एक साल से भी कम समय पहले, खगोलविदों ने हमारे सौर मंडल से गुज़रते एक धूमकेतु को देखा जो इससे कहीं दूर उत्पन्न हुआ था। 3I/ATLAS नामक यह वस्तु अब तक खोजा गया केवल तीसरा पुष्ट अंतरतारकीय आगंतुक है, और वैज्ञानिक अब उस विदेशी वातावरण के बारे में सुराग खोज रहे हैं जहाँ यह बना - और जाहिर है, वह वातावरण बहुत, बहुत ठंडा था।
मिशिगन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के नेतृत्व में एक नए अध्ययन से पता चलता है कि धूमकेतु उन परिस्थितियों में पैदा हुआ था जो हमारे अपने सौर मंडल को आकार देने वाली परिस्थितियों से कहीं अधिक ठंडी थीं। ये निष्कर्ष धूमकेतु की असामान्य जल संरचना के विश्लेषण से आए हैं, जिसमें हाइड्रोजन के एक भारी रूप ड्यूटेरियम का असाधारण उच्च स्तर पाया गया। यह शोध जर्नल नेचर एस्ट्रोनॉमी में प्रकाशित हुआ और इसे NASA, अमेरिकी राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन और चिली की राष्ट्रीय अनुसंधान एवं विकास एजेंसी का समर्थन प्राप्त हुआ।
"हमारे नए अवलोकन दिखाते हैं कि हमारे सौर मंडल के निर्माण की ओर ले जाने वाली स्थितियाँ हमारी आकाशगंगा के विभिन्न भागों में ग्रहीय प्रणालियों के विकास से बहुत अलग हैं," अध्ययन के प्रमुख लेखक और यू-एम खगोल विज्ञान विभाग में डॉक्टरेट छात्र लुइस सालाजार मंज़ानो ने कहा।
पानी के अणु दो हाइड्रोजन परमाणुओं और एक ऑक्सीजन परमाणु से बने होते हैं, जो पानी को इसका परिचित H2O सूत्र देते हैं। साधारण पानी में, हाइड्रोजन परमाणुओं में केवल एक प्रोटॉन होता है। लेकिन पानी के कुछ रूपों में ड्यूटेरियम होता है, हाइड्रोजन का एक समस्थानिक जिसमें एक प्रोटॉन और एक न्यूट्रॉन दोनों शामिल होते हैं। शोधकर्ताओं ने पाया कि 3I/ATLAS में इस ड्यूटेरियम-समृद्ध पानी की असाधारण उच्च मात्रा है। जबकि पृथ्वी पर और हमारे सौर मंडल के धूमकेतुओं में थोड़ी मात्रा में भारी पानी मौजूद है, 3I/ATLAS में पाए गए स्तर नाटकीय रूप से अधिक थे।
"पानी में साधारण हाइड्रोजन के सापेक्ष ड्यूटेरियम की मात्रा पहले अन्य ग्रहीय प्रणालियों और ग्रहीय धूमकेतुओं में देखी गई किसी भी चीज़ से अधिक है," सालाजार मंज़ानो ने कहा। शोधकर्ताओं के अनुसार, धूमकेतु में ड्यूटेरियम अनुपात हमारे सौर मंडल के धूमकेतुओं में मापे गए अनुपात से लगभग 30 गुना अधिक और पृथ्वी के महासागरों में पाए जाने वाले अनुपात से लगभग 40 गुना अधिक था। वैज्ञानिक ड्यूटेरियम स्तरों का उपयोग एक प्रकार की रासायनिक उंगली के निशान के रूप में करते हैं जो आकाशीय पिंडों के बनने पर मौजूद स्थितियों को प्रकट करता है। घर के करीब पाए जाने वाले अनुपातों के साथ इन अनुपातों की तुलना करके, शोधकर्ता अनुमान लगा सकते हैं कि किस प्रकार के वातावरण ने धूमकेतु का उत्पादन किया।
टीम ने निष्कर्ष निकाला कि 3I/ATLAS संभवतः हमारे सौर मंडल में ग्रहों और धूमकेतुओं को बनाने वाले वातावरण की तुलना में बहुत ठंडे क्षेत्र और कम विकिरण स्तरों में बना था। "यह इस बात का प्रमाण है कि हमारे सौर मंडल के निर्माण की ओर ले जाने वाली स्थितियाँ पूरे अंतरिक्ष में सर्वव्यापी नहीं हैं," अध्ययन की सह-नेता और यू-एम में खगोल विज्ञान की सहायक प्रोफेसर टेरेसा पानेके-कारेनो ने कहा। "यह स्पष्ट लग सकता है, लेकिन यह उन चीजों में से एक है जिसे आपको साबित करने की आवश्यकता है।"
शोधकर्ताओं ने कहा कि यह अध्ययन केवल इसलिए संभव हो पाया क्योंकि खगोलविदों ने 3I/ATLAS का विस्तृत अनुवर्ती अवलोकन के लिए पर्याप्त जल्दी पता लगा लिया था। खोज के बाद, सालाजार मंज़ानो और सहयोगियों ने एरिज़ोना में MDM वेधशाला में अवलोकन समय सुरक्षित किया, जहाँ उन्होंने धूमकेतु से गैस उत्सर्जन के कुछ पहले संकेतों का पता लगाया (MDM का अर्थ मिशिगन, डार्टमाउथ और मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी है, जो वेधशाला के मूल भागीदार हैं)। सालाजार मंज़ानो ने तब पानेके-कारेनो के साथ टीम बनाई, जो चिली में अटाकामा लार्ज मिलीमीटर/सबमिलीमीटर ऐरे, या ALMA का उपयोग करने में विशेषज्ञता लेकर आईं। ALMA के उपकरण ड्यूटेरेटेड पानी को साधारण पानी से अलग करने के लिए पर्याप्त संवेदनशील हैं, जिससे टीम दोनों के बीच अनुपात को सटीक रूप से माप सकी।
शोधकर्ताओं का कहना है कि यह पहली बार है जब वैज्ञानिकों ने किसी अंतरतारकीय वस्तु पर इस प्रकार का जल विश्लेषण सफलतापूर्वक किया है। "मिशिगन विश्वविद्यालय में होना और इन सुविधाओं तक पहुँच होना इस काम को संभव बनाने की कुंजी थी," सालाजार मंज़ानो ने कहा। "हम एक ऐसी टीम का हिस्सा थे जो कई क्षेत्रों में बहुत प्रतिभाशाली और बहुत अनुभवी थी, हम सभी ने एक-दूसरे का पूरक बनाया और यही वह चीज़ है जिसने अनुमति दी।"