जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) ने पृथ्वी से लगभग 700 प्रकाश वर्ष दूर स्थित एक्सोप्लैनेट WASP-39b के वायुमंडल में अर्ध-भारी पानी के संकेतों की पहचान की है। यह खोज वैज्ञानिकों को ग्रह निर्माण प्रक्रियाओं पर नए दृष्टिकोण प्रदान करती है और संभावित रूप से रहने योग्य दुनिया की खोज में सहायता कर सकती है।
JWST ने WASP-39b के वायुमंडल के विश्लेषण पर ध्यान केंद्रित किया, जिसमें पानी के अणु में भिन्नताओं की तलाश की गई। विशेष रूप से, शोध अर्ध-भारी पानी, जिसे HDO के रूप में जाना जाता है, पर केंद्रित था, जो H₂O का एक रूप है जहां हाइड्रोजन के एक परमाणु को ड्यूटेरियम, तत्व का एक भारी रूप, से बदल दिया गया है। टीम ने ड्यूटेरियम और हाइड्रोजन के अनुपात (D/H) की गणना की, जो इस ग्रह की उत्पत्ति और विकास का अनुमान लगाने के लिए एक महत्वपूर्ण डेटा है।
जांच के दौरान, वायुमंडलीय तापमान, बादलों की उपस्थिति, मौजूद अणुओं की विविधता और विशिष्ट तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश को फ़िल्टर करने की वायुमंडल की क्षमता सहित कई तत्वों का मूल्यांकन किया गया। शोधकर्ता इस बात पर जोर देते हैं कि WASP-39b वर्तमान में सबसे अधिक अध्ययन किए जाने वाले एक्सोप्लैनेट्स में से एक है और सौर मंडल के बाहर किसी पिंड के लिए अब तक दर्ज किया गया सबसे विस्तृत वायुमंडलीय स्पेक्ट्रम रखता है।
अध्ययन के परिणामों से पता चला कि इस ग्रह पर पाया गया ड्यूटेरियम का अनुपात हमारे अपने सौर मंडल के गैस दिग्गजों में देखे गए अनुपात से अधिक है। इस अंतर की व्याख्या करने के लिए दो परिकल्पनाएं प्रस्तुत की गईं। एक सुझाव देता है कि सामान्य पानी अंतरिक्ष में खो गया होगा, क्योंकि भारी अणु, जिनमें ड्यूटेरियम होता है, वायुमंडल में बने रहते हैं जबकि हल्के अणु अधिक आसानी से भाग जाते हैं।
दूसरी संभावना बताती है कि ग्रह अपने तारकीय प्रणाली से एक ठंडे और दूर के क्षेत्र में उत्पन्न हो सकता है, जिससे वह अपनी मेजबान तारे के करीब जाने से पहले पानी से भरपूर सामग्री को समाहित कर लेता है। हालांकि, वैज्ञानिक इस बात पर जोर देते हैं कि एकत्र किए गए डेटा के साथ कौन सा परिदृश्य सबसे अच्छा मेल खाता है, इसकी पुष्टि के लिए अधिक गहन रासायनिक मॉडल की आवश्यकता है।
पानी की खोज के बावजूद, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि WASP-39b को जीवन के लिए व्यवहार्य उम्मीदवार नहीं माना जाता है। यह एक अत्यंत गर्म गैस दानव है, जिसका तापमान लगभग 1,000 डिग्री सेल्सियस के करीब है। हालांकि, इस अध्ययन का महत्व उपयोग की गई पद्धति में निहित है। HDO का हस्ताक्षर अन्य ग्रहों, यहां तक कि पृथ्वी के समान विशेषताओं वाले चट्टानी ग्रहों की जांच के लिए एक मूल्यवान उपकरण के रूप में स्थापित हो सकता है।
शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि HDO अद्वितीय वर्णक्रमीय विशेषताओं के कारण सबसे सुलभ संकेतक बना हुआ है, और भविष्य में इसका पता मध्यम चट्टानी एक्सोप्लैनेट्स पर लगाया जा सकता है, जो निवास क्षमता के एक संभावित मार्कर के रूप में कार्य करेगा। इस प्रकार, जेम्स वेब दूर के वायुमंडल का विश्लेषण करने और रासायनिक सुरागों की पहचान करने की वैज्ञानिक क्षमता का विस्तार कर रहा है जो ब्रह्मांड में अकेले होने के मौलिक प्रश्न का उत्तर देने में सहायता करते हैं।
जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप के साथ किए गए अवलोकनों ने इस बात पर नए डेटा प्रदान किए हैं कि पहले तारे और आकाशगंगाएँ कैसे उत्पन्न हुए। वैज्ञानिकों ने यह समझने के लिए सेक्सटेंस ए बौनी आकाशगंगा की जांच की कि शुरुआती चरणों में ब्रह्मांड ने भारी तत्वों से भरपूर धूल को कैसे जमा करना शुरू किया।
यह अध्ययन वर्तमान उपकरणों की सीमाओं के कारण किया गया था जो ब्रह्मांड की सबसे पुरानी आकाशगंगाओं का गहराई से विश्लेषण कर सकते हैं। समाधान के रूप में, टीम ने अपनी जांच पृथ्वी से लगभग 4.6 मिलियन प्रकाश वर्ष दूर स्थित एक प्रणाली पर केंद्रित की, जिसकी रासायनिक संरचना पहली आकाशगंगाओं के समान है।
निष्कर्ष बताते हैं कि कौन से तारे ब्रह्मांडीय धूल के निर्माण के लिए सबसे अधिक जिम्मेदार थे, वह सामग्री जिसने बाद में नए तारों के जन्म और गैलेक्टिक विकास को बढ़ावा दिया। यह शोध सोमवार, 20 तारीख को द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल में प्रकाशित हुआ था।
जेम्स वेब की बहुत दूर की आकाशगंगाओं को कैप्चर करने की क्षमता के बावजूद, इन वस्तुओं का सूक्ष्म विश्लेषण एक चुनौती बना हुआ है। इस कठिनाई को दूर करने के लिए, शोधकर्ताओं ने सेक्सटेंस ए का अध्ययन करने का विकल्प चुना, जो एक बौनी आकाशगंगा है जो ब्रह्मांड के पहले अरब वर्षों में मौजूद प्रणालियों के साथ रासायनिक समानताएं साझा करती है।
जिम्मेदार समूह के अनुसार, यह वातावरण पहले तारों द्वारा उनके बीच के स्थान की संरचना को बदलने पर हुई घटनाओं का अध्ययन करने का एक अनूठा अवसर प्रदान करता है। राष्ट्रीय खगोल भौतिकी संस्थान (INAF) में अनुसंधान के नेता क्ल audio गैवेट्टी ने कहा कि सेक्सटेंस ए जैसी पास की आकाशगंगा का अवलोकन करना, जिसमें समान रासायनिक स्थितियां हैं, पहले पीढ़ियों के तारों के विकास और अंतरतारकीय माध्यम को बदलने में उनकी भूमिका को समझने के लिए एक मूल्यवान अवसर है।
ब्रह्मांड के इतिहास की शुरुआत में, हाइड्रोजन और हीलियम प्रमुख थे, जबकि भारी तत्व दुर्लभ थे। पहले तारों ने अपने नाभिक में इन तत्वों को उत्पन्न किया और अपने जीवन के अंत में सुपरनोवा के रूप में विस्फोट करके इस सामग्री को अंतरतारकीय माध्यम में फैला दिया। बाद में, इस कच्चे माल को नई तारकीय पीढ़ियों में शामिल किया गया।
शोधकर्ताओं ने देखा कि सेक्सटेंस ए में भारी तत्वों की सांद्रता सूर्य में पाए जाने वाले का केवल 1% से 7% है। यह विशेषता इस आकाशगंगा को युवा ब्रह्मांड की स्थितियों का अनुकरण करने के लिए एक प्राकृतिक प्रयोगशाला बनाती है।
इस कार्य को करने के लिए, टीम ने जेम्स वेब में मौजूद दोनों उपकरणों NIRCam और MIRI का उपयोग किया। अवलोकनों ने आकाशगंगा के उन तारों का मानचित्रण संभव बनाया जो लाल दानव के असंतुलन शाखा नामक चरण से गुजरते हैं, जो चमक में बड़े वृद्धि और संरचनात्मक परिवर्तनों की विशेषता है।
विश्लेषण से पता चला कि इनमें से लगभग 90% तारे धूल से ढके नहीं थे। इसके विपरीत, लगभग बीस तारों में इस सामग्री की सघन परतें थीं, जो संकेत देती हैं कि वे ब्रह्मांडीय धूल के महत्वपूर्ण उत्पादक के रूप में कार्य करते थे। अध्ययन इंगित करता है कि ये तारे 2 से 3 अरब साल पहले बने थे और उनका प्रारंभिक द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान का लगभग डेढ़ गुना था।
लेखकों ने निष्कर्ष निकाला कि इन वस्तुओं की पहचान करने से इस बात की समझ गहरी होती है कि किन प्रकार के तारों ने समय के साथ नए तारों के उदय और आकाशगंगाओं के विकास के लिए आवश्यक तत्वों से ब्रह्मांड को समृद्ध करने में मदद की। राष्ट्रीय खगोल भौतिकी संस्थान (INAF) की शोधकर्ता फ्लैविया डेल'एगली ने जोर देकर कहा कि JWST अद्वितीय स्तर की विस्तार से वातावरण का अवलोकन करने की अनुमति देता है, जिसका मूल्य न केवल छवियों में है, बल्कि तारकीय विकास के विवरण को मान्य करने के लिए सैद्धांतिक मॉडल के साथ तुलना में भी है।
