अंतरतारकीय धूमकेतु 3I/ATLAS हमारे से भिन्न रासायनिक और थर्मल विशेषताओं वाले एक ग्रह प्रणाली से उत्पन्न होता है। खगोलविदों ने आकाशीय पिंड के पारित होने के दौरान उसकी संरचना का विश्लेषण करने के लिए अटाकामा रेगिस्तान में स्थित ALMA रेडियो टेलीस्कोप कॉम्प्लेक्स का उपयोग किया। वैज्ञानिक टीम ने वस्तु के अंदर ड्यूटेरेटेड पानी की उपस्थिति की पहचान की। यह पहली बार है कि शोधकर्ताओं ने हमारे तारा मंडल के बाहर से आए किसी आगंतुक में आइसोटोप का पता लगाया है।
यह खोज आदिम धूमकेतु के निर्माण वातावरण पर ठोस डेटा प्रदान करती है। वस्तु को शुरुआत में पिछले साल जुलाई में देखा गया था और यह तेज़ गति से हमारे ब्रह्मांडीय पड़ोस को पार कर गया था। दिसंबर में, आकाशीय पिंड ने गहरे अंतरिक्ष की ओर अपना निकास मार्ग शुरू किया। इन रासायनिक गुणों के अध्ययन से आकाशगंगा के अन्य क्षेत्रों में ग्रह निर्माण की प्रक्रियाओं को समझने में मदद मिलती है।
चिली में रेडियो टेलीस्कोप द्वारा अभूतपूर्व आइसोटोप का पता लगाना
मुख्य अवलोकन नवंबर में हुए, जब वस्तु सूर्य के सबसे करीब पहुंच गई। आकाशीय पिंड केंद्रीय तारे से लगभग 203 मिलियन किलोमीटर दूर से गुजरा। सौर ताप के कारण धूमकेतु की संरचना में मौजूद बर्फ का उर्ध्वपातन हुआ। इस प्रक्रिया ने ठोस पदार्थ को गैस में बदल दिया, जिससे उपकरणों को चिली की धरती पर सिग्नल पकड़ने की अनुमति मिल गई। ALMA के पास कम ऊर्जा वाली रेडियो तरंगों को रिकॉर्ड करने की तकनीकी क्षमता है।
सूर्य के नजदीक पिंडों का अवलोकन करते समय रेडियो टेलीस्कोप तकनीक पारंपरिक ऑप्टिकल उपकरणों की तुलना में बेहतर है। सेंसर तीव्र गर्मी से क्षतिग्रस्त हुए बिना गैस और धूल के घने बादलों से गुजरने में सक्षम हैं। मिशिगन विश्वविद्यालय के एक शोधकर्ता लुइस एडुआर्डो सालाजार मंज़ानो ने उस अध्ययन का नेतृत्व किया जिसने ड्यूटेरियम की मात्रा निर्धारित की। साधारण पानी में दो साधारण हाइड्रोजन परमाणु और एक ऑक्सीजन परमाणु होता है। ड्यूटेरेटेड वैरिएंट में एक अतिरिक्त न्यूट्रॉन होता है, जो इसे भारी बनाता है।
चरम स्थितियाँ और सूर्य से भी पुराना
चिली में प्राप्त आंकड़ों से पता चला है कि ड्यूटेरियम की सांद्रता ज्ञात मानकों से कहीं अधिक है। 3I/ATLAS जल में आइसोटोप की मात्रा पृथ्वी के महासागरों में दर्ज मात्रा से 40 गुना अधिक है। यह संख्या हमारे पड़ोस में बने धूमकेतुओं में पाए जाने वाले औसत से भी 30 गुना अधिक है। यह रासायनिक अंतर बताता है कि वस्तु बेहद कम तापमान वाले वातावरण में उभरी है।
ड्यूटेरियम संवर्धन अंतरतारकीय अंतरिक्ष में आणविक बादलों में पानी के निर्माण के दौरान होता है। वैज्ञानिकों का अनुमान है कि धूमकेतु के मूल वातावरण में तापमान 30 केल्विन से नीचे दर्ज किया गया था। मान लगभग -243 डिग्री सेल्सियस के बराबर है। 4.5 अरब वर्ष पहले हमारे तारकीय तंत्र की आदिम जलवायु काफ़ी गर्म थी। पिछला शोध गणना करता है कि ब्रह्मांडीय आगंतुक 11 अरब वर्ष तक पुराना हो सकता है।
- धूमकेतु एक विशिष्ट ग्रह प्रणाली में बना।
- संरचना में अर्ध-भारी पानी की उच्च सांद्रता होती है।
- मूल वातावरण में तापमान -243 डिग्री सेल्सियस से नीचे दर्ज किया गया।
- आकाशीय पिंड की आयु 11 अरब वर्ष के निशान तक पहुँचती है।
- वस्तु का जन्म एक प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क के बाहरी किनारों पर हुआ था।
अंतरिक्ष चट्टान के अंदर संरक्षित पानी उसके मेजबान तारे के उभरने से पहले ही बन गया था। आकाशीय पिंड गैस और धूल की एक घूमती हुई डिस्क से बना है। ड्यूटेरियम को नष्ट करने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाएँ गर्म क्षेत्रों में होती हैं। टीम ने निष्कर्ष निकाला कि वस्तु ने अपना अधिकांश अस्तित्व इस डिस्क के परिधीय क्षेत्रों में बिताया। तारकीय ताप से दूरी ने आइसोटोप के रखरखाव की गारंटी दी।
रासायनिक संरचना से दूरस्थ डिस्क निर्माण का पता चलता है
ड्यूटेरियम का उच्च स्तर पिछले मापों से मेल खाता है जिसमें धूमकेतु में बड़ी मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड दिखाया गया था। इन दो रासायनिक विशेषताओं का संयोजन एक दूरस्थ और पृथक क्षेत्र में गठन की परिकल्पना को पुष्ट करता है। प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क के बाहरी हिस्से अंतरिक्ष में अस्थिर पदार्थों के संघनन के लिए आवश्यक अत्यधिक ठंड को बनाए रखते हैं। तीव्र हिमीकरण उच्च तापमान पर नष्ट होने वाले भारी आइसोटोप के क्षरण को रोकता है। इन तत्वों का संरक्षण वैज्ञानिकों को प्राचीन आकाशगंगा में पदार्थ के वितरण का एक नक्शा प्रदान करता है।
वेधशाला के उपकरण हमारे सिस्टम से वस्तु के गुजरने के दौरान साधारण पानी के संकेतों की तलाश करते थे। सेंसर ने जारी गैस बादल में महत्वपूर्ण मात्रा में H2O की उपस्थिति दर्ज नहीं की। शोधकर्ता मंज़ानो बताते हैं कि पदार्थ चट्टानी संरचना में मौजूद हो सकता है, लेकिन मिशन में इस्तेमाल किए गए उपकरणों की पहचान सीमा से नीचे के स्तर पर। ड्यूटेरेटेड पानी की अनूठी पहचान ने खगोलीय समुदाय के समक्ष खगोलीय पिंड की असामान्य प्रकृति की पुष्टि की। सामग्री अपने जन्म की हिमनदी स्थितियों और निर्वात के माध्यम से इसके प्रक्षेपवक्र के प्रत्यक्ष रिकॉर्ड के रूप में कार्य करती है।
नई प्रौद्योगिकियाँ आकाशीय पिंडों की खोज का विस्तार करती हैं
एक्स्ट्रागैलेक्टिक टुकड़ों के विश्लेषण से आकाशगंगा के दुर्गम क्षेत्रों के बारे में जानकारी मिलती है। अंतरतारकीय वस्तुएं सटीक स्थानों से अक्षुण्ण पदार्थ ले जाती हैं जहां अरबों साल पहले अन्य ग्रह बने थे। विलानोवा विश्वविद्यालय के खगोलशास्त्री थियोडोर कैरेटा, ड्यूटेरियम की उपस्थिति की तुलना एक अपरिवर्तनीय रासायनिक फिंगरप्रिंट से करते हैं। मार्कर उस समय हमारी आकाशगंगा की स्थिति का खुलासा करता है जब भारी धातुओं की सांद्रता काफी कम थी। गैलेक्टिक विकास नए तारा प्रणालियों के निर्माण के लिए उपलब्ध सामग्री के प्रकार को बदल देता है।
स्थलीय वेधशालाओं की तकनीकी प्रगति से आने वाले वर्षों में नए ब्रह्मांडीय आगंतुकों की पहचान दर में वृद्धि होनी चाहिए। वेरा सी. रुबिन वेधशाला, जो चिली क्षेत्र में भी स्थापित है, ने जून में अत्याधुनिक उपकरणों के साथ तस्वीरें खींचना शुरू किया। नई संरचना वैज्ञानिकों को यह देखने की अनुमति देगी कि 3I/ATLAS की संरचना एक सामान्य पैटर्न या दुर्लभ अपवाद का प्रतिनिधित्व करती है या नहीं। कई खगोलीय पिंडों का मानचित्रण ज्ञात ब्रह्मांड में ग्रहों के विकास के विस्तृत इतिहास का पता लगाने में मदद करेगा। डेटा क्रॉसिंग दूर की दुनिया और पृथ्वी के गठन के बीच संरचनात्मक समानता को परिभाषित करेगी।