अंतरिक्ष में, कम स्थिर अणु बाज़ी मार लेता है

अंतरिक्ष में पाए गए कई अणु केवल चार तत्वों से बने हैं: हाइड्रोजन, कार्बन, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन — कार्बनिक और जीवन-पूर्व (prebiotic) रसायन के आधारभूत घटक। सही ढंग से व्यवस्थित होने पर, ये पेप्टाइड बंध (peptide bond), –C(=O)–N(–H)–, बना सकते हैं, जो अमीनो अम्लों को जोड़कर प्रोटीन बनाता है। लेखक आइसोसायनेट समूह (isocyanate group), –N=C=O, को इसकी अनिवार्य उप-संरचना मानते हैं: वही N–C–O शृंखला। तारों के बीच पहचाने गए 350 से अधिक अणुओं में से, केवल पाँच में यह समूह था, जिनमें आइसोसायनिक अम्ल (isocyanic acid), HNCO, भी शामिल है।

प्रोटॉन जोड़ने के दो तरीक़े

आइसोसायनिक अम्ल दो जगहों पर एक अतिरिक्त प्रोटॉन ग्रहण कर सकता है। नाइट्रोजन पर, यह H₂NCO⁺ बन जाता है, जो सबसे स्थिर व्यवस्था है और अंतरिक्ष में पहले ही खोजी जा चुकी है। ऑक्सीजन पर, यह HNCOH⁺ बन जाता है, एक समावयवी (isomer) — वही परमाणु, अलग व्यवस्था — जो ऊर्जा में 18 किलोकैलोरी प्रति मोल ऊपर है — लगभग 9,000 केल्विन की गैस जितनी ऊर्जा, जो बादल के लगभग 100 केल्विन से बहुत आगे है।

सिद्धांत और प्रयोगशाला ने संकेत दिया था कि दूसरा रूप दुर्लभ नहीं होना चाहिए। आयन H₃⁺ और HNCO के बीच की अभिक्रिया की हालिया गणनाओं ने, जिसे इन आयनों के बनने के मुख्य तरीक़ों में से एक माना जाता है, पाया कि यह लगभग 80% बार HNCOH⁺ बनाती है। एक प्रयोगशाला प्रयोग में, HNCOH⁺ की मात्रा H₂NCO⁺ से दोगुनी थी। और एक बार बन जाने पर, HNCOH⁺ मुश्किल से ही अपने स्थिर जुड़वाँ में बदल सकता है: रास्ते में एक ऊँचा ऊर्जा-अवरोध खड़ा है। फिर भी किसी ने इसे अंतरिक्ष में कभी नहीं देखा था।

टक्करों से हिलता एक बादल

स्पेन के Centro de Astrobiología की मार्ता रेय-मोंतेहो (Marta Rey-Montejo) और स्पेन, जर्मनी, जापान, संयुक्त राज्य अमेरिका और चिली में उनके सहयोगियों ने G+0.693-0.027 की ओर देखा, जो आकाशगंगा के केंद्र के पास स्थित एक आणविक बादल है। बड़े पैमाने की आघात-तरंगें, संभवतः बादलों के बीच टक्कर से उपजी, धूलकणों के बर्फ़ीले आवरणों और कोरों से पदार्थ उखाड़कर उसे गैस में छोड़ देती हैं। इससे यह बादल नए अणुओं की खोज के लिए सबसे उर्वर स्थानों में से एक बन जाता है।

उन्होंने तीन रेडियो दूरबीनों — Yebes 40-मीटर, IRAM 30-मीटर और APEX डिशों — द्वारा इस बादल के एक अति-गहन सर्वेक्षण का उपयोग किया, जो 31 और 275 GHz के बीच लगभग 150 GHz आवृत्तियों को समेटता है।

सात रेखाएँ, एक अणु

अंतरिक्ष में घूमता कोई अणु सटीक रेडियो आवृत्तियों की एक सीढ़ी पर उत्सर्जन करता है, जिनमें से हर एक एक पतली चोटी के रूप में दिखती है — एक स्पेक्ट्रमी रेखा। HNCOH⁺ के केवल दो सबसे निचले डंडे प्रयोगशाला में मापे गए थे, इसलिए टीम ने बाक़ी का बहिर्वेशन (extrapolation) किया। आठ डंडे सर्वेक्षण के दायरे में आए; सात का विश्लेषण किया जा सका, आठवाँ पृथ्वी के वायुमंडल की एक रेखा के नीचे दबा था।

सब ठीक-ठीक मेल खा गए। फ़िट से दृष्टि-रेखा के अनुदिश 9.9 × 10¹² अणु प्रति वर्ग सेंटीमीटर का स्तंभ घनत्व (column density), आणविक हाइड्रोजन के सापेक्ष लगभग 7.3 × 10⁻¹¹ की प्रचुरता, और अणु के घूर्णन के लिए लगभग 24 केल्विन का तापमान मिलता है। इनमें से ज़्यादातर रेखाएँ किसी भी प्रयोगशाला में कभी नहीं मापी गई थीं; उनसे, टीम ने यह पहला मान निकाला कि घूमता हुआ अणु कितना खिंचता है, जो क्वांटम-रासायनिक गणनाओं से क़रीबी मेल खाता है।

G+0.693 की ओर HNCOH⁺ की सात घूर्णी रेखाएँ: प्रेक्षित स्पेक्ट्रम (धूसर), HNCOH⁺ के लिए फ़िट (लाल), सभी ज्ञात अणु (नीला)। अणु की संरचना नीचे दाईं ओर दिखाई गई है। — चित्र 1, Rey-Montejo et al. (2026), arXiv:2610.39654.

कम स्थिर जुड़वाँ जीतता है

नए आँकड़ों के साथ, टीम ने स्थिर जुड़वाँ, H₂NCO⁺, को भी फिर से मापा: 2.6 × 10¹² प्रति वर्ग सेंटीमीटर। इससे HNCOH⁺ 3.8 गुना अधिक प्रचुर ठहरता है।

यदि दोनों रूप बस अपनी ऊर्जाओं के अनुसार संतुलन में आ जाते, तो बादल के लगभग 70 से 140 केल्विन तापमान पर, HNCOH⁺, H₂NCO⁺ से 20 परिमाण-कोटियों (orders of magnitude) से भी अधिक दुर्लभ होता। इसके बजाय, उसकी प्रचुरता इस बात को दर्शाती है कि वह कैसे बनता है: इन आयनों को बनाने वाली अभिक्रिया कम स्थिर रूप का पक्ष लेती है। लेखक ध्यान दिलाते हैं कि अंतरिक्ष में समावयवियों के अन्य परिवार भी यही पैटर्न दिखाते हैं, जहाँ उच्च-ऊर्जा रूप अपने स्थिर समकक्षों जितने ही आम हैं। दोनों आयन इसमें भी अलग हैं कि वे कितनी तेज़ी से घूमते हैं: HNCOH⁺, H₂NCO⁺ से अधिक गर्म दिखता है (लगभग 24 बनाम 9 केल्विन, जबकि गैस स्वयं लगभग 70 से 140 केल्विन पर है)। लेखकों के अनुसार, एक संभावित कारण यह है: HNCOH⁺ कम ध्रुवीय है, इसलिए वह अपनी घूर्णन ऊर्जा रेडियो तरंगों के रूप में कम आसानी से छोड़ता है, और गैस से होने वाली टक्करें उसे तेज़ी से घुमाती रहती हैं।

छह अणु, और गिनती जारी

HNCOH⁺ अंतरिक्ष में पाया गया छठा अणु है जिसमें आइसोसायनेट समूह है। लेखक इसके पूरे घूर्णी स्पेक्ट्रम का मानचित्र बनाने के लिए एक समर्पित प्रयोगशाला अध्ययन की माँग करते हैं। उनका व्यापक सबक़ इस बारे में है कि तारों के बीच रसायन कैसे काम करता है: वहाँ, परमाणुओं की सबसे स्थिर व्यवस्था ज़रूरी नहीं कि सबसे आम हो — मायने रखता है वह रास्ता जिससे कोई अणु जन्म लेता है।