রচেস্টারের গবেষণা: পৃথিবীর চৌম্বকমণ্ডল চাঁদের দিকে বায়ুমণ্ডলীয় কণা চালিত করে

ইউনিভার্সিটি অফ রচেস্টারের পদার্থবিজ্ঞানীরা এক যুগান্তকারী গবেষণার ফলাফল প্রকাশ করেছেন, যা পৃথিবীর চৌম্বকমণ্ডলের ভূমিকা সম্পর্কে প্রচলিত ধারণাকে নতুন করে সংজ্ঞায়িত করছে। জার্নাল 'কমিউনিকেশনস আর্থ অ্যান্ড এনভায়রনমেন্ট'-এ প্রকাশিত এই তথ্য অনুসারে, পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্র কেবল একটি প্রতিরক্ষামূলক ঢাল হিসেবে কাজ করে না, বরং এটি একটি সুড়ঙ্গ বা চ্যানেল হিসেবেও কাজ করে, যা কোটি কোটি বছর ধরে পৃথিবীর বায়ুমণ্ডল থেকে আয়নিত কণাগুলিকে চাঁদের পৃষ্ঠের দিকে চালিত করেছে। এই অভিনব প্রক্রিয়াটি ত্রিমাত্রিক চুম্বক-জলগতিবিদ্যা (MHD) সিমুলেশনের মাধ্যমে উদ্ঘাটিত হয়েছে।

এই গবেষণার সূত্রপাত হয়েছিল 'অ্যাপোলো' মিশনের মাধ্যমে সংগৃহীত চন্দ্রপৃষ্ঠের মাটির নমুনার মধ্যে থাকা কিছু অস্বাভাবিক উপাদানের বিশ্লেষণ থেকে। এই নমুনাগুলিতে জল, কার্বন ডাই অক্সাইড, নাইট্রোজেন এবং হিলিয়ামের মতো উদ্বায়ী পদার্থ পাওয়া গিয়েছিল। বিশেষত, পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের আইসোটোপিক গঠনের সাথে হুবহু মিলে যাওয়া নাইট্রোজেনের উপস্থিতি দীর্ঘদিন ধরে এক অমীমাংসিত 'চন্দ্র নাইট্রোজেন রহস্য' সৃষ্টি করেছিল। এই রহস্যের কিনারা করতে রচেস্টার বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক এরিক ব্ল্যাকম্যান MHD মডেলিং ব্যবহার করেন। তিনি এমন পরিস্থিতিগুলির তুলনা করেন যেখানে পৃথিবীর শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্র ছিল না, তার সাথে বর্তমান অবস্থার।

সিমুলেশনগুলি স্পষ্টভাবে দেখায় যে সৌর বায়ু পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের ওপরের স্তর থেকে আয়নগুলিকে উৎপাটিত করে। এরপর, চৌম্বক ক্ষেত্রের রেখাগুলি এই কণাগুলিকে পৃথিবীর চৌম্বক লেজের (magnetotail) দিকে চালিত করে। চাঁদের কক্ষপথ পরিবর্তনের সময় এই লেজের অংশটি চাঁদ দ্বারা পরিগৃহীত হয়। গবেষক দলটি অত্যন্ত নির্ভুল ত্রিমাত্রিক MHD সিমুলেশন চালানোর জন্য AstroBEAR কোড ব্যবহার করেছিলেন। ফলাফলগুলি জোরালোভাবে সমর্থন করে যে, বর্তমান পৃথিবীর পরিস্থিতিতে যেখানে চৌম্বক ক্ষেত্র একটি নির্দেশক কাঠামো হিসেবে কাজ করে, সেখানেই কণা স্থানান্তরের প্রক্রিয়াটি সবচেয়ে ভালোভাবে ব্যাখ্যা করা যায়।

এই 'পৃথিবী-বাহিত' আয়নগুলি চাঁদের রেগোলিথে প্রায় ১০০ থেকে ৫০০ ন্যানোমিটার গভীরতায় প্রোথিত হয়, যা তাদের দীর্ঘমেয়াদী সংরক্ষণের নিশ্চয়তা দেয়। এই স্থানান্তরের প্রক্রিয়াটি যদি বিলিয়ন বিলিয়ন বছর ধরে অবিরাম চলতে থাকে, তবে চন্দ্র রেগোলিথ পৃথিবীর বায়ুমণ্ডল, জলবায়ু এবং মহাসাগরগুলির বিবর্তনের একটি রাসায়নিক আর্কাইভ হিসেবে কাজ করে। তাই, এই মাটি অধ্যয়ন করা বিজ্ঞানীদের জন্য আমাদের গ্রহের অতীতে উঁকি দেওয়ার একটি জানালা খুলে দিতে পারে।

রচেস্টার বিশ্ববিদ্যালয়ের ল্যাজার এনার্জেটিক্স ল্যাবরেটরির সিনিয়র গবেষক অধ্যাপক ব্ল্যাকম্যান উল্লেখ করেছেন যে, চন্দ্র মাটির তথ্য এবং উন্নত কম্পিউটেশনাল মডেলিংয়ের সমন্বয় পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের ইতিহাস উন্মোচনে সহায়তা করে। নাইট্রোজেন এবং জলের মতো উদ্বায়ী পদার্থ স্থানান্তরিত হওয়ার বিষয়টি নিশ্চিত হওয়ায় ভবিষ্যতের চন্দ্র ঘাঁটি স্থাপনের পরিকল্পনার ওপর এর ব্যবহারিক প্রভাব রয়েছে। যদি রেগোলিথে পৃথিবীর প্রয়োজনীয় সম্পদের উল্লেখযোগ্য ভান্ডার থাকে, তবে চাঁদে মানুষের স্থায়ী উপস্থিতি বজায় রাখার জন্য প্রয়োজনীয় লজিস্টিক খরচ হ্রাস পেতে পারে। এটি জীবনধারণের জন্য অপরিহার্য গ্যাস উত্তোলনের নতুন দিগন্ত উন্মোচন করবে।