জ্যোতিঃরসায়ন
জ্যোতিঃরসায়ন (ইংরেজি ASTROCHEMISTRY) বলতে বিজ্ঞানের সেই শাস্ত্রকে বুঝানো হয়, যা এই মহাবিশ্বে অণুর প্রাচুর্যতা, তাদের বিক্রিয়া ও বিকিরণের সাথে তার মিথস্ক্রিয়া নিয়ে আলোচনা করা হয়।[১] এই শব্দের উদ্ভব হয়েছে জ্যোতির্বিজ্ঞান ও রসায়ন এই দুটি শব্দের মেলবন্ধনে। "জ্যোতিঃরসায়ন" শব্দটি একইসাথে সৌরজগৎ এবং অন্যান্য নাক্ষত্রিক ব্যবস্থায় ব্যবহার করা যায়। সৌরজগতে উল্কাপিণ্ডের ন্যায় বস্তুর মত বিভিন্ন উপাদান ও আইসোটোপের অনুপাতকে কসমোকেমিস্ট্রি বা মহাকাশ-রসায়ন নামেও অভিহিত করা হয়। অন্যান্য নক্ষত্রের অণু-পরমাণু এবং বিকিরণের সাথে তাদের মিথস্ক্রিয়া বিষয়ক বিজ্ঞানকে আণবিক জ্যোতিঃপদার্থবিজ্ঞান বলা হয়। জ্যোতিঃরসায়নে পারমাণবিক, রাসায়নিক যৌগ গঠন, বিবর্তন এবং আণবিক গ্যাস পুঞ্জের পরিণতি নিয়ে বিশেষভাবে গবেষণা ও আলোচনা করা হয়। কারণ এই সব গ্যাস পুঞ্জই নব নব সৌরমণ্ডলের সুচনা করে।
ইতিহাস
জ্যোতির্বিজ্ঞান এবং রসায়ন বিভাগের একটি শাখা হিসাবে, দুইটি ক্ষেত্রের ভাগ্য ইতিহাসের উপর জ্যোতিঃরসায়ন ইতিহাস প্রতিষ্ঠিত হয়। উন্নত পর্যবেক্ষণ এবং পরীক্ষামূলক স্প্রেট্রস্কপির বিকাশ সৌর সিস্টেম এবং পার্শ্ববর্তী আন্তঃচঞ্চলীয় মাঝামাঝি মধ্যে অণুর একটি ক্রমবর্ধমান অ্যারে শনাক্ত করার জন্য অনুমোদিত হয়েছে। পরবর্তীতে, বর্ণালী এবং অন্যান্য প্রযুক্তির অগ্রগতি দ্বারা আবিষ্কৃত রাসায়নিকের ক্রমবর্ধমান সংখ্যা জ্যোতির্বিজ্ঞান গবেষণার জন্য উপলব্ধ রাসায়নিক স্থান আকার এবং স্কেল বৃদ্ধি করেছে।
স্পেকট্রোসকপির ইতিহাস
জ্যোতির্বিজ্ঞানটি মহাবিশ্বের অণুর প্রাচুর্য এবং প্রতিক্রিয়া এবং বিকিরণের সাথে তাদের মিথস্ক্রিয়া গবেষণা। শৃঙ্খলা জ্যোতির্বিদ্যা এবং রসায়ন একটি সমাপতিত অংশ হয়। সৌরজগত এবং ইন্টারস্টেলার মাধ্যম উভয়ের ক্ষেত্রে "জ্যোতিঃরসায়ন" শব্দ প্রয়োগ করা যেতে পারে। সৌরজগতের বস্তুগুলির মতো প্রচুর পরিমাণে উপাদান এবং আইসোটোপ অনুপাতের গবেষণা, যেমন উল্কাবিজ্ঞানকেও কসোমোক্যামিস্টি বলা হয়, যখন ইন্টারস্টেলার পরমাণু এবং অণুর গবেষণা এবং বিকিরণের সাথে তাদের মিথস্ক্রিয়া কখনও কখনও আণবিক জ্যোতির্বিজ্ঞান বলা হয়। গঠন, পারমাণবিক এবং রাসায়নিক গঠন, বিবর্তন এবং আণবিক গ্যাস মেঘের ভাগ্য বিশেষ আগ্রহের কারণ এটি সৌর সিস্টেমের এই মেঘগুলির থেকে।
অ্যাথানাসিয়াস কেরচার (১৬৪৬), জন মারেক মার্সি (১৬৪৮), রবার্ট বয়েল (১৬৬৪), এবং ফ্রান্সেসকো মারিয়া গ্রিমালডি (১৬৬৫) এর দ্বারা সৌর স্পেকট্রারের পর্যবেক্ষণগুলি সর্বপ্রথম নিউটন এর ১৬৬৬কাজকে পূর্বাভাস দিয়েছিল, যা আলোর বর্ণালি প্রকৃতি প্রতিষ্ঠা করেছিল এবং এর ফলে প্রথম বর্ণালীবীক্ষণ[২]। ১৮০২ সালে উইলিয়াম হাইড উইলস্টন এর পরীক্ষার সাথে স্পেকট্রোসকপিটি প্রথমত একটি জ্যোতির্বিদ্যা কৌশল হিসাবে ব্যবহৃত হয়, যিনি সৌর বিকিরণে উপস্থিত বর্ণালি রেখা পর্যবেক্ষণ করতে একটি স্পেকট্রমিটার তৈরি করেছিলেন।[৩] পরে এই বর্ণালি লাইন জোসেফ ভন ফ্রুনহফারের কাজের মাধ্যমে পরিমাপ করা হয়েছিল।
চার্লস হুইটস্টোন এর ১৮৩৫ এর প্রতিবেদনটি প্রকাশ করার পরে স্পেকট্রোসকপিটি প্রথমত বিভিন্ন উপকরণগুলির মধ্যে পার্থক্য করার জন্য ব্যবহৃত হয় যা বিভিন্ন ধাতুগুলির দ্বারা প্রদত্ত স্পার্কগুলি পৃথক নির্গমন স্পেকট্রার ধারণ করে।[৪] এই পর্যবেক্ষণটি পরবর্তীতে লিওন ফাউকোল্ট দ্বারা নির্মিত হয়েছিল, যিনি ১৮৪২ সালে প্রদর্শিত করেছিলেন যে একই তাপমাত্রায় একই ধরনের উপাদান এবং শোষণের লাইনগুলি ভিন্ন তাপমাত্রায় ফলিত হয়। ১৮৫৩ সালে অ্যান্টিসকা আন্ডারসকিংগারে ১৮৮৭ সালে অ্যান্ডার জোনাস আংস্ট্রস্ট্রমের একটি সমতুল্য বক্তব্য স্বাধীনভাবে পোস্ট করা হয়েছিল যেখানে এটি তত্ত্বিত হয়েছিল যে আলোকিত গ্যাসগুলি একই ফ্রিকোয়েন্সিতে আলোর রশ্মি নির্গমন করে যা তারা শোষণ করতে পারে।
জোহান বেলমারের পর্যবেক্ষণের সাথে এই বর্ণালীগত তথ্যটি তত্ত্বগত গুরুত্বের সাথে গ্রহণ করা শুরু করে যে হাইড্রোজেনের নমুনা দ্বারা বর্ণিত বর্ণালি লাইনগুলি একটি সহজ অভিজ্ঞতামূলক সম্পর্ক অনুসরণ করে যা বামার সিরিজ নামে পরিচিত। এই সিরিজ, ১৮৮৮ সালে জোহানেস রিডবার্গ দ্বারা উন্নত আরও সাধারণ রাইডবার্গ ফর্মুলার একটি বিশেষ ক্ষেত্রে, হাইড্রোজেন জন্য বর্ণিত বর্ণালি লাইন বর্ণনা করতে নির্মিত হয়েছিল। রাইডবার্গ এর কাজ একাধিক বিভিন্ন রাসায়নিক উপাদানগুলির জন্য বর্ণালি রেখাগুলির গণনা করার অনুমতি দিয়ে এই সূত্রের উপর প্রসারিত হয়েছিল।[৫] এই বর্ণালীগত ফলাফলের জন্য প্রদত্ত তাত্ত্বিক গুরুত্বটি কোয়ান্টাম মেকানিক্সের বিকাশের উপর ব্যাপকভাবে প্রসারিত হয়েছিল, কারণ তত্ত্বটি এই ফলাফলগুলিকে পারমাণবিক এবং আণবিক নির্গমনের বর্ণের সাথে তুলনা করার অনুমতি দেয় যা পূর্বে একটি গণনা করা হয়েছিল।
জ্যোতিঃরসায়ন এর ইতিহাস
১৯৩০-এর দশকে রেডিও জ্যোতির্বিজ্ঞানটি বিকশিত হয়েছিল, তবে ১৯৩৭ সাল পর্যন্ত এটি ছিল না যে একটি আন্তঃসম্পর্কীয় অণু[৬] পর্যন্ত চূড়ান্ত শনাক্তকরণের জন্য যে কোনও উল্লেখযোগ্য প্রমাণ উদ্ভূত হয়েছিল, এই বিন্দু পর্যন্ত, কেবলমাত্র রাসায়নিক পদার্থটি অন্তর্বর্তী স্থানগুলিতে বিদ্যমান বলে পরিচিত ছিল পরমাণু। এই ফলাফল ১৯৪০ সালে নিশ্চিত করা হয়েছিল, যখন ম্যাককালার এট আল। চিহ্নিত এবং স্বতন্ত্র স্পেসস্কোপিক লাইনগুলির মধ্যে ইন্টার-স্টেলার স্পেসে সিএ এবং সিএন অণুগুলির অভাবে শনাক্ত হওয়া রেডিও পর্যবেক্ষণ।[৭] ত্রিশ বছর পরে, অন্যান্য অণুগুলির একটি ছোট্ট নির্বাচন অন্বেষণকারী স্থানটিতে আবিষ্কৃত হয়: 1963 সালে আবিষ্কৃত ওএটি সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ এবং এটি ইন্টারস্টেলার অক্সিজেনের উৎস হিসাবে উল্লেখযোগ্য,[৮] এবং এইচ ২ সি (ফরমালডিহাইড), ১৯৬৯ সালে আবিষ্কৃত এবং উল্লেখযোগ্য প্রথম পর্যবেক্ষিত জৈব, ইন্টারস্টেলার স্পেসে পলিটোমিক অণু হওয়ার জন্য [৯]
ইন্টারস্টেলার ফরমালডিহাইড আবিষ্কার - এবং পরে, সম্ভাব্য জৈবিক তাত্পর্য যেমন জল বা কার্বন মনোক্সাইডের সাথে অন্যান্য অণুগুলি - জীবনের কিছু মৌলিক তত্ত্বের পক্ষে শক্তিশালী সমর্থক প্রমাণ হিসাবে দেখা যায়: বিশেষত, তত্ত্ব যা জীবন মৌলিক আণবিক উপাদান থেকে এসেছে বহিরাগত সূত্র। এটি ২০০৯ সালে আবিষ্কৃত ইন্টারস্টেলার গ্লাসাইন, যা জৈবিকভাবে প্রাসঙ্গিক বৈশিষ্ট্য যেমন চেরাল্টি - যা উদাহরণস্বরূপ (প্রোপাইলিন অক্সাইড) আবিষ্কার করা হয়েছিল, তার সন্ধান করা হয়েছে এমন আন্তঃচৈতন্য অণুগুলির জন্য এখনও চলমান অনুসন্ধানের সূচনা করেছে[১০] - ২০১৬ আরও মৌলিক জ্যোতির্বিজ্ঞান গবেষণা পাশাপাশি।[১১]
স্পেকট্রোসকপি
জ্যোতিঃরসায়ন এর মধ্যে একটি বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ পরীক্ষামূলক সরঞ্জাম হল বিভিন্ন পরিবেশে অণু এবং পরমাণু থেকে আলোর শোষণ এবং নির্গমন পরিমাপ পরিমাপ করার জন্য দূরবীক্ষণ ব্যবহার করে স্পেকট্রস্কপি। গবেষণামূলক পরিমাপের সাথে জ্যোতির্বিজ্ঞান পর্যবেক্ষণের তুলনা করে, আস্ট্রোকিমিস্টগুলি মৌলিক প্রাচুর্য, রাসায়নিক গঠন, এবং তারার তাপমাত্রা এবং আন্তঃস্থিতিক মেঘের অনুমান করতে পারে। এটি সম্ভব কারণ আয়ন, পরমাণু এবং অণুগুলিতে চারিত্রিক বৈশিষ্ট রয়েছে: অর্থাৎ, আলোর কিছু তরঙ্গদৈর্ঘ্য (রং) শোষণ এবং নির্গমন, যা মানুষের চোখে দৃশ্যমান নয়। যাইহোক, এই পরিমাপের সীমাবদ্ধতা রয়েছে, বিভিন্ন ধরনের বিকিরণ (রেডিও, ইনফ্রারেড, দৃশ্যমান, অতিবেগুনী ইত্যাদি) অণুর রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলির উপর নির্ভর করে শুধুমাত্র নির্দিষ্ট প্রজাতির প্রজাতি শনাক্ত করতে সক্ষম। ইন্টারস্টেলার ফরমালডিহাইড ইন্টারস্টেলার মাধ্যমের মধ্যে শনাক্ত প্রথম জৈব অণু ছিল।
সম্ভবত পৃথক রাসায়নিক প্রজাতির শনাক্তকরণের সবচেয়ে শক্তিশালী কৌশল হচ্ছে রেডিও জ্যোতির্বিজ্ঞান যা র্যাডিকেল এবং আয়ন এবং জৈব (যেমন কার্বন-ভিত্তিক) যৌগ, যেমন অ্যালকোহল, অ্যাসিড, অ্যালডিহাইডস সহ একশত আন্তঃচঞ্চলীয় প্রজাতির শনাক্তকরণের ফলে ঘটেছে।, এবং কেটোন। সর্বাধিক প্রাচুর্যপূর্ণ অণুর অণুগুলির মধ্যে একটি, এবং রেডিও তরঙ্গগুলি শনাক্ত করার পক্ষে সবচেয়ে সহজে (এটির শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ডাইপোল মুহূর্তের কারণে) সিও (কার্বন মোনোক্সাইড)। আসলে, সিও এমন একটি সাধারণ আন্তঃসম্পর্কীয় অণু যা এটি আণবিক অঞ্চলের মানচিত্রের জন্য ব্যবহৃত হয়।[১২] সম্ভবত সর্বাধিক মানুষের স্বার্থের রেডিও পর্যবেক্ষণটি ইন্টারস্টেলার গ্লিসিনের দাবি[১৩] সর্বাধিক অ্যামিনো অ্যাসিড, তবে বেশিরভাগ বিতর্কিত বিতর্কের সাথে।[১৪] এই শনাক্তকরণটি কেন বিতর্কিত ছিল তার একটি কারণ হল যে যদিও রেডিও (এবং ঘূর্ণমান বর্ণালি বর্ণের মতো কিছু অন্যান্য পদ্ধতি) বৃহত ডাইপোল মুহূর্তগুলির সাথে সহজ প্রজাতির শনাক্তকরণের জন্য ভাল তবে এটি জটিল জটিল অণুগুলির জন্য কম সংবেদনশীল, এমনকি এমিনো অ্যাসিড।
তাছাড়া, এই পদ্ধতির কোন ডাইপোল নেই এমন অণুর সম্পূর্ণরূপে অন্ধ। উদাহরণস্বরূপ, মহাবিশ্বের সবচেয়ে সাধারণ অণু হ'ল H" data-mw-charinsert-end="" class="mw-charinsert-item">2 (হাইড্রোজেন গ্যাস), তবে এটি একটি ডাইপোল মুহূর্ত নেই, তাই এটি রেডিও টেলিস্কোপগুলিতে অদৃশ্য। তাছাড়া, এই পদ্ধতি গ্যাস-পর্যায়ে না এমন প্রজাতি শনাক্ত করতে পারে না। ঘন আণবিক মেঘ খুব ঠান্ডা (১০ থেকে ৫০ কে [-২৬৩.১ থেকে -২৩.২ ডিগ্রি সেলসিয়াস; -৪৪১.৭ থেকে -৩৬৯.৭ ডিগ্রি ফারেনহাইট]), যেহেতু তাদের মধ্যে অধিকাংশ অণু (হাইড্রোজেন ছাড়াও) হিমায়িত হয়, যেমন কঠিন। পরিবর্তে, হাইড্রোজেন এবং এই অন্যান্য অণু আলোর অন্যান্য তরঙ্গদৈর্ঘ্য ব্যবহার করে শনাক্ত করা হয়। হাইড্রোজেনটি অতিবেগুনী (ইউভি) এবং তার শোষণ এবং আলোকে নির্গমন (হাইড্রোজেন লাইন) থেকে দৃশ্যমান রেঞ্জে সহজে শনাক্ত করা হয়। তাছাড়া, বেশিরভাগ জৈব যৌগ ইনফ্রারেড (আইআর) এ আলোর শোষণ করে এবং নির্গমন করে, উদাহরণস্বরূপ, মঙ্গলের বায়ুমন্ডলে মিথেন শনাক্তকরণ[১৫] আইআর গ্রাউন্ড-ভিত্তিক দূরবীক্ষণ যন্ত্রের সাহায্যে, নাসা এর ৩-মিটার ইনফ্রারেড টেলিস্কোপ সুবিধাটি উপরিভাগে ব্যবহার করা হয় মাউনা কেয়া, হাওয়াই। নাসা গবেষণাবিদরা তাদের পর্যবেক্ষণ, গবেষণা এবং বৈজ্ঞানিক ক্রিয়াকলাপের জন্য বায়ুবাহিত আইআর টেলিস্কোপ সফিউয়া এবং স্পেস টেলিস্কোপ স্পিজার ব্যবহার করেন।[১৬][১৭] মঙ্গলের বায়ুমন্ডলে মিথেনের সাম্প্রতিক শনাক্তকরণের সাথে কিছুটা সম্পর্কিত। নিউ জিল্যান্ডের ক্যানটারবারি বিশ্ববিদ্যালয়ের ক্রিস্টোফার ওজ এবং তার সহকর্মীরা মঙ্গলবার ২০১২ সালের জুন মাসে মঙ্গল গ্রহের হাইড্রোজেন এবং মিথেন স্তরের অনুপাত পরিমাপ করতে পারে বলে মঙ্গলবার জানায়।[১৮][১৯] বিজ্ঞানীদের মতে, "... কম এইচ ২ / সি ৪ ৪ অনুপাত (প্রায় ৪০ এর চেয়ে কম) নির্দেশ করে যে জীবন সম্ভবত বর্তমান এবং সক্রিয়।" [১৮] অন্যান্য বিজ্ঞানীরা অতি সম্প্রতি মহাকাশচারী বায়ুমণ্ডলে হাইড্রোজেন এবং মিথেন শনাক্ত করার পদ্ধতিগুলি রিপোর্ট করেছেন।[২০][২১]
ইনফ্রারেড জ্যোতির্বিজ্ঞানটি প্রকাশ করেছে যে ইন্টারস্টেলার মিয়ামে পলিয়ারোমেটিক হাইড্রোকার্বন নামক জটিল গ্যাস-ফেজ কার্বন যৌগগুলির একটি স্যুট রয়েছে, যা প্রায়শই পিএইচএইচ বা পিএসিগুলির সংক্ষেপিত। মূলত কার্বনগুলির (সম্ভবত নিরপেক্ষ বা আয়নযুক্ত অবস্থায়) গঠিত এই অণুগুলি, গ্যালাক্সিতে কার্বন যৌগের সবচেয়ে সাধারণ শ্রেণী বলে মনে করা হয়। তারা উল্কা এবং সমুদ্র এবং গ্রহাণু ধুলো (মহাজাগতিক ধুলো) মধ্যে কার্বন অণু সবচেয়ে সাধারণ বর্গ। এই যৌগসমূহের পাশাপাশি অ্যামিনো অ্যাসিড, নিউক্লিয়াসেস এবং মিটিয়েটের অন্যান্য যৌগগুলি কার্বন, নাইট্রোজেন এবং অক্সিজেনের ডায়োটেরিয়াম এবং আইসোটোপ বহন করে যা পৃথিবীতে খুব বিরল এবং তাদের বহিঃপ্রকাশের উৎপত্তি প্রমাণ করে। PAHs(পিএএইচ স) হট সার্জারার পরিবেশে (প্রায় মরণ, কার্বন সমৃদ্ধ লাল দৈত্য বড়) গঠন বলে মনে করা হয়।
ইনফ্রারেড জ্যোতির্বিজ্ঞানটি সিলিকেটস, কারজোনের মতো কার্বন-সমৃদ্ধ কঠিন বস্তু এবং বরফ সহ আন্তঃমালিক মাধ্যমের কঠিন সামগ্রী গঠনের মূল্যায়ন করার জন্যও ব্যবহার করা হয়েছে। কারণ এটি দৃশ্যমান আলো, যা কঠিন কণাগুলি দ্বারা বিচ্ছিন্ন বা শোষিত হয়, এর বিপরীতে, আইআর বিকিরণটি মাইক্রোস্কোপিক ইন্টারস্টেলার কণাগুলির মধ্য দিয়ে যেতে পারে, তবে প্রক্রিয়াতে কিছু তরঙ্গদৈর্ঘ্যের শোষণ রয়েছে যা শস্যের গঠন বৈশিষ্ট্যযুক্ত।[২২] রেডিও জ্যোতির্বিজ্ঞানের সাথে উপরে কিছু নির্দিষ্ট সীমাবদ্ধতা রয়েছে, উদাঃ N2 আইআর বা রেডিও জ্যোতির্বিজ্ঞান দ্বারা শনাক্ত করা কঠিন।
যেমন আইআর পর্যবেক্ষণগুলি নির্ধারিত হয়েছে যে ঘন মেঘগুলিতে (যেখানে বিধ্বংসী ইউভি বিকিরণটি বজায় রাখার জন্য পর্যাপ্ত কণা আছে) পাতলা বরফ স্তরগুলি মাইক্রোস্কোপিক কণাগুলিকে কোট করে, কিছু কম তাপমাত্রা রসায়ন ঘটতে দেয়। যেহেতু হাইড্রোজেন মহাবিশ্বের সবচেয়ে বেশি পরিমাণে অণু দ্বারা, এই বরফ এর প্রাথমিক রসায়ন হাইড্রোজেনের রসায়ন দ্বারা নির্ধারিত হয়। যদি হাইড্রোজেন পরমাণু হয়, তবে এইচ পরমাণু পাওয়া যায় O, C এবং N পরমাণুর সাথে প্রতিক্রিয়া, H2O, CH4এবং NH3 মত "হ্রাস" প্রজাতির উৎপাদন করে। যাইহোক, যদি হাইড্রোজেন আণবিক এবং এইভাবে প্রতিক্রিয়াশীল না হয় তবে এটি ভারী পরমাণুগুলিকে প্রতিক্রিয়া জানাতে বা একত্রে বাঁধতে সক্ষম করে, CO, CO2, CN, ইত্যাদি উৎপাদন করে। এই মিশ্র-আণবিক বরফগুলি অতিবেগুনী বিকিরণ এবং মহাজাগতিক রেগুলির উদ্ভাসিত হয়, যার ফলে জটিল বিকিরণ চালিত রসায়ন।[২২] সাধারণ ইন্টারস্টেলার আইসের ফটোকপিস্ট্রি পরীক্ষাগারে অ্যামিনো অ্যাসিড উৎপাদিত হয়েছে।[২৩] আন্তঃচঞ্চলীয় এবং কমিকারি বরফ (পাশাপাশি গ্যাস ফেজ যৌগগুলির তুলনা) এর মধ্যে মিলটি ইন্টারস্টেলার এবং কমেটার রসায়নের সংযোগের সূচক হিসাবে আহ্বান করা হয়েছে। এটি স্টারডাস্ট মিশন দ্বারা ফিরে আসা ধূমকেতু নমুনা থেকে জৈবিক বিশ্লেষণের ফলাফলগুলির দ্বারা কিছুটা সমর্থিত কিন্তু খনিজগুলিও সৌর নেবুলার উচ্চ তাপমাত্রা রসায়ন থেকে একটি বিস্ময়কর অবদানকে নির্দেশ করে।