एक कैलटेक प्रेस रिलीज़ से:
पानी वास्तव में हर जगह है। 30 अरब ट्रिलियन मील की दूरी से क्वासर में दूर से देखने वाले - ब्रह्मांड में सबसे चमकदार और सबसे हिंसक वस्तुओं में से एक - शोधकर्ताओं ने जल वाष्प का एक द्रव्यमान पाया है जो दुनिया के महासागरों के सभी पानी के कम से कम 140 ट्रिलियन गुना है। संयुक्त, और सूर्य की तुलना में 100,000 गुना अधिक।
क्योंकि क्वासर इतनी दूर है, इसकी रोशनी को पृथ्वी तक पहुंचने में 12 बिलियन साल लगे हैं। अवलोकनों से एक समय का पता चलता है जब ब्रह्मांड सिर्फ 1.6 बिलियन साल पुराना था। नासा के जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी (JPL) के वैज्ञानिक मैट ब्रैडफोर्ड और कैलटेक के एक सहयोगी मैट ब्रैडफोर्ड कहते हैं, "इस क्वासर के चारों ओर का वातावरण अद्वितीय है, जो पानी के इस विशाल द्रव्यमान का उत्पादन करता है।" "यह एक और प्रदर्शन है कि पानी पूरे ब्रह्मांड में व्याप्त है, यहां तक कि सबसे शुरुआती समय में भी।" ब्रैडफोर्ड ने खगोलविदों की दो अंतरराष्ट्रीय टीमों में से एक का नेतृत्व किया है, जिन्होंने अलग-अलग पत्रों में अपने क्वासर निष्कर्षों का वर्णन किया है जिन्हें एस्ट्रोफिजिकल जर्नल पत्र में प्रकाशन के लिए स्वीकार किया गया है।
ब्रैडफोर्ड एंड टीम का पेपर यहां पढ़ें।
एक क्वासर एक विशाल ब्लैक होल द्वारा संचालित होता है जो गैस और धूल के आस-पास की डिस्क का लगातार उपभोग करता है; जैसा कि यह खाती है, क्वासर भारी मात्रा में ऊर्जा बाहर निकालता है। खगोलविदों के दोनों समूहों ने एपीएम 08279 + 5255 नामक एक विशेष क्वासर का अध्ययन किया, जो एक ब्लैक होल को सूर्य की तुलना में 20 अरब गुना अधिक कठोर बनाता है और एक हजार ट्रिलियन सूर्य के समान ऊर्जा पैदा करता है।
ब्रैडफोर्ड कहते हैं, चूंकि खगोलविदों को उम्मीद थी कि जल वाष्प भी प्रारंभिक ब्रह्मांड में मौजूद होगा, इसलिए पानी की खोज अपने आप में आश्चर्य की बात नहीं है। मिल्की वे में जल वाष्प है, हालांकि कुल राशि कैसर की तुलना में 4,000 गुना कम है, क्योंकि मिल्की वे का अधिकांश पानी बर्फ के रूप में जम गया है।
फिर भी, जल वाष्प एक महत्वपूर्ण ट्रेस गैस है जो क्वासर की प्रकृति को प्रकट करती है। इस विशेष क्वासर में, सैकड़ों प्रकाश-वर्ष (एक प्रकाश-वर्ष लगभग छह ट्रिलियन मील) में फैले गैसीय क्षेत्र में ब्लैक वाष्प के चारों ओर जल वाष्प वितरित किया जाता है, और इसकी उपस्थिति इंगित करती है कि गैस खगोलीय रूप से असामान्य रूप से गर्म और घनी है मानकों। यद्यपि गैस एक मिर्ची -53 डिग्री सेल्सियस (-63 डिग्री फ़ारेनहाइट) है और पृथ्वी के वातावरण की तुलना में 300 ट्रिलियन गुना कम घना है, यह अभी भी पांच गुना अधिक गर्म है और आकाशगंगा की तरह आकाशगंगाओं में जो है, उससे 10 गुना अधिक 100 गुना अधिक है।
जल वाष्प कई प्रकार की गैसों में से एक है जो क्वासर को घेर लेती है, और इसकी उपस्थिति यह दर्शाती है कि क्वासर एक्स-रे और अवरक्त विकिरण दोनों में गैस से स्नान कर रहा है। विकिरण और जल वाष्प के बीच पारस्परिक क्रिया से गैस के गुणों का पता चलता है और क्वासर कैसे प्रभावित करता है। उदाहरण के लिए, जल वाष्प का विश्लेषण यह दर्शाता है कि विकिरण गैस के बाकी हिस्सों को कैसे गर्म करता है। इसके अलावा, जल वाष्प और अन्य अणुओं के मापन, जैसे कार्बन मोनोऑक्साइड, का सुझाव है कि ब्लैक होल को खिलाने के लिए पर्याप्त गैस है जब तक कि यह अपने आकार के लगभग छह गुना तक बढ़ नहीं जाता। क्या यह स्पष्ट नहीं होगा, खगोलविदों का कहना है, क्योंकि गैस में से कुछ तारों में संघनन समाप्त हो सकता है या क्वासर से बाहर निकाला जा सकता है।
ब्रैडफोर्ड की टीम ने 2008 में अपनी शुरुआत की, जिसमें कैलटेक सबमिलिमिटर ऑब्जर्वेटरी (सीएसओ) में जेड-स्पेक नामक एक उपकरण का उपयोग करके हवाई में मौना केआ के शिखर के पास 10 मीटर दूरबीन बनाया गया। जेड-स्पेक एक अत्यंत संवेदनशील स्पेक्ट्रोग्राफ है, जिसमें पूर्ण शून्य से 0.06 डिग्री सेल्सियस अधिक तापमान की आवश्यकता होती है। यह उपकरण विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के एक क्षेत्र में प्रकाश को मापता है जिसे मिलीमीटर बैंड कहा जाता है, जो अवरक्त और माइक्रोवेव तरंग दैर्ध्य के बीच स्थित है। शोधकर्ताओं की पानी की खोज केवल इसलिए संभव हो पाई क्योंकि Z-Spec का स्पेक्ट्रल कवरेज इन तरंग दैर्ध्य पर चलने वाले पिछले स्पेक्ट्रोमीटर की तुलना में 10 गुना बड़ा है। खगोलविदों ने दक्षिणी कैलिफ़ोर्निया के इन्यो पर्वत में रेडियो व्यंजनों की एक सरणी, मिलीमीटर-वेव एस्ट्रोनॉमी (CARMA) में अनुसंधान के लिए संयुक्त सरणी के साथ अनुवर्ती अवलोकन किए।
यह खोज मिलीमीटर और सबमिलिमीटर वेवलेंग्थ में अवलोकन के लाभों पर प्रकाश डालती है, खगोलविदों का कहना है। यह क्षेत्र पिछले दो से तीन दशकों में तेजी से विकसित हुआ है, और अनुसंधान की इस पंक्ति की पूरी क्षमता तक पहुंचने के लिए, खगोलविदों-अध्ययन लेखकों सहित - अब सीसीएटी डिजाइन कर रहे हैं, अटाकामा रेगिस्तान में बनाया जाने वाला 25 मीटर का टेलीस्कोप चिली में। CCAT खगोलविदों को ब्रह्मांड की कुछ शुरुआती आकाशगंगाओं की खोज करने की अनुमति देगा। पानी और अन्य महत्वपूर्ण ट्रेस गैसों की उपस्थिति को मापकर, खगोलविद इन आदिम आकाशगंगाओं की संरचना का अध्ययन कर सकते हैं।
कैलटेक में भौतिकी के वरिष्ठ अनुसंधानकर्ता और सीएसओ के उप-निदेशक डारेज़ लिस के नेतृत्व में दूसरे समूह ने पानी खोजने के लिए फ्रांसीसी आल्प्स में पठार डे ब्यूर इंटरफेरोमीटर का इस्तेमाल किया। 2010 में, लिस की टीम APM 08279 + 5255 के स्पेक्ट्रम में हाइड्रोजन फ्लोराइड के निशान की तलाश कर रही थी, लेकिन गंभीर रूप से क्वासर के स्पेक्ट्रम में एक संकेत का पता चला जिसने पानी की उपस्थिति का संकेत दिया। संकेत विकिरण के अनुरूप एक आवृत्ति पर था जो उत्सर्जित होता है जब एक उच्च ऊर्जा राज्य से निचले हिस्से में पानी का संक्रमण होता है। जबकि लिस की टीम को एक आवृत्ति पर सिर्फ एक संकेत मिला, जेड-स्पेक की व्यापक बैंडविड्थ ने ब्रैडफोर्ड और उनके सहयोगियों को कई आवृत्तियों पर पानी के उत्सर्जन की खोज करने में सक्षम बनाया। इन एकाधिक जल संक्रमणों ने ब्रैडफोर्ड की टीम को क्वासर की गैस की भौतिक विशेषताओं और पानी के द्रव्यमान को निर्धारित करने की अनुमति दी।
