इंटरस्टेलर ग्लेशियर्स’: नासा के SPHEREx ने विशाल गैलेक्टिक बर्फीले क्षेत्रों का मानचित्र तैयार किया

NASA’s SPHEREx (Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization, and Ices Explorer) mission has mapped interstellar ice at an unprecedented scale. Covering regions in our Milky Way galaxy more than 600 light-years across, the ice was found inside giant molecular clouds — vast regions of gas and dust where dense clumps of matter collapse under gravity, giving birth to stars. A study describing these findings published Wednesday in The Astrophysical Journal.

 

-A NASA FEATURE EDITED BY JYOTI RAWAT-

नासा के SPHEREx (स्पेक्ट्रो-फोटोमीटर फॉर द हिस्ट्री ऑफ द यूनिवर्स, एपोक ऑफ रिआयनाइजेशन, एंड आइसेस एक्सप्लोरर) मिशन ने एक अभूतपूर्व पैमाने पर ‘इंटरस्टेलर आइस’ (तारकीय अंतरिक्ष की बर्फ) का मानचित्रण किया है। हमारी आकाशगंगा, मिल्की वे के 600 प्रकाश-वर्ष से अधिक विस्तृत क्षेत्रों को कवर करते हुए, यह बर्फ विशाल आणविक बादलों (मॉलिक्यूलर क्लाउड्स) के भीतर पाई गई है—ये गैस और धूल के वे विशाल क्षेत्र हैं जहाँ पदार्थ के घने झुंड गुरुत्वाकर्षण के कारण ढह जाते हैं और तारों को जन्म देते हैं। इन निष्कर्षों का वर्णन करने वाला एक अध्ययन बुधवार को ‘द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल’ में प्रकाशित हुआ।

SPHEREx के मुख्य लक्ष्यों में से एक विभिन्न प्रकार की इंटरस्टेलर बर्फ के रासायनिक संकेतों का मानचित्रण करना है। इस बर्फ में पानी, कार्बन डाइऑक्साइड और कार्बन मोनोऑक्साइड जैसे अणु शामिल हैं, जो उस रसायन विज्ञान के लिए महत्वपूर्ण हैं जो जीवन को विकसित होने की अनुमति देता है। शोधकर्ताओं का मानना है कि ये बर्फ के भंडार, जो धूल के सूक्ष्म कणों की सतह से चिपके होते हैं, वहीं ब्रह्मांड के अधिकांश पानी का निर्माण और संचय होता है। पृथ्वी के महासागरों का पानी—और धूमकेतुओं, अन्य ग्रहों और चंद्रमाओं पर मौजूद बर्फ—इन्हीं क्षेत्रों से उत्पन्न होती है।

कैलिफोर्निया के पासाडेना स्थित कैलटेक में SPHEREx के इंस्ट्रूमेंट साइंटिस्ट और अध्ययन के सह-लेखक फिल कोर्नगुट ने कहा, “ये विशाल जमे हुए परिसर ‘इंटरस्टेलर ग्लेशियर्स’ की तरह हैं जो इस क्षेत्र में पैदा होने वाले नए सौर प्रणालियों को भारी मात्रा में पानी की आपूर्ति कर सकते हैं। यह एक गहरा विचार है कि हम उस सामग्री का नक्शा देख रहे हैं जो नवजात ग्रहों पर बरस सकती है और भविष्य में जीवन का आधार बन सकती है।”

अपनी स्पेक्ट्रल क्षमताओं के कारण, SPHEREx आणविक बादलों में और उसके आसपास विभिन्न बर्फ और अणुओं (जैसे पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन) की मात्रा को माप सकता है, जिससे वैज्ञानिकों को उनकी संरचना और वातावरण को बेहतर ढंग से समझने में मदद मिलती है।

यद्यपि नासा के जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप और सेवानिवृत्त स्पिट्जर जैसे अंतरिक्ष दूरबीनों ने हमारी पूरी आकाशगंगा में पानी, कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य बर्फीले अणुओं का पता लगाया है, लेकिन SPHEREx वेधशाला पहला इन्फ्रारेड मिशन है जिसे विशेष रूप से बड़े पैमाने पर स्पेक्ट्रल सर्वेक्षण के माध्यम से पूरे आकाश में ऐसे अणुओं को खोजने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

हार्वर्ड एंड स्मिथसोनियन स्थित सेंटर फॉर एस्ट्रोफिजिक्स (CfA) के खगोलशास्त्री और मुख्य लेखक जोसेफ होरा ने कहा, “हमें व्यक्तिगत चमकीले तारों के सामने इन बर्फों का पता चलने की उम्मीद थी: एक तारे की रोशनी सर्चलाइट की तरह काम करती है, जो हमारे और उस तारे के बीच के स्थान में किसी भी बर्फ को उजागर करती है। लेकिन यह कुछ अलग है। जब हम गैलेक्टिक प्लेन (आकाशगंगा का समतल हिस्सा) की ओर देखते हैं—जहाँ हमारी आकाशगंगा के अधिकांश तारे, गैस और धूल केंद्रित हैं—वहाँ बहुत सारी विसरित पृष्ठभूमि रोशनी (डिफ्यूज बैकग्राउंड लाइट) धूल के बादलों से होकर चमकती है, और SPHEREx उनमें मौजूद बर्फ के स्थानिक वितरण को अविश्वसनीय विस्तार से देख सकता है।”

दक्षिणी कैलिफोर्निया में नासा की जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी (JPL) द्वारा प्रबंधित, SPHEREx वेधशाला 11 मार्च, 2025 को लॉन्च की गई थी। इसमें आकाश को 102 रंगों में देखने की अनूठी क्षमता है, जिनमें से प्रत्येक इन्फ्रारेड प्रकाश की एक अलग तरंग दैर्ध्य (वेवलेंथ) का प्रतिनिधित्व करता है। 2025 के अंत तक, SPHEREx ने ब्रह्मांड के चार ऑल-स्काई इन्फ्रारेड मानचित्रों में से पहला पूरा कर लिया था, जिसमें पानी और जीवन की उत्पत्ति सहित ब्रह्मांड के प्रमुख सवालों के जवाब देने में मदद करने के लिए करोड़ों आकाशगंगाओं की 3D स्थिति दर्ज की गई थी।

बर्फीली उत्पत्ति

विभिन्न बर्फीले अणुओं के SPHEREx मानचित्रों का उपयोग करते हुए, अध्ययन के लेखक मिल्की वे के सिग्नस X (Cygnus X) और नॉर्थ अमेरिकन नेबुला क्षेत्रों में कई आणविक बादलों की गहराई तक देखने में सक्षम थे। सबसे घने क्षेत्रों में, जहाँ धूल की मात्रा सबसे अधिक है, गहरे तंतुमय रास्ते (फिलामेंटरी लेन्स) पीछे के तारों से आने वाले दृश्य प्रकाश को रोक देते हैं। अपनी इन्फ्रारेड दृष्टि के साथ, अंतरिक्ष दूरबीन ने यह भी उजागर किया कि विभिन्न बर्फ—जो इन्फ्रारेड प्रकाश की विशिष्ट तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करती हैं—कहाँ सबसे सघन हैं।

यह खोज इस परिकल्पना का समर्थन करती है कि इंटरस्टेलर बर्फ धूल के सूक्ष्म कणों की सतह पर बनती है (जो मोमबत्ती के धुएं में पाए जाने वाले कणों से बड़े नहीं होते), और धूल के घने क्षेत्र इन बर्फों को नवजात तारों द्वारा उत्सर्जित तीव्र पराबैंगनी (यूवी) विकिरण से बचाते हैं।

CfA के खगोलशास्त्री और अध्ययन के सह-लेखक गैरी मेलनिक ने कहा, “हम उन पर्यावरणीय कारकों की जांच कर सकते हैं जो इंटरस्टेलर स्पेस के बड़े क्षेत्रों में बर्फ बनने की अलग-अलग दरों में योगदान करते हैं। SPHEREx मिशन का ‘बड़ा दृश्य’ (big picture view) ऐसी मूल्यवान नई जानकारी प्रदान करता है जिसे आप किसी छोटे क्षेत्र पर ज़ूम करके प्राप्त नहीं कर सकते।”

मेलनिक ने आगे कहा कि इस व्यापक परिप्रेक्ष्य के भीतर, SPHEREx वह काम कर सकता है जो जमीन पर स्थित वेधशालाएं नहीं कर सकतीं: पानी और कार्बन डाइऑक्साइड की बदलती मात्रा का पता लगाना, जो दो ऐसी बर्फ हैं जो पर्यावरणीय कारकों पर अलग-अलग प्रतिक्रिया करती हैं।

यह मिशन की शुरुआत मात्र है। SPHEREx के अवलोकन वैज्ञानिकों को हमारी आकाशगंगा के विभिन्न घटकों, इंटरस्टेलर माध्यम के भौतिक विज्ञान (जो तारा और ग्रह निर्माण की ओर ले जाते हैं), और उन रासायनिक प्रक्रियाओं का पता लगाने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण प्रदान करेंगे जो नवजात ग्रहों तक जीवन के लिए आवश्यक अणुओं को पहुँचाते हैं।

SPHEREx के बारे में अधिक जानकारी

इस मिशन का प्रबंधन वाशिंगटन में नासा के विज्ञान मिशन निदेशालय के भीतर खगोल भौतिकी प्रभाग के लिए JPL द्वारा किया जाता है। टेलीस्कोप और अंतरिक्ष यान का निर्माण बोल्डर, कोलोराडो में BAE Systems द्वारा किया गया था। SPHEREx डेटा का वैज्ञानिक विश्लेषण अमेरिका, दक्षिण कोरिया और ताइवान के 13 संस्थानों के वैज्ञानिकों की एक टीम द्वारा किया जा रहा है। डेटा को कैलटेक के IPAC में संसाधित और संग्रहीत किया जाता है। SPHEREx डेटासेट वैज्ञानिकों और जनता के लिए मुफ्त उपलब्ध है।