JWST डेटा सूचित करतो की कॉस्मिक बकीबॉल्स कुठे तयार होतात

एका प्रसिद्ध अणूची उत्पत्ती आता अधिक स्पष्ट

जेम्स वेब स्पेस टेलिस्कोपचा वापर करणाऱ्या खगोलशास्त्रज्ञांनी अंतराळ रसायनशास्त्रातील सर्वाधिक ओळखल्या जाणाऱ्या अणूंपैकी एक कुठे तयार होतो हे समजून घेण्याच्या दिशेने एक मोठे पाऊल टाकले आहे. लक्ष्य आहे Tc 1, पृथ्वीपासून सुमारे 12,400 प्रकाशवर्षे दूर Ara तारकासमूहातील एक प्लॅनेटरी नेब्युला, आणि अणू आहे बक्मिन्स्टरफुलरीन, ज्याला अधिक परिचित नावाने “बकीबॉल” म्हटले जाते.

ही नवीन निरीक्षणे Western University मधील प्राध्यापक Jan Cami आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांकडून आली आहेत, जे 2010 मध्ये Spitzer Space Telescope चा वापर करून अंतराळात बकीबॉल्स प्रथम ओळखणाऱ्या संघाचाही भाग होते. Webb च्या Mid-Infrared Instrument, किंवा MIRI, च्या मदतीने संघाने आता त्याच वस्तूकडे पुन्हा पाहिले असून, स्रोताच्या मते नेब्युलाचे पहिले सविस्तर दृश्य तयार केले आहे. तो अधिक समृद्ध डेटा-सेट, पुढे, या असामान्य कार्बन संरचनांच्या जन्मस्थळाकडे निर्देश करतो.

हे महत्त्वाचे आहे, कारण बकीबॉल्स केवळ वैज्ञानिक कुतूहल नाहीत. कठोर खगोलभौतिकीय वातावरणांमध्ये गुंतागुंतीचे अणू कसे तयार होऊ शकतात यासाठी ते एक मापदंड आहेत. संशोधकांना ते कुठे आणि कोणत्या परिस्थितीत तयार होतात हे ओळखता आले, तर कार्बन-आधारित रसायनशास्त्र विश्वभर कसे पसरते याबद्दलच्या व्यापक मार्गांवर त्यांना अधिक चांगले आकलन मिळते.

बकीबॉल्स काय आहेत आणि शास्त्रज्ञांना त्यांची काळजी का आहे

बकीबॉल्स हे 60 कार्बन अणूंनी बनलेले गोलाकार अणू आहेत, जे षट्कोण आणि पंचकोणांच्या नमुन्यात मांडलेले असतात. त्यांचे औपचारिक रासायनिक नाव C60 आहे, आणि त्यांची रचना सॉकर बॉल आणि जिओडेसिक डोम या दोन्हींची आठवण करून देते. हा अणू प्रथम 1985 मध्ये University of Sussex येथे Sir Harry Kroto आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी संश्लेषित केला; त्या कार्याने नंतर 1996 च्या रसायनशास्त्रातील Nobel Prize ला हातभार लावला. Kroto यांनी ही रचना वास्तुविशारद Buckminster Fuller यांच्या नावावरून buckminsterfullerene अशी नावे ठेवले, ज्यांच्या डोम्सनी तीच भूमिती प्रतिबिंबित केली होती.

खगोलशास्त्रज्ञांनी अंतराळात त्यांची पुष्टी करण्याच्या खूप आधी, शास्त्रज्ञांना वाटत होते की असे अणू विश्वात मोठ्या प्रमाणावर असू शकतात. कार्बन मुबलक आहे, आणि खगोलभौतिकीय वातावरणे अनपेक्षितपणे गुंतागुंतीचे रसायनशास्त्र निर्माण करू शकतात. तरीही, अंदाज आणि शोध हे समान नाहीत. 2010 पर्यंत Cami आणि सहकाऱ्यांनी Spitzer च्या निरीक्षणांचा वापर करून Tc 1 मध्ये बकीबॉल्सचे पुरावे नोंदवले नव्हते.

त्या शोधाने लगेचच एक अधिक अवघड प्रश्न उपस्थित केला: हे अणू निसर्गात नेमके कसे तयार होतात? नेब्युलामध्ये एखादा अणू आढळणे म्हणजे तो त्या वातावरणात कुठे तयार झाला, कोणत्या विकिरण क्षेत्राने त्याला आकार दिला, किंवा ताऱ्याच्या उत्क्रांतीच्या कोणत्या टप्प्याने आवश्यक परिस्थिती निर्माण केल्या हे आपोआप सांगत नाही. अशा प्रश्नांना अधिक तीक्ष्ण करण्यासाठी Webb तयार केले गेले आहे.

Tc 1 इतकी उलगडणारी प्रयोगशाळा का आहे

Tc 1 ही एक प्लॅनेटरी नेब्युला आहे, म्हणजे ती एकेकाळी सूर्यसारख्या असलेल्या मरणाऱ्या ताऱ्याच्या प्रकाशमान अवशेषांपैकी आहे. आपले अणुइंधन संपवल्यानंतर तो तारा आतल्या दिशेने कोसळला आणि त्याने आपले बाह्य थर टाकून दिले. ते बाहेर पडलेले वायू आता एका पांढऱ्या बटूभोवती प्रकाशमान कवच तयार करतात. स्रोताच्या नोंदीनुसार, हा बदल दहा हजारो वर्षांमध्ये घडतो, ज्यामुळे खगोलशास्त्रज्ञांना रसायनांनी समृद्ध आणि गतिशीलरीत्या बदलणारे वातावरण पाहण्यासाठी दीर्घ खिडकी मिळते.

म्हणून Tc 1 केवळ एक देखणे वस्तू नाही. तारा मृत झाल्यानंतर अणू तीव्र विकिरण आणि बदलत्या भौतिक परिस्थितींना कसे प्रतिसाद देतात याचा अभ्यास करण्यासाठी ती एक नैसर्गिक प्रयोगशाळा आहे. स्रोतात उद्धृत केलेला संशोधन कार्यक्रम मोठ्या अणूंचा त्यांच्या विकिरण वातावरणाशी कसा परस्परसंवाद होतो यावरील परिमाणात्मक अभ्यास म्हणून स्पष्टपणे मांडला होता. दुसऱ्या शब्दांत, संघ केवळ तिथे fullerenes आहेत हे सिद्ध करू इच्छित नव्हता. तो त्यांचा आणि आजूबाजूच्या नेब्युलाचा संबंधही नकाशावर दाखवू इच्छित होता.

Webb ची ताकद संवेदनशीलता आणि तपशीलात आहे, विशेषतः इन्फ्रारेडमध्ये. Mid-Infrared Instrument धूळ, वायू आणि गुंतागुंतीच्या अणूंशी संबंधित उत्सर्जने पकडू शकते, जी कमी सक्षम observatories मधून वर्णन करणे कठीण असते. अधिक चांगल्या उपकरणासह नेब्युलाकडे पुन्हा पाहून संघाला शोधापासून संदर्भापर्यंत जाता आले. स्रोतानुसार, परिणाम Tc 1 मधील बकीबॉल्सच्या उत्पत्तीचा संकेत देतो.

Webb काळात अंतराळ रसायनशास्त्राबद्दल हे काय सांगते

या निकालाचे व्यापक महत्त्व एका अणूपलीकडे जाते. खगोलशास्त्र आता तारे आणि आकाशगंगा इतकेच नाही, तर रसायनशास्त्राबद्दलही आहे. साधे अणू गुंतागुंतीच्या संयुगांमध्ये कसे रूपांतरित होतात, ती संयुगे कशी टिकून राहतात, आणि एका पिढीतील तारांनी प्रक्रिया केलेले पदार्थ पुढील पिढीला कसे बीज देतात, हे संशोधकांना जाणून घ्यायचे आहे. कार्बन-आधारित अणू विशेषतः महत्त्वाचे आहेत, कारण ग्रह, वातावरणे आणि जीवनाशी संबंधित पूर्वसूरी यांच्या रसायनशास्त्रात कार्बन मध्यवर्ती भूमिका बजावतो.

मरणाऱ्या ताऱ्याभोवती fullerenes कुठे तयार होतात हे स्पष्ट करून Tc 1 निरीक्षणे त्या मोठ्या कोड्याचा एक भाग मर्यादित करण्यात मदत करतात. ती सूचित करतात की प्लॅनेटरी नेब्युला केवळ अवशेषांचे क्षेत्र नसून, संरचित कार्बन अणू उदयास येऊ आणि टिकून राहू शकतील अशी सक्रिय रासायनिक वातावरणे आहेत. ही आकाशगंगेतून पदार्थ पुनर्वापर होण्याच्या कथेत एक महत्त्वाची सुधारणा आहे.

हा निकाल Webb चे वैज्ञानिक मूल्यही दाखवतो, केवळ शोधयंत्र म्हणून नाही तर follow-up machine म्हणूनही. त्याचे काही सर्वात महत्त्वाचे काम पूर्वीच्या observatories ने अभ्यासलेल्या वस्तूंकडे पुन्हा पाहून दीर्घकाळच्या अस्पष्टता दूर करण्यातून येईल. Spitzer ने दाखवले की बकीबॉल्स अंतराळात अस्तित्वात आहेत. Webb आता दाखवू लागला आहे की एका विशिष्ट तारकीय वातावरणात ते नेमके कुठून येतात.

हा प्रकल्प Cycle 3 JWST General Observer program अंतर्गत राबवण्यात आला आणि Canadian Space Agency, Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada, तसेच Western University Accelerator Award यांचे समर्थन मिळाले. संस्थात्मक पाठबळ हे आठवण करून देते की अशा उच्च-प्रोफाइल ब्रह्मांडीय शोधांमध्ये अनेकदा गुंतवणुकीच्या दीर्घ साखळीवर अवलंबून राहावे लागते: 1980 च्या दशकातील प्रयोगशाळा रसायनशास्त्र, 2010 मधील इन्फ्रारेड खगोलशास्त्र, आणि 2020 च्या दशकातील पुढील पिढीची अंतराळ observatories.

हीच सातत्यता नवीन Tc 1 निकालाला इतके आकर्षक बनवते. एक काळी मुख्यतः एक सुंदर प्रयोगशाळा रचना म्हणून ओळखले गेलेले आणि नंतर खगोलीय आश्चर्य ठरलेले अणू आता तारकीय मृत्यू, आण्विक एकत्रीकरण, आणि विश्वाच्या कार्बन अर्थव्यवस्थेबद्दलच्या अधिक संपूर्ण कथेत भाग बनत आहे. Webb फक्त त्या कथेची अधिक छान चित्रे घेत नाही. तो ही कथा कशी चालते ते स्पष्ट करण्यात मदत करत आहे.

ही बातमी का महत्त्वाची आहे

• हे निष्कर्ष एक प्रसिद्ध कार्बन अणू अधिक विशिष्ट खगोलभौतिकीय निर्मिती वातावरणाशी जोडतात.
• हे दाखवतात की Webb स्थानिक आणि रासायनिक तपशील जोडून आधीच्या Spitzer-युगातील शोधांना कसे अधिक खोल करू शकतो.
• हे काम अंतराळात गुंतागुंतीच्या आण्विक रसायनशास्त्राच्या अभ्यासासाठी प्लॅनेटरी नेब्युलांना प्रमुख स्थळे म्हणून बळकट करते.

हा लेख Universe Today च्या वृत्तांकनावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.