वहाँ जीवन को बनाए रखने के लिए बर्फीले दुनिया पर पर्याप्त रसायन हैं?

दशकों तक, वैज्ञानिकों का मानना ​​था कि यूरोप की बर्फीली सतह के नीचे, बृहस्पति के उपग्रह, जीवन हो सकता है। इस समय के दौरान, इस तथ्य के पक्ष में कई अलग-अलग सबूत थे कि यह उपग्रह अकेला नहीं है। दरअसल, सौर मंडल में कई "महासागरीय दुनिया" हैं जो संभावित रूप से जीवन का समर्थन करने में सक्षम हैं: सेरेस , गैनीमेड , एनसेलाडस , टाइटन , डायोन , ट्राइटन , और यहां तक ​​कि, शायद, प्लूटो ।

लेकिन क्या होगा अगर इन दुनियाओं में ऐसे जीवन के लिए आवश्यक तत्वों की कमी है जैसा कि हम जानते हैं? एक नए अध्ययन में, हार्वर्ड-स्मिथसोनियन सेंटर फॉर एस्ट्रोफिजिक्स (सीएफए) के दो वैज्ञानिकों ने यह निर्धारित करने का फैसला किया कि क्या समुद्र की दुनिया में जीवन के लिए आवश्यक तत्वों की कमी हो सकती है। उनके निष्कर्ष सौर प्रणाली में और उससे परे जीवन के अस्तित्व के बारे में सिद्धांतों को गंभीरता से प्रभावित कर सकते हैं, जीवन का अध्ययन करने की हमारी क्षमता का उल्लेख नहीं करते हैं।

इंटरनेट पर हाल ही में किए गए एक अध्ययन का शीर्षक है "क्या जीवन के लिए आवश्यक तत्वों की कमी के कारण उप-महासागरों के साथ दुनिया पर अलौकिक जीवन को दबा दिया गया है?" इसका नेतृत्व हार्वर्ड यूनिवर्सिटी के इंस्टीट्यूट ऑफ थ्योरीज़ एंड कंप्यूटिंग (ITC) और CfA के एक पोस्टडॉक, मानसवी लिंगम ने किया था, जिसमें अब्राहम लुईबे, ITC के निदेशक और फ्रैंक बेयर्ड, हार्वर्ड के विज्ञान के एसोसिएट प्रोफेसर के समर्थन के साथ थे।


हमसे दूर एक लाल बौने पर स्थित एक जलीय एक्सोप्लैनेट का कलात्मक चित्रण

पिछले अध्ययनों में, चंद्रमा और अन्य ग्रहों की आदत पानी की उपस्थिति के आसपास केंद्रित थी। तो यह सौर मंडल के अंदर ग्रहों और उपग्रहों के अध्ययन के साथ था, और इसलिए यह इसके बाहर ग्रहों के अध्ययन के साथ है। नए एक्सोप्लैनेट्स को पाकर, खगोलविदों ने इस सवाल का सावधानीपूर्वक अध्ययन किया कि क्या यह ग्रह अपने तारे के रहने योग्य क्षेत्र के भीतर है।

यह इस बात का मुख्य संकेत है कि क्या ग्रह की सतह पर तरल पानी हो सकता है। इसके अलावा, खगोलविद स्टोनी एक्सोप्लेनेट्स के वातावरण पर स्पेक्ट्रोस्कोपिक डेटा प्राप्त करने की कोशिश कर रहे हैं ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि ग्रह वायुमंडल से पानी खो रहा है - आणविक हाइड्रोजन की उपस्थिति यह संकेत कर सकती है। इस बीच, अन्य अध्ययन ऊर्जा स्रोतों की उपलब्धता को निर्धारित करने की कोशिश कर रहे हैं, क्योंकि वे हमारे लिए ज्ञात जीवन रूपों के अस्तित्व के लिए भी महत्वपूर्ण हैं।

इसके विपरीत, डॉ। लिंगम और प्रोफेसर लोब ने इस मुद्दे को संबोधित किया कि समुद्र के ग्रहों पर जीवन पोषक तत्वों को सीमित करने की उपलब्धता पर कैसे निर्भर हो सकता है। कुछ समय के लिए इस बात पर गरमागरम बहस हुई है कि किस तरह के पोषक तत्व लोकोत्तर जीवन के लिए आवश्यक हैं, क्योंकि ऐसे पदार्थों की उपस्थिति जगह-जगह और समय के साथ भिन्न हो सकती है। लिंगम ने हमें ईमेल किया:

हमारे द्वारा ज्ञात प्रकार के जीवन के लिए आवश्यक तत्वों की सबसे आम सूची में हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, कार्बन, नाइट्रोजन और सल्फर शामिल हैं। इसके अलावा, कुछ धातुओं की थोड़ी मात्रा (उदाहरण के लिए, लोहा और मोलिब्डेनम) भी जीवन के लिए मूल्यवान हो सकती है, हालांकि, ऐसी धातुओं की सूची अधिक अनिश्चित और भिन्न होती है।


एनसेलडस क्रस्ट सेक्शन के इंटीरियर की एक कलात्मक छवि, जिसमें दिखाया गया है कि कैसे जलतापीय गतिविधि उपग्रह की सतह पर पानी के गीजर की उपस्थिति का कारण बन सकती है।

अनुसंधान के लिए, लिंगम और एलओबी ने स्थलीय महासागरों के आधार पर एक मॉडल बनाया, ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि ओपीवी के महासागरों में उद्भव और गायब होने की प्रक्रिया अन्य दुनिया में होने वाली समान प्रक्रियाओं के समान हो सकती है या नहीं। पृथ्वी पर, ओपीवी के स्रोत नदी, वायुमंडल और ग्लेशियर हैं, और सूर्य की रोशनी ऊर्जा प्रदान करती है।

उन्होंने माना कि सभी सूचीबद्ध पदार्थों में फास्फोरस सबसे महत्वपूर्ण होगा, और अनुमान लगाया जा सकता है कि विभिन्न प्रारंभिक स्थितियों में इसके और अन्य तत्वों में समुद्रों की दुनिया कितनी हो सकती है। जैसा कि लिंगम ने समझाया, यह मानना ​​तर्कसंगत है कि ऐसी दुनिया पर ओपीवी के प्रवाह और बहिर्वाह के बीच संतुलन की उपस्थिति से जीवन का संभावित अस्तित्व भी निर्धारित किया जाएगा।

“यदि बहिर्वाह सहायक नदियों की तुलना में बहुत अधिक मजबूत हैं, तो यह संकेत दे सकता है कि आवश्यक तत्व अपेक्षाकृत जल्दी गायब हो जाएंगे। प्रवाह और बहिर्वाह की शक्ति का आकलन करने के लिए, हमने पृथ्वी के ज्ञान का उपयोग किया, उन्हें महासागरीय दुनिया के मूल मापदंडों, जैसे कि महासागर का पीएच, दुनिया के आकार और इतने पर, सब कुछ है कि टिप्पणियों और सैद्धांतिक मॉडल से जाना जाता है के साथ संयोजन।

यद्यपि वायुमंडलीय स्रोत उप-महासागरों के लिए उपलब्ध नहीं हैं, लेकिन लिंगम और लोएब ने हाइड्रोथर्मल स्रोतों के योगदान के लिए जिम्मेदार हैं। उनके अस्तित्व के साक्ष्य पहले से ही यूरोप, एन्सेलेडस और अन्य समुद्री दुनिया के लिए प्राप्त हो चुके हैं। उन्होंने गैर-जैविक स्रोतों की भी जांच की - जैसे कि पृथ्वी पर बारिश से पत्थरों से धोए गए खनिज, या, उपग्रहों के मामले में, समुद्र के पानी से।


संभावित भूतापीय गतिविधि का कलात्मक चित्रण जो एन्सेलेडस पर समुद्र के तल पर जा सकता है

उन्होंने पाया कि सौर मंडल के महासागरीय देशों में, यह बहुत संभावना है कि वे पानी और ऊर्जा के विपरीत, ओपीवी की कमी होगी।

हमने पाया कि फॉस्फोरस का भंडार, हमारे मॉडल की मान्यताओं के अनुसार जीवन के लिए सबसे महत्वपूर्ण तत्वों में से एक है, जो समुद्र संबंधी दुनिया पर तेज़ी से (भूवैज्ञानिक मानकों द्वारा) गायब हो जाते हैं जिनमें हाइड्रोथर्मल गतिविधि के साथ तटस्थ या क्षारीय महासागर होते हैं। इसलिए, यह हमारे काम का अनुसरण करता है कि ऐसी दुनिया पर जीवन छोटी सांद्रता (या छोटे समय के अंतराल पर) में मौजूद हो सकता है, और इसलिए, इसका पता लगाना मुश्किल होगा।

इस तरह के निष्कर्ष, निश्चित रूप से, बाहरी सौर मंडल में यूरोप और अन्य उपग्रहों का अध्ययन करने के लिए डिज़ाइन किए गए मिशनों को प्रभावित करते हैं। इसमें नासा का यूरोपा क्लिपर मिशन शामिल है, जो 2022 और 2025 के बीच लॉन्च करने के लिए तैयार है। जांच को यूरोप की सतह के पास कई बार उड़ना चाहिए और उपग्रह की सतह से उठने वाले गीजर के जेट में बायोमार्कर का पता लगाने का प्रयास करना चाहिए।

इसी तरह के एक मिशन को एन्सेलेडस में भेजने का प्रस्ताव है, इसके अलावा, नासा टाइटन के वायुमंडल, सतह और मीथेन झीलों का अध्ययन करने के लिए एक ड्रैगनफ्लाई मिशन की संभावना पर विचार कर रहा है। हालांकि, अगर लिंगम और लौबे का अध्ययन सही है, तो इन मिशनों के सौर मंडल के समुद्र की दुनिया में जीवन के संकेत खोजने की संभावना कम हो जाएगी। हालाँकि, जैसा कि लिंगम ने उल्लेख किया है, वे अभी भी इस तरह के मिशन की आवश्यकता पर विश्वास करते हैं।


अंतरिक्ष यान मिशन यूरोपा क्लिपर की कलात्मक छवि।

"हालांकि हमारा मॉडल भविष्यवाणी करता है कि इन दुनिया के भविष्य के अंतरिक्ष मिशनों में अलौकिक जीवन की सफलतापूर्वक खोज करने का बहुत कम मौका है, हम मानते हैं कि उन्हें वैसे भी बाहर किया जाना चाहिए," उन्होंने कहा। "वे हमारे मॉडल की प्रमुख भविष्यवाणियों को सत्यापित करने और पुष्टि करने या उनका खंडन करने और समुद्र की दुनिया और उनकी जैव रासायनिक चक्रों की हमारी समझ में सुधार करने के लिए अधिक डेटा एकत्र करने का एक उत्कृष्ट अवसर प्रदान करेंगे।"

इसके अलावा, जैसा कि Loub ने लिखा है, यह अध्ययन हमें ज्ञात जीनस के जीवन पर केंद्रित है। अगर इन दुनिया के मिशनों में अलौकिक जीवन के स्रोत मिल सकते हैं, तो इसका मतलब यह होगा कि जीवन हमारे लिए अपरिचित स्थितियों और तत्वों के आधार पर प्रकट हो सकता है। इस संबंध में, यूरोप और अन्य समुद्री दुनिया का अध्ययन न केवल वांछनीय है, बल्कि आवश्यक भी है।

"हमारे काम से पता चलता है कि जीवन के प्रकार का एक महत्वपूर्ण घटक जिसे हम फास्फोरस के रूप में जानते हैं, तेजी से उपसतह महासागरों में समाप्त हो गया है," उन्होंने कहा। "इसके परिणामस्वरूप, महासागरों में जीवन, जो यूरोप या एन्सेलेडस की सतह बर्फ के नीचे मौजूद माना जाता है, आसान नहीं होगा।" यदि भविष्य के मिशन फॉस्फोरस के निम्न स्तर की पुष्टि करते हैं, लेकिन इन महासागरों में जीवन पाते हैं, तो हम स्थलीय के अलावा जीवन के लिए एक नए रासायनिक मार्ग के बारे में जानेंगे। "

नतीजतन, ब्रह्मांड में जीवन की तलाश में वैज्ञानिकों को कम से कम प्रतिरोध के दृष्टिकोण का उपयोग करना पड़ता है। जब तक हम पृथ्वी के बाहर जीवन की खोज नहीं करेंगे, तब तक हमारी सभी उचित धारणाएं ऐसे जीवन पर आधारित होंगी जो हमारे ग्रह पर मौजूद हैं। मैं यहाँ से बाहर निकलने और यूनिवर्स का पता लगाने के लिए एक बेहतर बहाने की कल्पना भी नहीं कर सकता!