वेबने आंतरतारकीय धूमकेतू 3I/ATLAS वर मीथेन आणि असामान्य रसायनशास्त्र शोधले

एका आंतरतारकीय पाहुण्याकडे दुर्मिळ रासायनिक ठसा

NASA च्या James Webb Space Telescope ने एका आंतरतारकीय वस्तूचा पहिला mid-infrared chemical fingerprint दिला आहे, ज्यातून धूमकेतू 3I/ATLAS मध्ये मीथेन आणि अत्यंत उच्च प्रमाणात कार्बन डायऑक्साइड असल्याचे स्पष्ट झाले. ही निरीक्षणे दुसऱ्या ताऱ्याभोवती तयार झालेल्या पदार्थाच्या रचनेचा आतापर्यंतचा सर्वात स्पष्ट देखावा देतात आणि हा वस्तू आपल्या सौरमालेतील बहुतेक धूमकेतूंहून खूप वेगळ्या मार्गाने गेला असल्याचे सूचित करतात.

मीथेनचा निष्कर्ष विशेष महत्त्वाचा आहे. NASA नुसार, आंतरतारकीय पाहुण्यावर मीथेन वायूचे हे पहिले direct detection आहे. हे महत्त्वाचे कारण मीथेन अत्यंत volatile असते, म्हणजे ते बर्फातून वायूत जलद रूपांतरित होऊ शकते. धूमकेतू सूर्याजवळून गेल्यानंतरच हे दिसून आले, याचा अर्थ मीथेन पृष्ठभागाखाली दडलेले होते आणि solar heating खोल थरांपर्यंत पोहोचल्यावरच ते मुक्त झाले.

ही buried-reservoir व्याख्या वैज्ञानिकांना धूमकेतूच्या रचनेची अधिक तपशीलवार समज देते. त्यातील volatile materials एकाच वेळी समानपणे उघड करण्याऐवजी, 3I/ATLAS ने सुरुवातीला solar heating पासून त्याचे संरक्षण करणाऱ्या outer layer खाली मीथेन जपून ठेवलेले दिसते.

3I/ATLAS वेगळी का ठरते

Webb च्या निरीक्षणांनी हेही निश्चित केले की धूमकेतू water च्या तुलनेत unusually large amounts of carbon dioxide सोडतो. NASA सांगते की ही पातळी सौरमालेतील धूमकेतूंमध्ये साधारणपणे मोजल्या जाणाऱ्या पातळ्यांपेक्षा खूपच जास्त आहे. मीथेनच्या वाचनासह, हा निष्कर्ष आपल्या सूर्याभोवती फिरणाऱ्या बहुतांश बर्फाळ वस्तूंना घडवणाऱ्या वातावरणापेक्षा वेगळ्या formation environment कडे निर्देश करतो.

मीथेन-टू-water गुणोत्तरानेही संशोधन पथकाला आश्चर्यचकित केले. NASA नोंदवते की केवळ काही ज्ञात solar-system comets मध्ये अशाच वैशिष्ट्यांचा आढळ होतो. यामुळे 3I/ATLAS पूर्णपणे परकीय ठरत नाही, पण स्थानिक धूमकेतू लोकसंख्येत खगोलशास्त्रज्ञांना दिसणाऱ्या नेहमीच्या compositional range च्या बाहेर ते निश्चितपणे ठेवते.

याच कारणामुळे आंतरतारकीय वस्तू वैज्ञानिकदृष्ट्या इतक्या मौल्यवान आहेत. त्या फक्त पुढून जाणाऱ्या प्रवासी नाहीत. त्या इतर planetary systems मधील नमुने आहेत, जे आपल्या सौरमालेचे रसायनशास्त्र किती सामान्य किंवा असामान्य आहे याची तुलना करण्याची छोटी पण महत्त्वाची संधी देतात.

Webb ने डेटा कसा पकडला

ही मोजमापे Webb च्या Mid-Infrared Instrument, किंवा MIRI, मधील दोन observing runs मधून आली, धूमकेतू सूर्याच्या सर्वात जवळच्या बिंदूवरून गेल्यानंतर. पहिली observations 15 आणि 16 डिसेंबरला घेण्यात आली, तेव्हा 3I/ATLAS सूर्यापासून सुमारे 205 million miles, किंवा 329 million kilometers, दूर होते. दुसरा संच 27 डिसेंबरला घेतला गेला, तेव्हा धूमकेतू सुमारे 236 million miles, किंवा 379 million kilometers, दूर होता.

या mid-infrared observations अत्यंत महत्त्वाच्या आहेत, कारण त्या वैज्ञानिकांना brightness किंवा visible structure वर अवलंबून न राहता विशिष्ट molecular signatures ओळखण्याची संधी देतात. या प्रकरणात, Webb धूमकेतूचे चित्रण करण्यापलीकडे जाऊन तो कोणते gases सोडत होता हे थेट सांगू शकला.

इतक्या दर्जाची chemical resolution एका दुर्मिळ दृश्याला अर्थपूर्ण data point मध्ये बदलते. आंतरतारकीय वस्तू inner solar system मधून वेगाने जातात आणि फक्त थोडे observational window देतात, त्यामुळे त्यांचा अभ्यास करणे कठीण असते. म्हणूनच त्या window मध्ये तपशीलवार composition काढू शकणारी instruments विशेष महत्त्वाची ठरतात.

ग्रहनिर्मितीबद्दल व्यापक दृष्टीकोन

The Astrophysical Journal Letters मध्ये प्रकाशित निष्कर्ष, तपशीलवार अभ्यासलेल्या आंतरतारकीय वस्तूंच्या छोट्या पण वाढत्या नोंदीत भर घालतात. प्रत्येक नवीन प्रकरण खगोलशास्त्रज्ञांना planetary systems किती वैविध्यपूर्ण असू शकतात हे तपासण्यास मदत करते, विशेषतः थंड बाह्य प्रदेशांमध्ये, जिथे धूमकेतू तयार होतात आणि प्राचीन रसायनशास्त्र जपले जाते.

3I/ATLAS साठी, लपलेले मीथेन आणि carbon-dioxide richness यांचे मिश्रण आपल्या सौर परिसरातील नेहमीच्या cometary recipe पासून स्पष्टपणे भिन्न असलेल्या formation history कडे निर्देश करते. याचा अर्थ शास्त्रज्ञ अजून त्याच्या parent system च्या अचूक परिस्थिती पुन्हा उभारू शकत नाहीत असे नाही, पण आंतरतारकीय धूमकेतू येथे दुर्मिळ रसायन जपून ठेवू शकतात, हा मुद्दा अधिक बळकट होतो.

मोठा अर्थ असा आहे की Webb केवळ विचित्र पाहुण्यांना पाहत नाही. तो त्यांच्या chemical histories वाचू लागला आहे. 3I/ATLAS च्या बाबतीत, त्या इतिहासात volatile reservoirs, असामान्य carbon balance, आणि आकाशगंगेत इतरत्र धूमकेतू तयार होण्यासाठी लागणारे घटक घराजवळ दिसणाऱ्यांसारखेच असतीलच असे नाही, याची आठवण समाविष्ट आहे.

हा लेख Science Daily च्या अहवालावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.