রাফিক: শৌভিক দেবনাথ ও তিয়াসা দাস।
ভিডিয়ো সৌজন্যে: ইন্ডিয়ান ইনস্টিটিউট অব অ্যাস্ট্রোফিজিক্স, বেঙ্গালুরু।