अलौकिक जीवन की खोज के लिए ग्रहों के प्रबुद्ध वातावरण का उपयोग करना

ग्रह के वातावरण को रोशन करने वाला तारा

इस तथ्य के बावजूद कि खगोलविदों ने हाल ही में हजारों एक्सोप्लैनेट की खोज की है, इस तरह के ग्रह की आदत को निर्धारित करना एक जटिल कार्य है। चूंकि हम इन ग्रहों का सीधे अध्ययन नहीं कर सकते हैं, वैज्ञानिकों को अप्रत्यक्ष संकेतों की तलाश करनी होगी। उन्हें बायोमार्कर के रूप में जाना जाता है, और रासायनिक बाय-उत्पादों की उपस्थिति में शामिल होते हैं जिन्हें हम कार्बनिक जीवन के साथ जोड़ते हैं, ग्रह के वातावरण में दिखाई देते हैं।

एक नए अध्ययन में, वैज्ञानिकों की नासा टीम सौर मंडल के बाहर जीवन के संभावित संकेतों को खोजने के लिए एक नई विधि प्रदान करती है। वे युवा बौने सितारों पर होने वाले लगातार तारकीय तूफानों का लाभ उठाने का सुझाव देते हैं। ये तूफान अंतरिक्ष में तारकीय सामग्री और विकिरण के विशाल बादलों को फेंकते हैं, एक्सोप्लैनेट के वायुमंडल के साथ बातचीत करते हैं और बायोमार्कर जारी करते हैं जिसे हम पता लगा सकते हैं।

हाल ही में जर्नल नेचर साइंटिफिक रिपोर्ट्स में, एक अध्ययन में सामने आया, " एक्सोप्लेनेट एटमॉस्फियरेज इन एग क्लास जी और के स्टार्स में लाइफ-सिग्नलिंग लाइट्स ।" इसका नेतृत्व नासा के गोडार्ड स्पेस फ़्लाइट सेंटर के हेलियोफ़िज़िक्स साइंस डिवीज़न (HSD ) के एक प्रमुख खगोल वैज्ञानिक व्लादिमीर अरापिटिशियन ने किया था। उनकी टीम में नासा के लैंगली रिसर्च सेंटर, साइंस सिस्टम्स एंड एप्लिकेशंस इन्क्लूडेड (SSAI ) और अमेरिकन यूनिवर्सिटी के सदस्य शामिल थे।


जीवन के संकेत रोशनी शोधकर्ताओं को संभावित रूप से बसे हुए दुनिया की पहचान करने में मदद कर सकते हैं

आमतौर पर, शोधकर्ता एक्सोप्लैनेट्स के वातावरण में ऑक्सीजन और मीथेन की उपस्थिति के संकेतों की तलाश करते हैं, क्योंकि वे कार्बनिक प्रक्रियाओं के प्रसिद्ध-उत्पाद हैं। समय के साथ, ये गैसें जमा हो जाती हैं और ऐसी सांद्रता तक पहुँच जाती हैं जिससे स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा इसका पता लगाया जा सकता है। हालांकि, यह दृष्टिकोण समय लेने वाला है और खगोलविदों को काम के कई दिनों की आवश्यकता होती है जब वे दूर के ग्रह से स्पेक्ट्रम को देखने की कोशिश करते हैं।

हेरापिटियन और सहकर्मियों का तर्क है कि संभावित रूप से बसे हुए दुनिया पर, कोई अधिक अशिष्ट संकेतों की तलाश कर सकता है। ऐसी खोज मौजूदा प्रौद्योगिकियों और संसाधनों पर आधारित होगी, और इसमें बहुत कम समय लगेगा। Arapetyan ने एक प्रेस विज्ञप्ति में बताया कि निम्नलिखित:

हम जीवन के अस्तित्व के लिए आवश्यक मूलभूत स्थितियों द्वारा गठित अणुओं की तलाश कर रहे हैं - विशेष रूप से, आणविक नाइट्रोजन, जो हमारे वायुमंडल का 78% हिस्सा बनाती है। ये बुनियादी जैविक रूप से अनुकूल अणु हैं जो शक्तिशाली अवरक्त तरंगों का उत्सर्जन करने में सक्षम हैं, जिससे उनका पता लगाने की हमारी संभावना बढ़ जाती है।

उदाहरण के रूप में पृथ्वी का उपयोग करते हुए, हेपरिपटन और उनकी टीम ने एक्सोप्लैनेट वायुमंडल में जल वाष्प, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन जैसे उत्पादों के संकेतों की खोज के लिए एक नई विधि विकसित की। लेकिन सबसे कठिन हिस्सा सक्रिय बौने सितारों पर होने वाली चरम अंतरिक्ष मौसम की घटनाओं का लाभ उठाना है। ये घटनाएं विकिरण की चमक के लिए ग्रहों के वायुमंडल को उजागर करती हैं और उन रासायनिक प्रतिक्रियाओं का कारण बनती हैं जिन्हें खगोलविद देख सकते हैं।


दूर के एक्सोप्लेनेट पर ठंडे लाल तारे के कलाकार का विचार

हमारे सूर्य जैसे सितारों के लिए, एक पीले रंग का जी-क्लास बौना, ऐसे मौसम की घटनाएं अक्सर उनकी युवावस्था में होती हैं। लेकिन अन्य पीले और नारंगी तारे अरबों वर्षों तक सक्रिय रहते हैं, और उन पर उच्च-ऊर्जा चार्ज कणों के तूफान आते हैं। और ब्रह्मांड में सबसे आम तारे वर्ग एम लाल बौने, अपने सभी लंबे जीवन में सक्रिय रहते हैं, समय-समय पर अपने ग्रहों को मिनी-फ्लैश के साथ बमबारी करते हैं।

एक्सोप्लैनेट्स तक पहुंचते हुए, फ्लेयर वायुमंडल के साथ प्रतिक्रिया करते हैं और नाइट्रोजन एन ₂ और ऑक्सीजन ओ _{2 के} परमाणुओं में अपघटन और हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में जल वाष्प का नेतृत्व करते हैं। क्षययुक्त नाइट्रोजन और ऑक्सीजन हाइड्रॉक्सिल ओएच, अधिक आणविक ऑक्सीजन ओ ₂ और नाइट्रिक ऑक्साइड नो की उपस्थिति के साथ रासायनिक प्रतिक्रियाओं का एक झरना का कारण बनते हैं - ये उनके वैज्ञानिक हैं जो वायुमंडलीय संकेतों को कहते हैं।

ये अणु वायुमंडल में पहुंचने वाले एक तारे से प्रकाश की ऊर्जा को अवशोषित करते हैं और अवरक्त विकिरण का उत्सर्जन करते हैं। इस विकिरण के कुछ तरंगदैर्ध्य का अध्ययन करके, वैज्ञानिक विशिष्ट रसायनों की उपस्थिति का निर्धारण कर सकते हैं। इन तत्वों की संकेत शक्ति वायुमंडलीय दबाव को भी इंगित करती है। साथ में, प्राप्त आंकड़े वैज्ञानिकों को वातावरण के घनत्व और संरचना को निर्धारित करने की अनुमति देते हैं।

दशकों से, खगोलविदों ने सौर विकिरण के संपर्क में आने वाले ऑक्सीजन से पृथ्वी के वातावरण में ओ ₃ ओजोन के गठन की गणना करने के लिए एक मॉडल का उपयोग किया है। ठंड सक्रिय सितारों से अपेक्षित मौसम की घटनाओं को ध्यान में रखते हुए एक ही मॉडल, ने हेरापिटान और सहयोगियों को यह गणना करने की अनुमति दी कि पृथ्वी की तरह वायुमंडल में कितना नाइट्रिक ऑक्साइड और हाइड्रॉक्सिल बनना चाहिए और कितना ओजोन नष्ट होना चाहिए।


15 वर्षों के लिए पृथ्वी के वायुमंडल का अवलोकन करते हुए नासा ने अंतरिक्षयान (चित्र) बनाया

ऐसा करने के लिए, उन्होंने मिशन थर्मोस्फीयर आयनोस्फियर मेसोस्फीयर एनर्जेटिक्स डायनेमिक्स ( TIMED ) से डेटा लिया, जिससे पृथ्वी के वातावरण में ऐसे वायुमंडलीय संकेतों के गठन का अध्ययन किया गया। विशेष रूप से, उन्होंने SABER उपकरण के डेटा का उपयोग किया, जिसने उन्हें यह अनुकरण करने की अनुमति दी कि एक्सोप्लैनेट वायुमंडल में सिग्नल रसायनों के अवरक्त विकिरण को क्या प्राप्त किया जा सकता है।

जैसा कि लैंगले रिसर्च सेंटर के अनुसंधान पर्यवेक्षक, मार्टिन मिलिंजक और सह-लेखक ने उल्लेख किया है:

पृथ्वी के वायुमंडल से आने वाले अवरक्त विकिरण के बारे में हम जो जानते हैं, उसे देखते हुए, हमने एक्सोप्लैनेट्स का अध्ययन करने का फैसला किया और देखा कि हम उनके बारे में क्या संकेत दे सकते हैं। अगर हमें पृथ्वी से लगभग समान अनुपात में आने वाले एक्सोप्लैनेट से संकेत मिलते हैं, तो हम कह सकते हैं कि यह ग्रह जीवन का समर्थन करने के लिए एक अच्छा उम्मीदवार है।

उन्होंने पाया कि मजबूत तारकीय तूफानों की आवृत्ति सीधे वायुमंडल में सिग्नल पदार्थों से आने वाले थर्मल सिग्नल की ताकत से संबंधित है। जितने अधिक तूफान होते हैं, उतने ही अधिक सिग्नल अणु बनते हैं, जिसके परिणामस्वरूप उनके सिग्नल केवल दो घंटों के अवलोकन में अंतरिक्ष दूरबीनों का उपयोग करके पृथ्वी से दिखाई देने के लिए पर्याप्त मजबूत होते हैं।


इसके चंद्रमा से एक्सोप्लैनेट का दृश्य (कलाकार के विचार में)

उन्होंने यह भी पाया कि यह विधि हमें एक्सोप्लेनेट्स को बाहर निकालने की अनुमति देती है जिसमें पृथ्वी जैसा चुंबकीय क्षेत्र नहीं होता है जो सूर्य के आवेशित कणों के साथ स्वाभाविक रूप से संपर्क करता है। इस तरह के एक क्षेत्र की उपस्थिति यह सुनिश्चित करती है कि वातावरण ग्रह से दूर नहीं उड़ता है, और इसलिए यह आदत के लिए आवश्यक है। जैसा कि हयप्रियन ने समझाया :

ग्रह को एक चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता होती है जो वातावरण को स्टार तूफान और विकिरण से बचाता है। यदि तारकीय हवाएं इतनी मजबूत नहीं होती हैं कि एक्सोप्लेनेट के चुंबकीय क्षेत्र को उसकी सतह पर दबाएं, तो चुंबकीय क्षेत्र वायुमंडल के नुकसान को रोकता है, इसमें अधिक कण रहते हैं, जो एक मजबूत अवरक्त संकेत देता है।

यह मॉडल कई कारणों से महत्वपूर्ण है। यह दर्शाता है कि अंतरिक्ष के मौसम के साथ पृथ्वी के वायुमंडल और इसके अंतःक्रियाओं के विस्तृत अध्ययनों का उपयोग एक्सोप्लैनेट्स के अध्ययन के लिए कैसे किया जाता है। यह कुछ वर्गों के सितारों के लिए उपलब्ध एक्सोप्लैनेट के जीवन के लिए उपयुक्तता के नए अध्ययन की अनुमति भी दे सकता है - पीले और नारंगी दोनों में, और ठंडे लाल बौनों में।

ब्रह्मांड में लाल बौने सबसे आम तारे हैं। सर्पिल आकाशगंगाओं में, उनका क्रम 70% और अण्डाकार आकाशगंगाओं में - 90% है। इसके अलावा, हालिया खोजों के आधार पर, खगोलविदों ने इस संभावना की सराहना की कि चट्टानी ग्रहों से लाल बौना सिस्टम दिखाई देगा। शोध टीम यह भी बताती है कि अगली पीढ़ी के अंतरिक्ष उपकरण, जैसे कि जेम्स वेब टेलिस्कोप , इस मॉडल का उपयोग करके बसे हुए ग्रहों को खोजने की संभावना को बढ़ाएंगे।


एक कलाकार के रूप में, वह एक ग्रह की परिक्रमा करता है जो एक स्टार अल्फा सेंटॉरी बी के आसपास की कक्षा में है - पृथ्वी के सबसे करीब ट्रिपल स्टार सिस्टम का एक सदस्य।

विलियम डेंची के रूप में, गोडार्ड सेंटर के एक खगोल भौतिकीविद् और अध्ययन के सह-लेखक ने कहा:

एक्सोप्लेनेट्स पर जीवन की संभावना के बारे में नए विचार अंतःविषय अनुसंधान पर अत्यधिक निर्भर हैं, जो गोडार्ड सेंटर के चार डिवीजनों से प्राप्त डेटा, मॉडल और प्रौद्योगिकियों का उपयोग करता है: हेलियोफिजिक्स, एस्ट्रोफिजिक्स, ग्रह और पृथ्वी विज्ञान। यह मिश्रण एक्सोप्लेनेट का अध्ययन करने के लिए अद्वितीय और आशाजनक तरीके उत्पन्न करता है।

इससे पहले कि हम प्रत्यक्ष रूप से एक्सोप्लैनेट का अध्ययन कर सकें, किसी भी विकास जो बायोमार्कर को अधिक दृश्यमान बनाते हैं और पता लगाने में आसान होते हैं, अत्यंत महत्वपूर्ण रहते हैं। आने वाले वर्षों में, प्रोजेक्ट ब्लू और ब्रेकथ्रू स्टारशॉट प्रोजेक्ट अल्फा सेंटौरी प्रणाली के पहले प्रत्यक्ष अनुसंधान का संचालन करने की उम्मीद करते हैं। लेकिन अब के लिए, बेहतर मॉडल जो हमें अनगिनत सितारों से संभावित रूप से बसे हुए एक्सोप्लैनेट की तलाश में मदद करते हैं, अनमोल हैं!

इतना ही नहीं वे ऐसे ग्रहों की घटना की आवृत्ति के बारे में हमारे ज्ञान में सुधार करते हैं, वे हमें पृथ्वी 2.0 के एक या अधिक ग्रहों को खोजने में भी मदद कर सकते हैं!