इंटरस्टेलर विज़िटर 3आई/एटीएलएएस में पानी 30 गुना अधिक केंद्रित है, यह एएलएमए को इंगित करता है

अटाकामा लार्ज मिलीमीटर/सबमिलिमीटर एरे (ALMA) के नए अवलोकनों से इंटरस्टेलर धूमकेतु 3I/ATLAS में साधारण पानी और ड्यूटेरेटेड पानी के अनुपात का पता चला है जो असाधारण ठंडे वातावरण में उत्पत्ति की ओर इशारा करता है। मिशिगन विश्वविद्यालय के डॉक्टरेट छात्र लुइस ई. सलाज़ार मंज़ानो के नेतृत्व में, सहायक प्रोफेसर टेरेसा पैनेक-कैरेनो के सहयोग से किया गया शोध, एक दूर के ग्रह प्रणाली का रासायनिक फिंगरप्रिंट प्रदान करता है। यह खोज अंतरतारकीय मूल की किसी वस्तु में अर्ध-भारी पानी के पहले माप को चिह्नित करती है।

धूमकेतु 3आई/एटीएलएएस में हमारे अपने सौर मंडल में धूमकेतुओं में पाए जाने वाले अर्ध-भारी पानी (एचडीओ) का कम से कम 30 गुना अनुपात है, जो कि पृथ्वी के महासागरों में दर्ज मूल्य से 40 गुना से अधिक है। यह महत्वपूर्ण अंतर उन ठंडी परिस्थितियों में एक प्रत्यक्ष रासायनिक खिड़की प्रदान करता है जिसमें धूमकेतु की गृह तारा प्रणाली का निर्माण हुआ। जानकारी से पता चलता है कि आकाशगंगा में अन्यत्र ग्रहों के निर्माण की प्रक्रिया हमारे सौर मंडल को आकार देने वाली प्रक्रियाओं से काफी हद तक भिन्न हो सकती है।

पानी की अनूठी संरचना अत्यधिक ठंड में उत्पत्ति की ओर इशारा करती है

जांच में विस्तार से बताया गया कि धूमकेतु 3I/ATLAS साधारण पानी (H₂O) की तुलना में ड्यूटेरेटेड पानी की उल्लेखनीय रूप से उच्च प्रचुरता प्रदर्शित करता है। जबकि सौर मंडल में धूमकेतुओं में साधारण पानी के प्रत्येक दस हजार अणुओं के लिए अर्ध-भारी पानी का लगभग एक अणु होता है, अंतरतारकीय वस्तु ने काफी अधिक सांद्रता का प्रदर्शन किया। दिलचस्प बात यह है कि अवलोकन के दौरान साधारण पानी स्वयं एएलएमए की पहचान सीमा से नीचे गिर गया, जिससे टीम को अप्रत्यक्ष रूप से डी/एच अनुपात निर्धारित करने में मदद मिली। उन्होंने सीधे एचडीओ का पता लगाया और मेथनॉल लाइनों के उत्तेजना के माध्यम से जल उत्पादन की दर का अनुमान लगाया। यह मॉडलिंग दृष्टिकोण एएलएमए की विश्लेषणात्मक क्षमताओं को प्रदर्शित करता है। यह अनुपात तब स्थापित किया गया था जब धूमकेतु की गृह प्रणाली बनी और अपनी लंबी अंतरतारकीय यात्रा के दौरान संरक्षित, अक्षुण्ण रही, जो वहां की मौलिक स्थितियों के आणविक “जीवाश्म” के रूप में काम कर रही थी।

ALMA महत्वपूर्ण माप और अद्वितीय अवलोकन विंडो को सक्षम बनाता है

डेटा प्राप्त करना ALMA के अटाकामा कॉम्पैक्ट ऐरे (ACA) की बदौलत संभव हो सका। धूमकेतु 3I/ATLAS के सूर्य के निकटतम बिंदु पर पहुंचने के ठीक छह दिन बाद ये अवलोकन हुए। यह संकीर्ण अवलोकन खिड़की खोज के लिए महत्वपूर्ण थी, क्योंकि ALMA की सौर दिशा में इंगित करने की अद्वितीय क्षमता इसे अधिकांश ऑप्टिकल दूरबीनों से अलग करती है। पैनेक-कैरेनो ने इस कार्यक्षमता के महत्व पर प्रकाश डाला। अधिकांश उपकरण सूर्य की ओर संकेत नहीं कर सकते, लेकिन ALMA जैसे रेडियो टेलीस्कोप ऐसा कर सकते हैं। टीम पेरीहेलियन के कुछ दिनों बाद धूमकेतु का निरीक्षण करने में सक्षम थी, ठीक उसी समय जब वह सूर्य के पीछे अपने पारगमन से उभरा था। इससे उन्हें अणुओं को नियंत्रित करने की अनुमति मिली, जो अन्य उपकरणों के साथ संभव नहीं होता।

ALMA की क्षमताएँ इसमें सहायक थीं:

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• एचडीओ डिटेक्शन:किसी अंतरतारकीय वस्तु में ड्यूटेरेटेड पानी का पहला प्रत्यक्ष माप।
• सौर स्थिति:सूर्य के सबसे निकट से गुजरने के तुरंत बाद धूमकेतु का निरीक्षण करने की क्षमता।
• परिष्कृत मॉडलिंग:जल उत्पादन का अनुमान लगाने के लिए मेथनॉल लाइनों के उत्तेजना का उपयोग करना।
• अवलोकन विंडो:उस छोटी अवधि का लाभ उठाएं जिसमें धूमकेतु दिखाई दे रहा था और सक्रिय था।

ठंडी स्थितियाँ: तारा प्रणाली के निर्माण का संकेतक

लुइस ई. सलाज़ार मंज़ानो ने बताया कि ड्यूटेरेटेड पानी में वृद्धि के लिए जिम्मेदार रासायनिक प्रक्रियाएं तापमान के प्रति काफी संवेदनशील हैं। उन्हें ठंडे वातावरण की आवश्यकता होती है, आमतौर पर लगभग 30 केल्विन से कम। यह सुविधा डी/एच अनुपात को धूमकेतु के जन्मस्थान के रासायनिक थर्मामीटर के रूप में कार्य करने की अनुमति देती है। 3आई/एटीएलएएस में पानी के अनुपात के विश्लेषण से पता चलता है कि इसकी उत्पत्ति ऐसे वातावरण में हुई है जहां का तापमान हमारे अपने सौर मंडल के निर्माण के दौरान मौजूद तापमान से काफी कम था। यह जानकारी आकाशगंगा में ग्रह निर्माण तंत्र में महान विविधता के विचार को पुष्ट करती है। प्रत्येक अंतरतारकीय धूमकेतु अपने साथ अपने इतिहास का कुछ अंश लेकर आता है, जो अन्य स्थानों से जीवाश्म के रूप में कार्य करता है, जिसे एएलएमए जैसे उपकरणों के माध्यम से हम समझना शुरू कर रहे हैं।

धूमकेतु “गंदे स्नोबॉल” और ब्रह्मांडीय दूत के रूप में

धूमकेतुओं को अक्सर उनकी उच्च जल सामग्री के कारण “गंदे स्नोबॉल” के रूप में वर्णित किया जाता है। इस पानी में उस पर्यावरण के जमे हुए रासायनिक रिकॉर्ड शामिल हैं जिसमें वे बने थे। पानी का आणविक संस्करण, जिसे ड्यूटेरेटेड वॉटर (एचडीओ) के रूप में जाना जाता है, जिसमें एक हाइड्रोजन परमाणु को ड्यूटेरियम (एक अतिरिक्त न्यूट्रॉन के साथ एक हाइड्रोजन परमाणु) द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, एक मौलिक मार्कर के रूप में कार्य करता है। HDO/H₂O अनुपात का विशेष ब्रह्माण्ड संबंधी महत्व है, क्योंकि बिग बैंग के दौरान ही ड्यूटेरियम और हाइड्रोजन की प्रचुरता को परिभाषित किया गया था। यह माप को उन परिस्थितियों की एक मौलिक और अनूठी जांच में बदल देता है जिनके तहत अन्य दुनिया का जन्म हुआ था। हमारे अपने सौर मंडल में धूमकेतुओं के साथ इन अंतरतारकीय आगंतुकों की रसायन विज्ञान की तुलना करने की क्षमता पूरे आकाशगंगा में सितारों और ग्रहों के पूर्वज आणविक बादलों की विविधता में मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान करती है।