इंटरस्टेलर धूमकेतु 3I/ATLAS में नेपच्यून के पार की दुनियाओं जैसी बर्फ मिली

इंटरस्टेलर धूमकेतु 3I/ATLAS से उड़कर बाहर आ रही बर्फ, उन धूमकेतुओं की बर्फ जैसी नहीं दिखती जिन्हें हम जानते हैं। जेम्स वेब अंतरिक्ष दूरबीन के स्पेक्ट्रा में जल-बर्फ का एक प्रबल संकेत मिला है, जबकि उसके दो सामान्य सहायक संकेत लगभग गायब हैं; यह पैटर्न नेपच्यून से बहुत दूर परिक्रमा करने वाली कुछ बर्फीली दुनियाओं से मेल खाता है।

यह समानता इसलिए अहम है क्योंकि 3I/ATLAS का जन्म किसी दूसरे तारे के आसपास हुआ था। यदि इसके बर्फीले कणों का रूप हमारे अपने सौर मंडल के किनारे पर संरक्षित पदार्थ से मिलता है, तो ग्रहों के कच्चे घटक पूरी आकाशगंगा में ग्रह-निर्माण डिस्कों से एक जैसी अवस्था में निकल सकते हैं। लेखक इसे जांचे जाने योग्य संभावना के तौर पर पेश करते हैं, स्थापित निष्कर्ष के रूप में नहीं।

टेक्सास स्थित साउथवेस्ट रिसर्च इंस्टीट्यूट की सिल्विया प्रोटोपापा (Silvia Protopapa) के नेतृत्व वाली टीम ने पाया कि धूमकेतु का कोमा (उसके नाभिक के चारों ओर गैस और धूल का बादल) धूल में मिली जल-बर्फ के अत्यंत छोटे कणों से सबसे अच्छी तरह समझाया जा सकता है। हर कण लगभग एक माइक्रोन या उससे छोटा है, यानी मानव बाल की चौड़ाई के पचासवें हिस्से से भी कम।

प्रोटोपापा ने कहा, “इंटरस्टेलर धूमकेतु छोटे बर्फीले पिंड हैं, जो दूसरे तारों के आसपास गैस और धूल की डिस्कों में बने और अब हमारे सौर मंडल से गुजर रहे हैं।” इससे पहले ऐसे केवल दो पिंड ज्ञात थे: ओउमुआमुआ, जिसमें कोई दिखाई देने वाला कोमा नहीं था, और धूमकेतु 2I/बोरिसोव।

बर्फ के दो संकेत जो गायब हो गए

जल-बर्फ अवरक्त प्रकाश में अपनी पहचान छोड़ती है। इनमें सबसे गहरा लगभग 3 माइक्रोन के पास का अवशोषण बैंड है। दो कमजोर बैंड 1.5 और 2.0 माइक्रोन के पास होते हैं, और अधिकतर बर्फीले धूमकेतुओं में तीनों दिखाई देते हैं। 3I/ATLAS में 3-माइक्रोन बैंड बहुत प्रबल है: वेब के पहले अवलोकन में इसने अपने सबसे गहरे बिंदु पर परावर्तित प्रकाश को 77% तक घटाया, और अंतिम अवलोकन में 94% तक। दो छोटे-तरंगदैर्ध्य वाले बैंड बहुत कमजोर हैं या अनुपस्थित हैं।

प्रोटोपापा ने कहा, “यह संयोजन एक पहेली था। प्रबल 3-माइक्रोन बैंड कोमा में जल-बर्फ की ओर इशारा करता है। लेकिन कमजोर या अनुपस्थित छोटे-तरंगदैर्ध्य वाले बैंड संकेत देते हैं कि बर्फ उस रूप में नहीं है, जैसा हम आमतौर पर सौर मंडल के धूमकेतुओं में देखते हैं।”

इसकी व्याख्या प्रकाश-पथ की लंबाई है। कमजोर बैंड तभी उभरते हैं, जब प्रकाश बर्फ के भीतर लंबी दूरी तय करता है, ठीक वैसे जैसे रंगीन कांच की पतली पट्टी लगभग पारदर्शी लगती है, जबकि मोटा खंड अपना रंग दिखाता है। इतने छोटे और इतने धूलयुक्त कणों में, प्रकाश बाहर बिखरने से पहले बहुत कम बर्फ से गुजरता है। कमजोर बैंड फीके पड़ जाते हैं और प्रबल बैंड बना रहता है।

वेब ने धूमकेतु को तीन बार कैसे पढ़ा

नासा के गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर और कैथोलिक यूनिवर्सिटी ऑफ अमेरिका के कार्यक्रम के प्रधान अन्वेषक मार्टिन कॉर्डिनर (Martin Cordiner) ने कहा, “हमने इस कार्यक्रम को इस तरह तैयार किया था कि सक्रिय इंटरस्टेलर धूमकेतु मिलते ही हम तैयार हों और समय के साथ उसका अनुगमन कर सकें।”

वेब ने सूर्य के सबसे निकट से गुजरने से पहले और बाद के आठ महीनों में तीन बार अपने नियर-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोग्राफ (NIRSpec) को धूमकेतु की ओर मोड़ा। प्रिज्म मोड में यह एक साथ 0.6 से 5.3 माइक्रोन तक रिकॉर्ड करता है, इसलिए धूल, बर्फ और बाहर निकलती गैस एक ही स्पेक्ट्रम में दर्ज हो जाते हैं।

केवल पहले और तीसरे अवलोकन का मॉडल तैयार किया गया। बीच वाला अवलोकन, जो सूर्य के सबसे निकट लिया गया था, चमकते जल-वाष्प, कार्बनिक अणुओं, निकेल परमाणुओं और गर्म धूल से दूषित था।

टीम ने स्पेक्ट्रा की तुलना अलग-अलग आकार और संरचना वाले कणों से प्रकाश के प्रकीर्णन के मॉडलों से की। शुद्ध बर्फ के कण, और कार्बन या ओलिवाइन के साथ मिली बर्फ, या तो कमजोर बैंडों का अनुमान जरूरत से ज्यादा लगाते थे या प्रबल बैंड को पुनः उत्पन्न नहीं कर पाते थे। सबसे उपयुक्त मेल पाइरॉक्सीन के साथ मिश्रित बर्फ में मिला, जो चट्टानों और उल्कापिंडों में आम सिलिकेट खनिज है। अंतिम अवलोकन तक, जब धूमकेतु सूर्य से दूर जा रहा था, आंकड़ों के लिए लगभग एक माइक्रोन आकार वाले, बर्फ से समृद्ध मगर बड़े कणों की दूसरी आबादी भी जरूरी थी; साथ ही 3.1 माइक्रोन के पास एक धुंधली विशेषता मिली, जो क्रिस्टलीय बर्फ के अनुरूप है।

हमारे धूमकेतुओं से अलग, नेपच्यून-पार की दुनियाओं जैसा

कणों का आकार वह बात नहीं है जो 3I/ATLAS को अलग बनाती है। धूमकेतु हार्टले 2 लगभग शुद्ध बर्फ के समान आकार के कण छोड़ता है, और धूमकेतु कैटालिना के बर्फीले कणों का मॉडल अधिकतम 1% धूल के साथ बनाया गया था। इंटरस्टेलर धूमकेतु इस क्रम के धूलयुक्त छोर पर स्थित है।

प्रोटोपापा ने कहा, “3I/ATLAS के कण आकार में हमारे अपने धूमकेतुओं के कणों जैसे ही हैं। जो बात उन्हें अलग करती दिखती है, वह यह है कि बर्फ में कितनी धूल मिली हुई है।”

असली आश्चर्य ट्रांस-नेपच्यूनियन पिंडों से मिला, वे बर्फीले पिंड जो नेपच्यून के पार परिक्रमा करते हैं और जिनके बारे में माना जाता है कि वे सौर मंडल के जन्मकाल का पदार्थ संजोए हुए हैं। वेब के मध्यम आकार वाले ऐसे पिंडों के DiSCo सर्वेक्षण द्वारा परिभाषित स्पेक्ट्रल वर्गों में, 3I/ATLAS का 3-माइक्रोन बैंड सबसे अधिक कार्बन डाइऑक्साइड बर्फ से समृद्ध वर्ग जैसा दिखता है, और उन पिंडों में भी 1.5 तथा 2.0 माइक्रोन के प्रबल बैंड नहीं होते। समानता जल-बर्फ बैंड में है, कार्बन डाइऑक्साइड में नहीं।

प्रोटोपापा ने कहा, “पहली नजर में 3I/ATLAS हमारे परिचित बर्फीले धूमकेतुओं से अलग दिखता है। लेकिन जब हमने इसे अपने ही सौर मंडल की दूरस्थ बर्फीली दुनियाओं के साथ रखा, तो यह अब असंगत नहीं लगा।”

तुलना दूसरी दिशा में भी जाती है। दूरस्थ पिंडों के उन वर्गों के लिए, 3-माइक्रोन का अवनमन अधिकतर कार्बनिक यौगिकों और मेथनॉल से जोड़ा गया था, क्योंकि जल के कमजोर बैंड अनुपस्थित थे। धूमकेतु दिखाता है कि धूलयुक्त जल-बर्फ के कण अपने-आप वही आकार उत्पन्न कर सकते हैं, इसलिए उस संकेत का कुछ हिस्सा आखिरकार जल-बर्फ हो सकता है।

एक धूमकेतु क्या तय नहीं कर सकता

यह परिणाम प्रयोगशाला के आंकड़ों पर टिका है। मॉडल को जल-बर्फ के मापे गए प्रकाशीय गुणों की जरूरत है, और दो मानक डेटासेट बैंडों के आकार में स्पष्ट रूप से अलग परिणाम देते हैं। लेखक यह नहीं कह सकते कि दोनों अवलोकनों में बर्फ क्रिस्टलीय थी या वह अव्यवस्थित, अमॉर्फस रूप से क्रिस्टलों में बदली; वे अलग-अलग तापमानों और अवस्थाओं में बर्फ के नए प्रयोगशाला मापों की मांग करते हैं।

अवलोकनों के बीच हुए बदलाव की भी दो व्याख्याएं हैं। शोधपत्र के दूसरे लेखक, मैरीलैंड विश्वविद्यालय के माइकल केली (Michael Kelley) ने कहा, “हम अभी यह नहीं बता सकते कि समय के साथ बदलाव हर अवलोकन में सूर्य द्वारा कणों को अलग ढंग से गर्म करने का नतीजा हैं, या फिर सूर्य के निकट धूमकेतु की सतह के क्षरण से नया पदार्थ उजागर होने का।”

कोमा के कण नाभिक का प्रत्यक्ष नमूना भी नहीं हैं और वे बड़े गुच्छों के टुकड़े हो सकते हैं। ट्रांस-नेपच्यूनियन पिंडों की सतहें अरबों वर्षों से विकिरण और टक्करों के कारण बदलती रही हैं, इसलिए लेखक इस समानता को एक जैसे जन्मस्थलों के प्रमाण के रूप में पढ़ने से सावधान करते हैं। इसके रसायन-विज्ञान में अन्य अंतर बताते हैं कि 3I/ATLAS बनाने वाली डिस्क हमारी डिस्क की प्रतिकृति नहीं थी। इससे पहले के एक विश्लेषण ने धूमकेतु की तुलना दूरस्थ पिंडों के लालिमा लिए, कार्बनिक पदार्थों से समृद्ध वर्ग से की थी, इसलिए इस क्षेत्र में अभी सहमति नहीं बनी है।

फिर नमूने का आकार भी है। यह एक इंटरस्टेलर धूमकेतु है, जिसे तीन बार देखा गया।

3I/ATLAS और उसकी बर्फ के बारे में आम सवाल

3I/ATLAS क्या है?

यह इंटरस्टेलर अंतरिक्ष से हमारे सौर मंडल में प्रवेश करने वाला तीसरा पुष्ट पिंड है, और कोमा व पुच्छों वाला एक वास्तविक धूमकेतु है। इसका खुला, अतिपरवलयिक पथ बताता है कि यह कभी वापस नहीं आएगा। सूर्य के सबसे निकट पहुंचने पर यह पृथ्वी और मंगल की कक्षाओं के बीच से गुजरा और पृथ्वी के कभी पास नहीं आया।

क्या 3I/ATLAS में पानी है?

हां। वेब ने इसके कोमा में जल-वाष्प और जल-बर्फ दोनों का पता लगाया है। यह कार्बन डाइऑक्साइड से भी असामान्य रूप से समृद्ध है: वेब के पहले अवलोकन में कोमा में पानी की तुलना में लगभग आठ गुना अधिक कार्बन डाइऑक्साइड थी, जो किसी धूमकेतु में मापे गए सबसे ऊंचे अनुपातों में से एक है।

ट्रांस-नेपच्यूनियन पिंड क्या होते हैं?

ये नेपच्यून के पार, सूर्य से पृथ्वी-सूर्य दूरी के लगभग 30 गुने से अधिक दूरी पर परिक्रमा करने वाले बर्फीले पिंड हैं; इस आबादी में प्लूटो भी शामिल है। अरबों वर्षों तक ठंडे बने रहने के कारण, ये ग्रहों के बनने के तरीके के सुराग संरक्षित रखते हैं।

3I/ATLAS कितना पुराना है?

कोई नहीं जानता। इसकी गति और दिशा के आधार पर, एक अध्ययन ने अनुमान लगाया कि यदि यह पुराने तारों वाली आकाशगंगा की मोटी डिस्क से आया हो तो इसकी आयु 7.6 से 14 अरब वर्ष के बीच है, जो इसे 4.6 अरब वर्ष पुराने सौर मंडल से भी पुराना बना देगी। यह अनुमान सांख्यिकीय है, माप नहीं।

आगे क्या होगा

धूमकेतु की खोज 1 जुलाई 2025 को चिली के रियो उर्टाडो में ATLAS सर्वेक्षण दूरबीन ने की थी। वेब ने इसे 6 अगस्त 2025, 22 दिसंबर 2025 और 1 अप्रैल 2026 को देखा, जब यह सूर्य से पृथ्वी-सूर्य दूरी के क्रमशः 3.3, 2.4 और 5.7 गुना पर था। सूर्य के सबसे निकट इसका आगमन 29 अक्टूबर 2025 को हुआ, जब यह उस दूरी के 1.36 गुना पर था। शोधपत्र 26 अक्टूबर 2026 को The Astrophysical Journal Letters में प्रकाशित हुआ, जिस पर संयुक्त राज्य अमेरिका और यूरोप के 15 शोधकर्ताओं के हस्ताक्षर हैं।

सौर मंडल के धूमकेतुओं के अधिक वेब अवलोकन और नए इंटरस्टेलर आगंतुक यह परखेंगे कि 3I/ATLAS कितना प्रतिनिधिक है। वेरा सी. रुबिन वेधशाला, जिसका दस वर्षीय आकाश सर्वेक्षण जून 2026 में शुरू हुआ, के ऐसे और पिंड खोजने की उम्मीद है। कल 3I/ATLAS के सूर्य का चक्कर काटने की पहली वर्षगांठ होगी, और यह पहले ही सौर मंडल से बाहर लौटने के रास्ते पर है। इसकी बर्फ अब उतनी पराई नहीं लगती, जितनी शुरुआत में लगी थी।

संदर्भ: Protopapa et al., “JWST Reveals Refractory-rich Water Ice in Interstellar Comet 3I/ATLAS: Evidence for a Continuum of Grain Properties across Protoplanetary Disks,” The Astrophysical Journal Letters, 2026. DOI: 10.3847/2041-8213/aea60d

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