क्षुद्रग्रह गॉल्ट (Gault): वह मुख्य-पट्टी की चट्टान जिसने धूमकेतु जैसी पूँछें उगा लीं

एक सदी से भी अधिक समय तक, धूमकेतु और क्षुद्रग्रह के बीच की रेखा सरल जान पड़ती थी। धूमकेतु बर्फीले घुमक्कड़ हैं जो सूर्य के पास आते-आते दमकती हुई पूँछें उगा लेते हैं। क्षुद्रग्रह सूखी, निष्क्रिय चट्टानें हैं जो मंगल और बृहस्पति के बीच चुपचाप परिक्रमा करती रहती हैं। फिर, 2019 की शुरुआत में, मुख्य क्षुद्रग्रह पट्टी की एक चार-किलोमीटर चौड़ी चट्टान ने वह कर दिखाया जो एक सूखी चट्टान को नहीं करना चाहिए: उसने एक नहीं बल्कि दो लंबी, सीधी मलबे की पूँछें उगा लीं, जो लाखों मील के सूने अंतरिक्ष में फैल गईं। इसका नाम है 6478 गॉल्ट (6478 Gault), और खगोलविदों ने इसे मानो धीमी गति से टूटते हुए देखा। आगे वही प्रस्तुत है जो साक्ष्य वास्तव में दर्शाते हैं, और उसके बाद वह असली पहेली जो अब भी बनी हुई है।

दर्ज तथ्य

गॉल्ट कोई नई खोज नहीं है। इसे 12 मई, 1988 को कैलिफ़ोर्निया की पालोमर वेधशाला (Palomar Observatory) में कैरोलिन और यूजीन शूमेकर (Carolyn and Eugene Shoemaker) ने खोजा था, इसे अस्थायी पदनाम 1988 JC1 दिया गया, और बाद में इसका नाम अमेरिकी ग्रह-भूविज्ञानी डोनाल्ड गॉल्ट (Donald Gault) के नाम पर रखा गया, जो प्रभाव-गड्ढों (impact-crater) की प्रक्रियाओं के विशेषज्ञ थे (Wikipedia, 6478 Gault)। यह आंतरिक मुख्य पट्टी के फोसिया परिवार (Phocaea family) का सदस्य है, जिसका व्यास लगभग 2.5 से 5.5 मील (करीब 4 किलोमीटर) है, और जो मंगल और बृहस्पति के बीच परिक्रमा करता है (NASA Hubble; EarthSky)। तीस वर्षों तक इसने कोई विशेष ध्यान आकर्षित नहीं किया।

यह जनवरी 2019 में बदल गया। 5 जनवरी को हवाई में स्थित नासा-वित्तपोषित ATLAS सर्वेक्षण दूरबीन ने एक मलबे की पूँछ का पता लगाया, और वही विशेषता बाद में ATLAS और Pan-STARRS की दिसंबर 2018 की अभिलेखीय छवियों में भी सामने आई (NASA Hubble)। एक दूसरी, छोटी पूँछ जनवरी के मध्य में कनाडा-फ़्रांस-हवाई दूरबीन (Canada-France-Hawaii Telescope) और आइज़ैक न्यूटन दूरबीन (Isaac Newton Telescope) द्वारा देखी गई। इसके बाद हबल अंतरिक्ष दूरबीन (Hubble Space Telescope) ने इस चट्टान की विस्तृत छवि ली। लंबी पूँछ 500,000 मील (लगभग 800,000 किलोमीटर) से अधिक तक फैली हुई थी और करीब 3,000 मील चौड़ी थी; छोटी पूँछ की लंबाई इसकी लगभग एक-चौथाई थी (NASA Hubble)।

सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि ये पूँछें उस तरह वाष्पित होती बर्फ से नहीं बनी हैं जैसे किसी धूमकेतु की पूँछ बनती है। खगोलविदों ने यह निष्कर्ष निकाला कि ये दोनों धाराएँ दो अलग-अलग धूल-उत्सर्जन घटनाओं से उत्पन्न हुई थीं, जिनके बारे में अनुमान है कि वे लगभग 28 अक्टूबर और 30 दिसंबर 2018 को घटीं, और कुछ घंटों से लेकर कुछ दिनों तक चलने वाले संक्षिप्त विस्फोटों के रूप में हुईं (NASA Hubble)। यदि सारे छोड़े गए पदार्थ को एक साथ इकट्ठा कर लिया जाए, तो वह केवल लगभग 500 फुट (150 मीटर) चौड़े एक ढेले के बराबर होगा। यूरोपियन सदर्न ऑब्ज़र्वेटरी (European Southern Observatory) के ओलिवियर हैनो (Olivier Hainaut) ने बताया कि धूल के कण इतने साफ़-सुथरे ढंग से व्यवस्थित थे कि "हमें बस धाराओं की छवि देखनी पड़ी, और हम देख सकते हैं कि सारे धूल के कण आकार के अनुसार भली-भाँति क्रमबद्ध हैं।"

प्रमुख व्याख्या यांत्रिक है, बर्फीली नहीं। गॉल्ट बहुत तेज़ी से घूमता है, जिसका घूर्णन काल लगभग दो घंटे के करीब है, उस क्रांतिक गति के नज़दीक जिस पर एक ढीली-बंधी हुई "मलबे-ढेर" (rubble-pile) क्षुद्रग्रह टूटकर बिखरने लगती है (NASA Hubble)। समकक्ष-समीक्षित (peer-reviewed) प्रकाशमिति ने घूर्णन काल को लगभग 2.49 घंटे पर निर्धारित किया, जो मलबे-ढेरों के लिए करीब 2.2-घंटे की घूर्णन सीमा के नज़दीक है (arXiv preprint, light curves of Gault)। संदिग्ध इंजन है YORP प्रभाव (यार्कोव्स्की-ओ'कीफ़-रैडज़िएव्स्की-पैडैक): सूर्य का प्रकाश क्षुद्रग्रह को गर्म करता है, और इसकी सतह से निकलने वाला अवरक्त (infrared) विकिरण थोड़ी-सी संवेग (momentum) अपने साथ ले जाता है, जिससे एक छोटा-सा बल-आघूर्ण (torque) लगता है जो बहुत लंबी समयावधि में धीरे-धीरे इसकी घूर्णन गति बढ़ा सकता है। नासा के विवरण के अनुसार अनुमान है कि गॉल्ट 100 मिलियन वर्षों से भी अधिक समय से अपनी घूर्णन गति बढ़ाता रहा है। यूनिवर्सिटी ऑफ़ हवाई (University of Hawaii) के जान क्लीना (Jan Kleyna) ने इसे "दो-घंटे की सीमा पर ठीक खड़े एक तेज़ घूर्णक का सबसे बेहतरीन 'स्मोकिंग गन' (पुख्ता सबूत) उदाहरण" कहा।

यह गॉल्ट को असामान्य बनाता है, पर अद्वितीय नहीं। सक्रिय क्षुद्रग्रह — ऐसे पिंड जो क्षुद्रग्रह-जैसी कक्षाओं में हैं पर फिर भी धूमकेतु-जैसी गतिविधि दिखाते हैं — दुर्लभ हैं। लगभग 800,000 ज्ञात मुख्य-पट्टी क्षुद्रग्रहों में से, गॉल्ट जैसी घटनाएँ अनुमानतः साल में केवल एक बार ही होती हैं, और गॉल्ट को मात्र दूसरा ऐसा क्षुद्रग्रह बताया गया जिसके विघटन का YORP प्रभाव से मज़बूती से संबंध जोड़ा गया है (NASA Hubble)।

असली अनसुलझा प्रश्न

यहीं पर दर्ज विवरण एक वास्तविक पहेली में बदल जाता है। सबसे सरल कहानी — कि गॉल्ट अचानक 2018 के अंत में टूट गया — पूरी तरह टिकती नहीं। जब शोधकर्ताओं ने अभिलेखीय आकाश-सर्वेक्षण छवियों को खंगाला, तो उन्होंने पाया कि गॉल्ट 2019 से कई साल पहले से ही पदार्थ छोड़ता आ रहा था। द एस्ट्रोफ़िज़िकल जर्नल लेटर्स (The Astrophysical Journal Letters) में प्रकाशित एक समकक्ष-समीक्षित अध्ययन ने 2013 तक पीछे जाते हुए कई अलग-अलग कालखंडों में गतिविधि की सूचना दी, जिसमें 2013, 2016 और 2017 के प्रसंग शामिल थे (IOPscience, sustained activity in (6478) Gault)।

इससे केंद्रीय अनसुलझा प्रश्न उठता है: गॉल्ट धूल तभी क्यों छोड़ता है जब वह छोड़ता है? यदि YORP ने बस इस चट्टान को इसके टूटने के बिंदु से आगे तक घुमा दिया होता, तो आप या तो एक ही विनाशकारी पदार्थ-त्याग घटना की उम्मीद करते या मलबे की एक स्थिर, सतत बूँद-बूँद बहती धारा की। इसके बजाय गॉल्ट अलग-अलग विस्फोट छोड़ता प्रतीत होता है, जो शांत अंतरालों से अलग होते हैं, और — अभिलेखीय अध्ययन के अनुसार — सूर्य से क्षुद्रग्रह की दूरी और उसकी गतिविधि के बीच कोई स्पष्ट सहसंबंध नहीं है। यह आख़िरी बात महत्वपूर्ण है: दूरी पर निर्भरता का अभाव इस बात के विरुद्ध तर्क देता है कि साधारण बर्फ-उर्ध्वपातन (ice sublimation) ही इसका ट्रिगर है, क्योंकि किसी धूमकेतु की बर्फीली गतिविधि सूर्य के पास चरम पर होती है। इसलिए इन विस्फोटों का समय, और कौन-सी बात किसी विशेष महीने में एक क्रांतिक-बिंदु के निकट खड़े मलबे-ढेर को किनारे से धकेल देती है, यह वाकई अनिर्णीत बना हुआ है।

सिद्धांत और व्याख्याएँ

नीचे दी गई बातें वैज्ञानिक रूप से आधारित व्याख्याएँ हैं, पर हैं ये व्याख्याएँ ही — इस क्षेत्र में मामला पूरी तरह बंद नहीं हुआ है।

घूर्णन भूस्खलन (प्रमुख सिद्धांत)। इस दृष्टिकोण में, गॉल्ट अपनी संरचनात्मक सीमा के इतने नज़दीक घूमता है कि भूमध्य रेखा के पास की सतही सामग्री समय-समय पर अपनी पकड़ खोकर फिसल जाती है, और बिना किसी बर्फ की ज़रूरत के धूल को अंतरिक्ष में उछाल देती है। यह तेज़ घूर्णन, सूखी संरचना और विस्फोट-जैसे व्यवहार के साथ मेल खाता है। यही वह व्याख्या है जिसे नासा के विश्लेषण और घूर्णन मापों का सबसे प्रत्यक्ष समर्थन प्राप्त है (NASA Hubble; arXiv light curves)।

बाहर से एक धक्का (काल्पनिक ट्रिगर)। क्लीना ने सुझाव दिया कि सटीक समय शायद नन्हे-नन्हे बाहरी विक्षोभों से तय होता हो: "एक बहुत छोटा विक्षोभ भी, जैसे किसी कंकड़ से होने वाला छोटा-सा प्रहार, हाल के विस्फोटों को ट्रिगर कर सकता था।" इस चित्र में, YORP भरी हुई बंदूक प्रदान करता है और एक छोटा-सा प्रहार उसका घोड़ा (ट्रिगर) दबा देता है। यह संभाव्य है, पर अपने स्वभाव से ही किसी एक घटना के लिए इसकी पुष्टि करना कठिन है।

एक "सदैव सक्रिय" नया वर्ग (विवादित ढाँचा)। अभिलेखीय अध्ययन ने इससे आगे जाकर तर्क दिया कि गॉल्ट शायद वस्तुओं की एक नई श्रेणी का सदस्य हो सकता है जो मूलतः निरंतर सक्रिय रहती है क्योंकि यह स्थायी रूप से घूर्णन-विघटन सीमा के पास बैठी हुई है (IOPscience)। गॉल्ट वाकई "सदैव सक्रिय" है या केवल किसी असामान्य रूप से व्यस्त दौर में फँसा हुआ है, यह एक ऐसा मामला है जिस पर अधिक प्रेक्षण इकट्ठा होने के साथ-साथ अब भी बहस जारी है।

जिस बात पर कोई विवाद नहीं, वह है इसका बड़ा सबक। गॉल्ट ने धूमकेतुओं और क्षुद्रग्रहों के बीच की पुरानी दीवार को क्षीण करने में मदद की, और इस विचार को मज़बूती दी कि एक क्षुद्रग्रह-धूमकेतु सातत्य (continuum) मौजूद है जिसमें एक "सूखी" चट्टान धूमकेतु की पूँछ पहन सकती है। जैसा हैनो ने कहा, आधुनिक सर्वेक्षण दूरबीनों के आकाश को छानने के साथ, "गॉल्ट जैसे क्षुद्रग्रह अब पहचान से बच नहीं सकते।" गहरा रहस्य — कि एक घूमता हुआ मलबे-ढेर ठीक कब और क्यों अपना पदार्थ छोड़ देने का निर्णय करता है — अब भी पूरी तरह खुला हुआ है।

स्रोत और आगे पढ़ें

• NASA Science / Hubble: "Hubble Watches Spun-up Asteroid Coming Apart"
• EarthSky: "Hubble captures a rare active asteroid"
• The Astrophysical Journal Letters (IOPscience): "Six Years of Sustained Activity in (6478) Gault"
• IOPscience: "Episodically Active Asteroid 6478 Gault"
• arXiv (preprint): "Secular and Rotational Light Curves of 6478 Gault"
• Wikipedia (overview and discovery details): 6478 Gault

स्रोत और आगे पढ़ें

• https://science.nasa.gov/missions/hubble/hubble-watches-spun-up-asteroid-coming-apart/
• https://earthsky.org/space/active-asteroid-6478-gault-comet-like-tails/
• https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ab1aaa
• https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ab1be8
• https://arxiv.org/pdf/1906.10195
• https://en.wikipedia.org/wiki/6478_Gault