हार्वर्ड विश्वविद्यालय के शोधकर्ता और प्रोफेसर, खगोल भौतिकीविद् एवी लोएब ने इंटरस्टेलर धूमकेतु 3I/एटलस के व्यवहार पर एक मात्रात्मक सर्वेक्षण प्रस्तुत किया। अध्ययन सौर मंडल के माध्यम से वस्तु के पारित होने के दौरान कण पदार्थ की रिहाई की गतिशीलता पर केंद्रित है। संसाधित डेटा आकाशीय पिंड के पेरीहेलियन के तुरंत बाद भारी मात्रा में अंतरिक्ष धूल के निष्कासन का संकेत देता है। यह शोध एक्स्ट्रासोलर विजिटर के बारे में अभूतपूर्व भौतिक मापदंडों को स्थापित करने के लिए चमक माप का उपयोग करता है। एकत्र की गई जानकारी हमारे आकाशगंगा पड़ोस के बाहर बने पिंडों की आंतरिक संरचना का पता लगाने में मदद करती है।
अनुमान बताते हैं कि धूमकेतु ने लगभग दस मिलियन किलोग्राम धूल अंतरिक्ष में छोड़ी। इस सामग्री ने एक दृश्य संरचना बनाई जिसे एंटीटेल के नाम से जाना जाता है, जो अनुमानित लंबाई 400,000 किलोमीटर तक पहुंच गई। मलबे के इस बादल में सूर्य के प्रकाश का प्रतिबिंब दस किलोमीटर की त्रिज्या वाले एक ठोस गोले द्वारा उत्पन्न चमक के बराबर है। इस घटना ने वैज्ञानिकों को वस्तु के निशान बनाने वाले एक क्विंटल व्यक्तिगत कणों की उपस्थिति का अनुमान लगाने की अनुमति दी। उत्सर्जित सामग्री के घनत्व ने खगोलीय निगरानी टीमों को आश्चर्यचकित कर दिया।
उत्सर्जित कणों के द्रव्यमान और आयामों की गणना
विश्लेषण से पता चला कि उत्सर्जित धूल के कणों की एक विशिष्ट त्रिज्या दस माइक्रोन की सीमा में होती है। यह विशिष्ट मान ज़मीन-आधारित दूरबीनों द्वारा देखी गई दो भौतिक बाधाओं को पूरा करता है। कैप्चर की गई छवियों में दिखाई देने वाली जेट की कुल लंबाई को उचित ठहराने के लिए आकार को एक माइक्रोन से अधिक होना चाहिए। साथ ही, कोर से गैसों के निकलने से उत्पन्न ड्रैग वेग के साथ संगत होने के लिए आयाम एक सौ माइक्रोन से नीचे रहना चाहिए। इस आकार सीमा की सटीकता अध्ययन में लागू गणितीय मॉडल को रेखांकित करती है।
प्रत्येक सूक्ष्म टुकड़े में एक व्यक्तिगत द्रव्यमान होता है जिसका अनुमान एक ग्राम के एक छोटे से अंश पर लगाया जाता है। इस मान को कणों की कुल मात्रा से गुणा करने पर दस मिलियन किलोग्राम ठोस पदार्थ बाहर निकलने का निशान प्राप्त होता है। इन दानों की गति की गतिशीलता उनकी यात्रा के दौरान सौर विकिरण से सीधे प्रभावित होती है। सूर्य के प्रकाश द्वारा डाला गया दबाव कणों में निरंतर मंदी का कारण बनता है। इस ब्रेकिंग बल को मैप करने से दृश्यमान निशान के बनने के सटीक समय की गणना करना संभव हो जाता है।
एवी लोएब की गणना में सौर मंदी की यह दर लगभग 0.01 सेंटीमीटर प्रति सेकंड वर्ग आंकी गई है। यह सूचकांक सीधे एंटीटेल के प्रबुद्ध और दृश्यमान क्षेत्र में सामग्री के निवास समय पर कार्य करता है। प्रारंभिक इजेक्शन वेग और विकिरण द्वारा लगाए गए प्रतिरोध के बीच की बातचीत संरचना के स्पष्ट घनत्व को परिभाषित करती है। ऑप्टिकल अवलोकनों द्वारा अनुमानित धूल की कुल मात्रा को सत्यापित करने के लिए मॉडल इन चरों को पार करता है। संख्याओं की स्थिरता हार्वर्ड शोध में प्रयुक्त पद्धति की मजबूती की पुष्टि करती है।
स्पेन में प्रयुक्त पृथ्वी अवलोकन और उपकरण
अनुसंधान डेटाबेस की उत्पत्ति स्पेनिश क्षेत्र टेनेरिफ़ में स्थापित वेधशालाओं से हुई है। स्थानीय दूरबीनों ने लगातार हफ्तों तक धूमकेतु 3आई/एटलस की उच्च-रिज़ॉल्यूशन छवियां दर्ज कीं। उपकरण ने मुख्य गैस टेल और ठोस मलबे से बनी एंटी-टेल के बीच दृश्य पृथक्करण पर ध्यान केंद्रित किया। कैप्चर ने सूर्य के विपरीत प्रक्षेपित वेग वैक्टर और सामग्री की दिशाओं को मैप किया। लेंस की भौगोलिक स्थिति ने अंतरिक्ष की धूल से परावर्तित फोटॉन को पकड़ने में मदद की।
उपकरण व्यापक दृश्य क्षेत्र के साथ संचालित होते थे, रात के आकाश में 2.4 गुणा 1.8 डिग्री मापते थे। इस उद्घाटन ने धूमकेतु नाभिक द्वारा उत्सर्जित संरचनाओं की पूरी सीमा को फ्रेम करना संभव बना दिया। तस्वीरों का पिक्सेल स्केल 0.60 आर्क सेकंड की सटीकता तक पहुंच गया। विस्तार के स्तर ने आसपास के गैसीय उत्सर्जन से धूल की चमक को अलग करने के लिए आवश्यक रिज़ॉल्यूशन सुनिश्चित किया। सेंसरों के कठोर अंशांकन ने वस्तु की कुल चमक की रीडिंग में विकृतियों को रोका।
छवि प्रसंस्करण ने धूमकेतु के कोमा में बारीक संरचनाओं को उजागर करने के लिए विशिष्ट फ़िल्टर लागू किए। शोधकर्ताओं ने दस अलग-अलग लघुगणकीय स्तरों में विभाजित चमक आकृतियाँ बनाईं। इस तकनीक से पूरे इजेक्शन जेट में धूल के असमान वितरण का पता चला। तस्वीरों पर तकनीकी चिह्नों में चरम चमक पर क्रॉस और कण प्रवाह की एंटीसोलर दिशा का संकेत देने वाले वेक्टर शामिल थे। प्रत्यक्ष दृश्य विश्लेषण ने द्रव गतिकी समीकरणों द्वारा प्राप्त परिणामों की पुष्टि की।
सामग्री हानि दर और गैस के साथ तुलना
दस मिलियन किलोग्राम धूल का संचय एक सीमित समय में हुआ। अध्ययन ने गणना की है कि इजेक्शन प्रक्रिया लगभग एक महीने तक चली, जो निरंतर गतिविधि के तीन मिलियन सेकंड के बराबर है। इस अवधि पर पहुंचने के लिए लागू सूत्र अधिकतम जेट लंबाई और औसत कण मंदी दर पर विचार करता है। हमारे सिस्टम में तारे से निकटतम निकटता के चरण के दौरान सामग्री की आपूर्ति स्थिर रही। उत्सर्जन की स्थिरता ने अनुक्रम डेटा के संग्रह को सुविधाजनक बनाया।
कुल द्रव्यमान को गतिविधि समय से विभाजित करने पर प्रति सेकंड 3.3 किलोग्राम धूल हानि दर का पता चलता है। यह ठोस आयतन अंतरतारकीय धूमकेतु के कुल द्रव्यमान हानि के एक छोटे से अंश का प्रतिनिधित्व करता है। इसी अवधि में 3आई/एटलस की गैस रिलीज दर 500 किलोग्राम प्रति सेकंड के निशान तक पहुंच गई। दोनों घटकों के बीच का संबंध आकाशीय पिंड की आंतरिक संरचना के बारे में सुराग प्रदान करता है। गैस की प्रबलता जमे हुए अस्थिर तत्वों से समृद्ध कोर को इंगित करती है।
- धूल और गैस का अनुपात गैलेक्टिक इंटरस्टेलर माध्यम के पैटर्न को दर्शाता है।
- दस-माइक्रोन कण खुले स्थान के औसत कण आकार से अधिक हैं।
- सामग्री का संचय संभवतः आणविक बादल वातावरण में हुआ।
- इसकी संरचना सौर मंडल के मूल धूमकेतुओं में पाए जाने वाले पैटर्न से भिन्न है।
अवलोकन विंडो के दौरान धूल और गैस का अनुपात 1% के करीब था। यह सूचकांक आकाशगंगा के अंतरतारकीय माध्यम में पाए जाने वाले मानक मापों के साथ संरेखित होता है। समानता से पता चलता है कि धूमकेतु गैलेक्टिक क्षेत्र की रासायनिक संरचना को संरक्षित करता है जहां इसका गठन हुआ था। सटीक अनुपात खगोलविदों को दूर के ग्रह प्रणालियों के गठन के मॉडल को जांचने में मदद करता है। किसी भौतिक वस्तु का प्रत्यक्ष माप लंबी दूरी की स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा किए गए अवलोकनों का पूरक है।
आणविक बादलों में उत्पत्ति और असामान्य विशेषताएं
दस माइक्रोन की त्रिज्या वाले कणों की खोज 3I/एटलस को साधारण अंतरतारकीय धूल से अलग करती है। आकाशगंगा में स्वतंत्र रूप से तैरने वाले अधिकांश कण आकार में एक माइक्रोन से छोटे होते हैं। दस गुना बड़े अनाज की उपस्थिति एक विशिष्ट और विशिष्ट गठन प्रक्रिया को इंगित करती है। असामान्य आकार गहरे अंतरिक्ष में यात्रा से पहले वस्तु के मूल वातावरण के बारे में परिकल्पनाएं पैदा करता है। धूल का कण आकार धूमकेतु के जन्मस्थान के भूवैज्ञानिक हस्ताक्षर के रूप में काम करता है।
प्रमुख सिद्धांत से पता चलता है कि धूमकेतु ने घने आणविक बादल के अंदर इस मोटे पदार्थ को जमा किया है। ये तारकीय नर्सरी बड़े अनाजों के समूहन के लिए आवश्यक दबाव और तापमान की स्थिति प्रदान करती हैं। पदार्थ संचय के इस चरण के बाद आकाशीय पिंड का अंतरतारकीय अंतरिक्ष में प्रक्षेपण हुआ होगा। परिकल्पना यात्रा के दौरान आंतरिक विखंडन प्रक्रियाओं को लागू करने की आवश्यकता के बिना देखी गई संरचना की व्याख्या करती है। कोर की संरचनात्मक अखंडता खगोलभौतिकीय तर्क की इस पंक्ति का समर्थन करती है।
सौर मंडल में उत्पन्न होने वाले धूमकेतु आमतौर पर पेरीहेलियन के दौरान काफी छोटे धूल के कण छोड़ते हैं। व्यवहार में यह विचलन 3आई/एटलस की एक्स्ट्रासोलर प्रकृति को पुष्ट करता है। एंटीटेल की संरचनात्मक विसंगतियाँ और अचानक चमक में बदलाव खगोलीय समुदाय द्वारा जांच के दायरे में हैं। स्थानीय वस्तुओं के साथ सीधी तुलना हमारे पड़ोस और अन्य तारकीय प्रणालियों के बीच रासायनिक अंतर को मैप करने में मदद करती है। ऑब्जेक्ट की विसंगति सूची भविष्य के आगंतुकों को वर्गीकृत करने के आधार के रूप में कार्य करती है।
एक्स्ट्रासोलर प्रक्षेपवक्र की निरंतर निगरानी
धूमकेतु 3आई/एटलस आंतरिक ग्रहों की कक्षा को पार करने वाला तीसरा अंतरतारकीय आगंतुक है। सूर्य के हालिया मार्ग ने इस मूल के पिंड के प्रत्यक्ष अवलोकन का सबसे अच्छा अवसर प्रदान किया। कई महाद्वीपों पर टेलीस्कोप प्रक्षेप पथ पर नज़र रखते हैं जबकि वस्तु अपनी चमक खो देती है। अनुसंधान टीमों द्वारा कोमा और पूंछ की संरचना में परिवर्तन साप्ताहिक रूप से दर्ज किए जाते हैं। दृश्यता विंडो कम हो जाती है क्योंकि पलायन वेग कोर को तीव्र रोशनी के क्षेत्र से दूर ले जाता है।
एवी लोएब द्वारा एकत्र किया गया मात्रात्मक डेटा माइक्रोग्रैविटी वातावरण में इजेक्शन गतिशीलता पर संख्यात्मक सिमुलेशन प्रदान करता है। यह जानकारी भविष्य के खगोलीय अवलोकन अभियानों की योजना बनाने के लिए आधार के रूप में कार्य करती है। नई पीढ़ी के टेलीस्कोप से जुड़ी परियोजनाएं बड़े पैमाने पर इजेक्शन घटना के लिए और भी अधिक रिज़ॉल्यूशन की उम्मीद करती हैं। नए आगंतुकों के अध्ययन के लिए गैस और धूल से चमक को अलग करने की क्षमता एक तकनीकी आवश्यकता बन जाती है। इस ट्रैकिंग के दौरान आने वाली कठिनाइयों के आधार पर ऑप्टिकल इंस्ट्रूमेंटेशन को अपडेट किया जाता है।
नवीनतम छवियां सूर्य से दूरी बढ़ने के साथ-साथ भौतिक हानि की दर की स्थिरता की पुष्टि करती हैं। ग्राउंड-आधारित वेधशालाएं धूल के निशान से परावर्तित नवीनतम फोटॉन उत्सर्जन को पकड़ने के लिए अपने सेंसर को कैलिब्रेट करती हैं। वर्तमान गणनाओं का सत्यापन विभिन्न ऑप्टिकल उपकरणों द्वारा प्राप्त डेटा को पार करने पर निर्भर करता है। निगरानी तब तक सक्रिय रहती है जब तक आकाशीय पिंड वर्तमान उपकरणों की पता लगाने की सीमा से अधिक नहीं हो जाता। पास के दौरान उत्पन्न फ़ाइलें भविष्य की विश्लेषणात्मक समीक्षाओं के लिए उपलब्ध रहेंगी।