जब आप अंतरिक्ष के बारे में सोचते हैं, तो संभवतः आपके दिमाग में तारे, ग्रह और चंद्रमा आते हैं। लेकिन अंतरिक्ष का अधिकांश भाग गैस, प्लाज्मा और धूल के बादलों से भरा है - जिन्हें अंतरतारकीय बादल कहा जाता है।
हमारी आकाशगंगा के स्थानीय भागों में ही लगभग 15 अलग-अलग अंतरतारकीय बादलों का एक समूह मौजूद है।
सौर मंडल वर्तमान में उनमें से एक, जिसे स्थानीय अंतरतारकीय बादल नाम दिया गया है, से होकर गुजर रहा है।
माना जाता है कि इन बादलों की उत्पत्ति और इतिहास तारों के जन्म और मृत्यु से गहराई से जुड़ा हुआ है। लेकिन हम इनके निशान पृथ्वी पर ही देख सकते हैं, एक ऐसी जगह पर जिसकी आप शायद उम्मीद न करें - अंटार्कटिक की बर्फ में।
मेरे सहयोगियों और मैंने पुराने अंटार्कटिक की बर्फ में फंसी धूल का अध्ययन करके हमारे सौर मंडल के आसपास के क्षेत्र, जिसमें स्वयं सौर मंडल भी शामिल है, के इतिहास का पता लगाने का प्रयास किया है।
फिजिकल रिव्यू लेटर्स में प्रकाशित एक नए अध्ययन में, हमें एक सूक्ष्म सुराग मिला है जो पिछले 80,000 वर्षों में स्थानीय अंतरतारकीय वातावरण में हमारे सौर मंडल की गति को दर्शाता है।
आकाश को देखने के लिए नीचे की ओर देखना
खगोल विज्ञान आमतौर पर बाहर की ओर देखता है। दूरबीनें दूर के तारों और आकाशगंगाओं से प्रकाश एकत्र करती हैं, जिससे हम अंतरिक्ष और समय के विशाल विस्तार में होने वाली घटनाओं का अवलोकन कर पाते हैं।
इन अवलोकनों से हम यह अनुमान लगाते हैं कि तारे कैसे बनते और नष्ट होते हैं, तत्व कैसे निर्मित होते हैं और ब्रह्मांड का विकास कैसे होता है।
हमारा दृष्टिकोण इस धारणा को पूरी तरह उलट देता है।
हमारे पास आने वाले प्रकाश का अवलोकन करने के बजाय, हम पृथ्वी पर ही विस्फोटित तारों के मलबे का अध्ययन करते हैं।
ब्रह्मांडीय भट्टियों के रूप में, तारे अपने कोर में कार्बन और ऑक्सीजन से लेकर कैल्शियम और आयरन तक कई तत्वों का निर्माण करते हैं। इसमें आयरन-60 जैसे दुर्लभ आइसोटोप (रासायनिक तत्वों के प्रकार) भी शामिल हैं।
जब विशाल तारे अपने जीवन के अंत में सुपरनोवा विस्फोट करते हैं, तो ये तत्व अंतरिक्ष में फैल जाते हैं और अंतरतारकीय धूल बन जाते हैं।
इस धूल के छोटे-छोटे कण आकाशगंगा में तैरते रहते हैं और कभी-कभी पृथ्वी की सतह तक पहुँच जाते हैं। रेडियोधर्मी आयरन-60, जो तारकीय विस्फोटों का एक विशिष्ट निशान है, इन कणों में समाहित होता है।
पृथ्वी पर मौजूद भूवैज्ञानिक अभिलेखागारों में इन परमाणुओं की खोज करके, हम सुपरनोवा जैसी खगोल भौतिकी घटनाओं का अध्ययन उनके प्रकाश के लुप्त होने के बहुत बाद भी कर सकते हैं।
यही कारण है कि अंटार्कटिका इतना महत्वपूर्ण है। इसकी बर्फ धीरे-धीरे जमा होती है और काफी हद तक अक्षुण्ण रहती है, जिससे हजारों वर्षों का एक परतदार रिकॉर्ड बनता है।
प्रत्येक परत उस समय हमारे ब्रह्मांडीय पड़ोस में मौजूद पदार्थ की एक झलक दिखाती है।
अंटार्कटिका की बर्फ में धूल के कण मिलना:
जब हमने अंटार्कटिका में हाल ही में जमा हुई 500 किलोग्राम बर्फ का अध्ययन किया, तो हमें अप्रत्याशित रूप से यह दुर्लभ रेडियोधर्मी आइसोटोप मिला। यह कहाँ से आया? हाल ही में पृथ्वी के निकट कोई सुपरनोवा विस्फोट नहीं हुआ था।
लेकिन हमारे सौर मंडल के आसपास 15 बादल हैं, जिनमें से सौर मंडल वर्तमान में कम से कम एक से गुजर रहा है।
क्या धूल के बादल पृथ्वी द्वारा ग्रहण किए जाने का इंतजार कर रहे हैं? यदि हाँ, तो पृथ्वी द्वारा एकत्रित धूल की मात्रा उनकी संरचना से संबंधित होनी चाहिए: बादल जितने घने होंगे, उनमें आयरन-60 की मात्रा उतनी ही अधिक होगी। 2019 में हमारा यही अनुमान था।
जल्द ही, अन्य स्पष्टीकरण सामने आए। लाखों वर्ष पूर्व पृथ्वी को विशाल सुपरनोवा विस्फोटों से आयरन-60 की भारी वर्षा प्राप्त हुई थी।
क्या अंटार्कटिक की बर्फ में मौजूद आयरन-60 इस संकेत का अंतिम अवशेष है या प्रतिध्वनि? एक ऐसी वर्षा जो फुहार में बदल गई? यह जानने के लिए, हमने 40,000 से 80,000 वर्ष पूर्व के अंटार्कटिक बर्फ के 300 किलोग्राम के एक टुकड़े का विश्लेषण किया।
यह प्रक्रिया अत्यंत श्रमसाध्य है। बर्फ को पिघलाना और रासायनिक रूप से उपचारित करना आवश्यक है ताकि धूल से आयरन-60 सहित लोहे की सूक्ष्म मात्रा को अलग किया जा सके।
फिर, ऑस्ट्रेलियाई राष्ट्रीय विश्वविद्यालय में हेवी-आयन एक्सीलरेटर सुविधा में एक्सीलरेटर मास स्पेक्ट्रोमेट्री की संवेदनशील परमाणु गणना तकनीक का उपयोग करके, हमने आयरन-60 के अलग-अलग परमाणुओं की गणना की।
हमारी अपेक्षा सीधी-सादी थी: अंटार्कटिका की सतह की बर्फ और कई हज़ार साल पुराने समुद्री तलछटों से किए गए पिछले मापों के आधार पर, हमने आयरन-60 के एक निश्चित स्थिर स्तर के निक्षेपण की उम्मीद की थी।
लेकिन, हमें इससे कम मात्रा मिली। शून्य तो नहीं, लेकिन अपेक्षा से काफ़ी कम।
इस परिणाम से पता चलता है कि उस अवधि के दौरान पृथ्वी तक कम अंतरतारकीय धूल पहुँच रही थी। यह
खगोल भौतिकी के अपेक्षाकृत कम समय में एक उल्लेखनीय परिवर्तन है और लाखों साल पहले यहाँ जमा हुए आयरन-60 निक्षेपों के लंबे समय के अनुरूप नहीं है। इसके बजाय, हमें इस आइसोटोप के लिए एक छोटे, अधिक स्थानीय स्रोत की तलाश करने की आवश्यकता थी। स्वाभाविक रूप से, खगोलविद सौर मंडल के चारों ओर के बादलों में भी काफ़ी रुचि रखते हैं। पिछले साल, बादलों के इतिहास का पुनर्निर्माण करने वाले एक अध्ययन ने निष्कर्ष निकाला कि वे संभवतः एक तारकीय विस्फोट से उत्पन्न हुए थे। इसके अलावा, उन्होंने पाया कि सौर मंडल लगभग 40,000 से 124,000 साल पहले से स्थानीय अंतरतारकीय बादल से होकर गुजर रहा है। अगर यह सही है, तो हम उम्मीद करेंगे कि पृथ्वी पर एकत्रित आयरन-60 की मात्रा में भी लगभग इसी समयावधि में - 40,000 से 124,000 वर्ष पूर्व के बीच - परिवर्तन होना चाहिए था। अंटार्कटिका में हमारे परिणामों ने ठीक यही दिखाया। हालांकि, यह कहानी पूरी तरह से मेल नहीं खाती। यदि ये बादल सीधे किसी विस्फोटित तारे से उत्पन्न हुए होते, तो हमें अंटार्कटिका की बर्फ में मौजूद आयरन-60 की मात्रा से कहीं अधिक आयरन-60 की उम्मीद होती। फिर भी, ये बादल पृथ्वी के भूवैज्ञानिक अभिलेख में अंकित हैं। यदि हम और गहराई से अध्ययन करें और इससे भी पुरानी बर्फ का विश्लेषण करें, तो हम जल्द ही इन स्थानीय अंतरतारकीय बादलों के रहस्य को सुलझा सकते हैं, जिससे उनका पूरा इतिहास और अनिश्चित उत्पत्ति का पता चल सकेगा।