JWST ने दिखाया है कि यह एक्सोप्लैनेट पर जीवन के उंगलियों के निशान का पता लगा सकता है

जीवन के घटक पूरे ब्रह्मांड में फैल गया. जबकि पृथ्वी ब्रह्मांड में एकमात्र ज्ञात स्थान है जहाँ जीवन मौजूद है, अलौकिक जीवन की खोज है मुख्य उद्देश्य से आधुनिक खगोल विज्ञान और यह ग्रह विज्ञान.

हम दो विद्वान हैं जो पढ़ते हैं बाहरी ग्रह और यह खगोल. जेम्स वेब जैसी अगली पीढ़ी के दूरबीनों के बड़े हिस्से में धन्यवाद, हम जैसे शोधकर्ता जल्द ही अन्य सितारों के आसपास ग्रहों के वायुमंडल की रासायनिक संरचना को मापने में सक्षम होंगे। उम्मीद है कि इनमें से एक या अधिक ग्रहों पर जीवन के लिए रासायनिक फिंगरप्रिंट होंगे।

रहने योग्य क्षेत्रों में कई ज्ञात एक्सोप्लैनेट हैं – कक्षाएँ एक उबलते पानी के तारे के बहुत करीब नहीं हैं, लेकिन एक जमे हुए ग्रह से बहुत दूर नहीं हैं – सौर मंडल और केपलर -186 स्टार सिस्टम दोनों के लिए हरे रंग में दिखाया गया है, जिसके ग्रहों को बी, सी, डी लेबल किया गया है। , ई, और. छवि क्रेडिट: नासा एम्स/सेटी संस्थान/जेपीएल-कैल्टेक/विकिमीडिया कॉमन्स

रहने योग्य बाहरी ग्रह

जिंदगी यह सौर मंडल में मौजूद हो सकता है जहां तरल जल हो – जैसे मंगल ग्रह पर जलभृत या बृहस्पति के चंद्रमा यूरोपा के महासागरों में। हालांकि, इन जगहों पर जीवन की तलाश बहुत मुश्किल है, क्योंकि जीवन तक पहुंचना और पता लगाना मुश्किल है, भौतिक नमूने वापस करने के लिए एक जांच भेजने की आवश्यकता है।

कई खगोलविदों का मानना ​​है कि एक फाइल है अन्य सितारों की परिक्रमा करने वाले ग्रहों पर जीवन की अच्छी संभावनाऔर यह जगह हो सकती है जीवन सबसे पहले मिलेगा.

सैद्धांतिक गणना से संकेत मिलता है कि कुछ करीब है 300 मिलियन संभावित रहने योग्य ग्रह अकेले आकाशगंगा में और पृथ्वी के आकार के कई रहने योग्य ग्रह पृथ्वी से केवल 30 प्रकाश-वर्ष के भीतर – आकाशगंगा में अनिवार्य रूप से मानवता के पड़ोसी। अब तक, खगोलविद 5,000 से अधिक एक्सोप्लैनेट खोजेंसैकड़ों संभावित रूप से रहने योग्य लोगों सहित, का उपयोग कर अप्रत्यक्ष तरीके जो मापता है कि कोई ग्रह अपने नजदीकी तारे को कैसे प्रभावित करता है। ये माप खगोलविदों को एक एक्सोप्लैनेट के द्रव्यमान और आकार के बारे में जानकारी प्रदान कर सकते हैं, लेकिन इससे अधिक नहीं।

प्रत्येक सामग्री प्रकाश की कुछ तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करती है, जैसा कि इस चित्र में दिखाया गया है कि विभिन्न प्रकार के क्लोरोफिल द्वारा आसानी से अवशोषित प्रकाश की तरंग दैर्ध्य को दर्शाया गया है। छवि क्रेडिट: डेनियल पुग्लिसी / विकिमीडिया कॉमन्स, सीसी बाय-एसए

बायो सिग्नेचर की तलाश में

दूर के ग्रह पर जीवन की खोज के लिए, एस्ट्रोबायोलॉजिस्ट मौजूदा स्टारलाइट का अध्ययन करेंगे ग्रह की सतह या वायुमंडल के साथ बातचीत. यदि वातावरण या सतह जीवन द्वारा परिवर्तित हो जाती है, तो प्रकाश में एक सुराग हो सकता है जिसे ‘बायोसिग्नेचर’ कहा जाता है।

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अपने अस्तित्व के पहले भाग के दौरान, पृथ्वी में ऑक्सीजन रहित वातावरण था, हालांकि इसने सरल, एकल-कोशिका वाले जीवन की मेजबानी की। इस प्रारंभिक युग के दौरान पृथ्वी के महत्वपूर्ण पदचिह्न काफी फीके थे। वो अचानक बदल गया 2.4 अरब साल पहले जब शैवाल का एक नया परिवार विकसित हुआ। शैवाल ने प्रकाश संश्लेषण का उपयोग किया जो मुक्त ऑक्सीजन पैदा करता है – ऑक्सीजन जो रासायनिक रूप से किसी अन्य तत्व से बंधी नहीं है। उस समय से, पृथ्वी के ऑक्सीजन से भरे वातावरण ने इसके माध्यम से गुजरने वाले प्रकाश पर एक मजबूत और आसानी से पता लगाने योग्य महत्वपूर्ण छाप छोड़ी।

जब प्रकाश किसी सामग्री की सतह से उछलता है या गैस से होकर गुजरता है, तो कुछ तरंग दैर्ध्य दूसरों की तुलना में गैस या सामग्री की सतह में फंसने की अधिक संभावना रखते हैं। प्रकाश की तरंग दैर्ध्य का यह चयनात्मक फिट वस्तुओं के विभिन्न रंगों का कारण है। पत्तियाँ हरी होती हैं क्योंकि क्लोरोफिल लाल और नीले रंग की तरंग दैर्ध्य में प्रकाश को अवशोषित करने में विशेष रूप से अच्छा होता है। जब प्रकाश कागज से टकराता है, तो लाल और नीले रंग की तरंग दैर्ध्य अवशोषित हो जाती है, जिससे ज्यादातर हरी रोशनी वापस आपकी आंखों में चली जाती है।

खोई हुई रोशनी का पैटर्न उस सामग्री की विशिष्ट संरचना से निर्धारित होता है जिसके साथ प्रकाश इंटरैक्ट करता है। इस कारण से, खगोलविद किसी ग्रह से आने वाले प्रकाश के विशिष्ट रंग को मापकर किसी एक्सोप्लैनेट के वायुमंडल या सतह की संरचना के बारे में कुछ सीख सकते हैं।

इस पद्धति का उपयोग जीवन से जुड़ी कुछ वायुमंडलीय गैसों की उपस्थिति की पहचान करने के लिए किया जा सकता है – जैसे ऑक्सीजन या मीथेन – क्योंकि ये गैसें प्रकाश में बहुत विशिष्ट संकेत छोड़ती हैं। इसका उपयोग किसी ग्रह की सतह पर अजीब रंगों का पता लगाने के लिए भी किया जा सकता है। पृथ्वी पर, उदाहरण के लिए, प्रकाश संश्लेषण में पौधे क्लोरोफिल और अन्य वर्णक और शैवाल प्रकाश की विशिष्ट तरंग दैर्ध्य का उपयोग करते हैं। ये रंग विशिष्ट रंग उत्पादन एक संवेदनशील इन्फ्रारेड कैमरे का उपयोग करके इसका पता लगाया जा सकता है। यदि आप इस रंग को किसी दूर के ग्रह की सतह से परावर्तित करते हुए देखते हैं, तो यह संभवतः क्लोरोफिल की उपस्थिति का संकेत देता है।

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अंतरिक्ष में और पृथ्वी पर टेलीस्कोप

जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप पहला टेलीस्कोप है जो एक्सोप्लैनेट से रासायनिक संकेतों का पता लगाने में सक्षम है, लेकिन यह अपनी क्षमताओं में सीमित है। छवि क्रेडिट: नासा/विकिमीडिया कॉमन्स

संभावित रूप से रहने योग्य एक्सोप्लैनेट से प्रकाश में इन सूक्ष्म परिवर्तनों का पता लगाने के लिए यह एक अविश्वसनीय रूप से शक्तिशाली दूरबीन लेता है। वर्तमान में, इस तरह की उपलब्धि के लिए सक्षम एकमात्र दूरबीन नई दूरबीन है जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप. ज्यों का त्यों वैज्ञानिक संचालन शुरू हुआ जुलाई 2022 में, जेम्स वेब ने एक प्यारा सा वाचन किया गैस विशाल एक्सोप्लैनेट WASP-96b. स्पेक्ट्रम ने पानी और बादलों की उपस्थिति को दिखाया, लेकिन WASP-96b जैसे बड़े, गर्म ग्रह के जीवन की मेजबानी करने की संभावना नहीं है।

हालांकि, इन शुरुआती आंकड़ों से पता चलता है कि जेम्स वेब एक्सोप्लैनेट से प्रकाश में बेहोश रासायनिक संकेतों का पता लगाने में सक्षम है। आने वाले महीनों में, वेब अपने आईने की ओर मोड़ने के लिए तैयार थी ट्रैपिस्ट-1ईएक संभावित रहने योग्य पृथ्वी के आकार का ग्रह जो पृथ्वी से केवल 39 प्रकाश वर्ष दूर है।

वेब अपने मेजबान सितारों के सामने से गुजरते हुए ग्रहों का अध्ययन और कब्जा करके बायोमेट्रिक्स की तलाश कर सकता है ग्रह के वायुमंडल से बहने वाली तारों की रोशनी. लेकिन वेब को जीवन की खोज के लिए नहीं बनाया गया था, इसलिए दूरबीन केवल कुछ निकटतम संभावित रहने योग्य दुनिया की जांच करने में सक्षम है। यह इसमें किए गए परिवर्तनों का भी पता लगा सकता है वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन और जल वाष्प का स्तर. जबकि इन गैसों के कुछ संयोजन यह जीवन का सुझाव दे सकता हैवेब अनबाउंड ऑक्सीजन की उपस्थिति का पता लगाने में असमर्थ है, जो जीवन का सबसे मजबूत संकेत है।

भविष्य के अंतरिक्ष दूरबीनों के लिए अग्रणी अवधारणाओं, और इससे भी अधिक शक्तिशाली, में ग्रह से परावर्तित तारों का पता लगाने के लिए पृथ्वी के मेजबान तारे के उज्ज्वल प्रकाश को अवरुद्ध करने की योजना शामिल है। यह विचार दूर से किसी चीज़ को बेहतर ढंग से देखने के लिए सूर्य के प्रकाश को अवरुद्ध करने के लिए अपने हाथ का उपयोग करने के समान है। भविष्य के अंतरिक्ष दूरबीन ऐसा करने के लिए छोटे इनडोर मास्क या बड़े, पैराशूट जैसे बाहरी अंतरिक्ष यान का उपयोग कर सकते हैं। एक बार जब तारे का प्रकाश अवरुद्ध हो जाता है, तो ग्रह से उछलने वाले प्रकाश का अध्ययन करना बहुत आसान हो जाता है।

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वर्तमान में निर्माणाधीन तीन बड़े भू-आधारित टेलीस्कोप भी हैं जो बायोमेट्रिक फिंगरप्रिंट की खोज करने में सक्षम होंगे: विशालकाय मैगलन टेलीस्कोपथी तीस मीटर दूरबीन और यह यूरोपीय बहुत बड़ी दूरबीन. प्रत्येक पृथ्वी पर दूरबीनों की तुलना में बहुत अधिक शक्तिशाली है, और यद्यपि पृथ्वी के वायुमंडल द्वारा विकृत तारों की रोशनी से बाधित है, ये दूरबीन ऑक्सीजन की तलाश में निकटतम दुनिया के वायुमंडल का पता लगाने में सक्षम हो सकते हैं।

गायों सहित पशु, कई भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं की तरह मीथेन का उत्पादन करते हैं। छवि क्रेडिट: जर्नेज फुरमैन / विकिमीडिया कॉमन्स, सीसी बाय

क्या यह जीव विज्ञान या भूविज्ञान है?

यहां तक ​​​​कि आने वाले दशकों में सबसे शक्तिशाली दूरबीनों का उपयोग करते हुए, ज्योतिषविज्ञानी केवल जीवन द्वारा पूरी तरह से परिवर्तित दुनिया द्वारा निर्मित शक्तिशाली बायोसिग्नेचर का पता लगाने में सक्षम होंगे।

दुर्भाग्य से, स्थलीय जीवन द्वारा छोड़ी गई अधिकांश गैसों का उत्पादन गैर-जैविक प्रक्रियाओं के माध्यम से भी किया जा सकता है – गाय और ज्वालामुखी मीथेन छोड़ते हैं। प्रकाश संश्लेषण ऑक्सीजन का उत्पादन करता है, लेकिन सूर्य का प्रकाश भी ऐसा तब करता है जब यह पानी के अणुओं को ऑक्सीजन और हाइड्रोजन में विभाजित करता है। वहां खगोलविदों के लिए कुछ झूठी सकारात्मकता को खोजने का एक अच्छा मौका दूर के जीवन की तलाश में। झूठी सकारात्मकता को दूर करने में मदद करने के लिए, खगोलविदों को एक दिलचस्प ग्रह को समझने के लिए पर्याप्त रूप से समझने की आवश्यकता होगी कि क्या यह है। भूवैज्ञानिक या वायुमंडलीय प्रक्रियाएं बायोसिग्नेचर की नकल कर सकती हैं.

अगली पीढ़ी के एक्सोप्लैनेट अध्ययन में के स्तर को पार करने की क्षमता है असामान्य साक्ष्य जीवन के अस्तित्व को साबित करने की जरूरत है। जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कॉप से ​​डेटा की पहली रिलीज हमें जल्द ही आने वाली रोमांचक प्रगति की भावना देती है।बातचीत

क्रिस एम्बिआखगोल विज्ञान के प्रतिष्ठित विश्वविद्यालय के प्रोफेसर, एरिज़ोना विश्वविद्यालय और यह डेनियल अबेखगोल विज्ञान और ग्रह विज्ञान के प्रोफेसर, एरिज़ोना विश्वविद्यालय

यह लेख से पुनर्प्रकाशित किया गया है बातचीत क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत। को पढ़िए मूल लेख.

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