नासा ने जेम्स वेब टेलीस्कोप का उपयोग करके इंटरस्टेलर धूमकेतु 3I/ATLAS पर अभूतपूर्व मीथेन का पता लगाया

नासा के जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप ने इंटरस्टेलर धूमकेतु 3I/ATLAS में मीथेन की उपस्थिति दर्ज की। यह अवलोकन हमारे सौर मंडल के बाहर उत्पन्न होने वाले किसी खगोलीय पिंड पर इस विशिष्ट गैस का पहला प्रत्यक्ष पता लगाने का प्रतिनिधित्व करता है। उपकरण ने पिछले साल दिसंबर महीने के दौरान रासायनिक हस्ताक्षर कैप्चर किए थे। वस्तु अपनी कक्षा में निकटतम बिंदु पर पहुंचने के बाद पहले से ही सूर्य से दूर जा रही थी।

डेटा MIRI उपकरण द्वारा एकत्र किया गया था, जो मध्य-अवरक्त स्पेक्ट्रम में प्रकाश को पकड़ने में माहिर है। यौगिक की देर से पहचान ने विश्लेषण में शामिल खगोलविदों को आश्चर्यचकित कर दिया। मीथेन में उच्च अस्थिरता होती है और गर्मी के संपर्क में आने पर यह तेजी से गर्म हो जाती है। यह खोज अन्य तारकीय प्रणालियों में बने पिंडों की आंतरिक संरचना के बारे में नए सबूत प्रदान करती है और आकाशगंगा में रासायनिक तत्वों के वितरण को मैप करने में मदद करती है।

सौर ताप बर्फीले कोर की गहरी परतों को उजागर करता है

मीथेन का पता दो अलग-अलग अवलोकन विंडो में हुआ। वैज्ञानिकों ने शुरुआत में 15 से 16 दिसंबर के बीच धूमकेतु 3I/ATLAS की निगरानी की। माप का दूसरा दौर 27 दिसंबर को हुआ। पहले चरण में आकाशीय पिंड सूर्य से 329 मिलियन किलोमीटर की दूरी पर था। अगले माप में दूरी बढ़कर 379 मिलियन किलोमीटर हो गई।

प्रक्षेप पथ के केवल इस चरण में गैस की उपस्थिति एक जटिल आंतरिक संरचना को इंगित करती है। मीथेन किसी भी तापमान वृद्धि के तहत बेहद आसानी से उर्ध्वपातित हो जाता है। पिछले अवलोकनों में यौगिक की अनुपस्थिति से पता चलता है कि सामग्री बर्फ और धूल की मोटी परतों के नीचे संरक्षित थी। पेरीहेलियन के दौरान उत्पन्न तीव्र गर्मी ने कोर की बाहरी सतह को पिघला दिया। इस परत के हटने से अंतरिक्ष पर्यावरण में अस्थिर गैस के गहरे भंडार उजागर हो गए।

धूमकेतुओं की तापीय गतिशीलता में बर्फ का सीधे गैस में परिवर्तन शामिल होता है। यह प्रक्रिया कोमा बनाती है, एक चमकता हुआ बादल जो चट्टानी कोर को घेर लेता है। 3आई/एटीएलएएस ने अंतरतारकीय अंतरिक्ष में वापस अपनी यात्रा शुरू करने के बाद भी महत्वपूर्ण गतिविधि बनाए रखी। अधिकतम दृष्टिकोण के दौरान संचित ऊर्जा कई हफ्तों तक आंतरिक यौगिकों की रिहाई को बढ़ावा देती रही। कोर की तापीय जड़ता भूमिगत बर्फ को ठंडे क्षेत्रों में भी उबलती रहने की अनुमति देती है।

सौरमंडल में पिंडों के संबंध में रासायनिक अंतर

3I/ATLAS में पाए जाने वाले तत्वों का अनुपात खगोल विज्ञान में ज्ञात मानक से भिन्न है। जलवाष्प की मात्रा के संबंध में जारी मीथेन की मात्रा ने अनुसंधान दल का ध्यान आकर्षित किया। ऊर्ट क्लाउड या कुइपर बेल्ट से निकलने वाले कुछ धूमकेतुओं में समान रासायनिक हस्ताक्षर होते हैं। अंतरतारकीय आगंतुक अस्थिर कार्बन यौगिकों में असामान्य समृद्धि प्रदर्शित करता है।

कार्बन डाइऑक्साइड भी वस्तु के उत्सर्जन पर हावी है। CO2 उत्सर्जन की दर जल उत्पादन से कहीं अधिक है। स्थलीय वेधशालाओं ने प्रारंभिक विश्लेषणों में इस विसंगति को पहले ही नोटिस कर लिया था। अंतरिक्ष दूरबीन ने अभूतपूर्व सटीकता के साथ कार्बन डाइऑक्साइड की उच्च सांद्रता की पुष्टि की।

• रासायनिक संरचना हमारे से भिन्न तारा निर्माण वातावरण को दर्शाती है।
• कार्बन डाइऑक्साइड कोर के निकटतम क्षेत्रों में केंद्रित रहती है।
• जलवाष्प कोमा के बहुत बड़े क्षेत्र में फैल जाता है।
• मीथेन CO2 के साथ आती है और वस्तु के केंद्रीय क्षेत्र तक ही सीमित है।

गैसों का स्थानिक वितरण निर्वात में विस्तार के भौतिक सिद्धांतों का पालन करता है। मैपिंग से पता चलता है कि बर्फीले नाभिक को छोड़ते समय विभिन्न अणु कैसे व्यवहार करते हैं। पानी, कम अस्थिर होने के कारण, एक फैला हुआ और व्यापक बादल बनाता है। कार्बन यौगिक द्रव्यमान के केंद्र के चारों ओर एक घना, सघन प्रभामंडल बनाते हैं।

एमआईआरआई उपकरण यौगिकों के स्थानिक वितरण को दर्शाता है

एमआईआरआई में एकीकृत मीडियम रेजोल्यूशन स्पेक्ट्रोमीटर इस खोज के लिए मौलिक था। उपकरण अवरक्त प्रकाश को विभिन्न तरंग दैर्ध्य में तोड़ देता है। प्रौद्योगिकी गैस बादल में मौजूद प्रत्येक रासायनिक तत्व के सटीक हस्ताक्षर की पहचान करना संभव बनाती है। उपकरण ने एक साथ धूमकेतु के नाभिक के आसपास कई यौगिकों को मापा।

आकाश में कैप्चर किए गए प्रत्येक प्रकाश बिंदु ने डेटा का एक पूरा स्पेक्ट्रम उत्पन्न किया। जेम्स वेब की अवलोकन क्षमताएं किसी भी पिछले ग्राउंड-आधारित या कक्षीय दूरबीन से बेहतर हैं। वैज्ञानिकों ने मीथेन, कार्बन डाइऑक्साइड और पानी के अनुरूप तीव्र वर्णक्रमीय रेखाओं की पहचान की। उपकरण ने कोमा की संरचना में निकल के निशान का भी पता लगाया।

स्पेक्ट्रोग्राफिक विश्लेषण के विस्तृत परिणामों की सहकर्मी समीक्षा की गई है। शोध आधिकारिक तौर पर वैज्ञानिक पत्रिका द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स में प्रकाशित हुआ था। दस्तावेज़ में अंतरिक्ष पृष्ठभूमि शोर से रासायनिक हस्ताक्षरों को अलग करने के लिए उपयोग की जाने वाली पद्धति का विवरण दिया गया है। डेटा की सटीकता दूर के खगोलीय पिंडों के अध्ययन के लिए एक नया मानदंड स्थापित करती है। नासा द्वारा संचालित अंतरिक्ष वेधशाला तेजी से आगे बढ़ने वाले लक्ष्यों का विश्लेषण करने की अपनी क्षमता प्रदर्शित करती है।

क्लीयरेंस प्रक्षेपवक्र वाष्पीकरण गतिविधि को कम करता है

3I/ATLAS की समग्र गतिविधि में दो दिसंबर मापों के बीच भारी गिरावट दर्ज की गई। जैसे ही वस्तु सौर ताप स्रोत से दूर चली गई, कुल गैस उत्पादन कम हो गया। मॉनिटर किए गए सभी तत्वों में जल वाष्प में सबसे अधिक कमी देखी गई। भौतिक व्यवहार धूमकेतुओं के लिए स्थापित थर्मोडायनामिक मॉडल का अनुसरण करता है।

सतह के तापमान में गिरावट सीधे उर्ध्वपातन की दर को प्रभावित करती है। मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड, क्योंकि वे अधिक अस्थिर हैं, इस अवधि के दौरान स्थिर सापेक्ष अनुपात बनाए रखते हैं। निर्वात में जमने के प्रति अधिक प्रतिरोध के कारण पानी तेजी से निकलना बंद हो गया। आकाशीय पिंड ने सामग्री उत्सर्जित करना जारी रखा, लेकिन पेरीहेलियन में दर्ज की गई तुलना में काफी धीमी गति से।

3I/ATLAS हमारे सिस्टम में किसी इंटरस्टेलर ऑब्जेक्ट की तीसरी पुष्टि की गई यात्रा का प्रतिनिधित्व करता है। समान निकायों के पिछले पासों ने बहुत कम मात्रा में रासायनिक डेटा प्रदान किया है। अंतरिक्ष दूरबीन ने इन दुर्लभ घटनाओं के लिए एक नई अवलोकन क्षमता की शुरुआत की है। धूमकेतु गहरे अंतरिक्ष की ओर अपने अतिशयोक्तिपूर्ण प्रक्षेपवक्र का अनुसरण करता है और सौर पड़ोस में वापस नहीं आएगा। उड़ान के दौरान निकली सामग्री इसके होम स्टार सिस्टम में मौजूद स्थितियों का भौतिक रिकॉर्ड प्रदान करती है। खगोलविद इस डेटाबेस का उपयोग भविष्य में अंतरतारकीय आगंतुकों की खोज की तुलना करने के लिए करेंगे।