खडकाळ राहण्यायोग्य-क्षेत्रातील बाह्यग्रहावर वातावरण आढळले

राहण्यायोग्य जगांच्या विज्ञानासाठी संभाव्य टप्पा

सौरमालेबाहेर जीवनासाठी अनुकूल जगांच्या शोधात एक वळणबिंदू ठरू शकणाऱ्या पुराव्यांची माहिती खगोलशास्त्रज्ञांनी दिली आहे: आपल्या ताऱ्याच्या राहण्यायोग्य क्षेत्रात फिरणाऱ्या खडकाळ ग्रह LHS 1140 b भोवती वातावरण असल्याचे संकेत. पुढील निरीक्षणांनी याची पुष्टी केली आणि ते अधिक दृढ केले, तर दिलेल्या तापमान मर्यादेत, जिथे सिद्धांततः द्रव पाणी असू शकते, अशा खडकाळ ग्रहाभोवती वातावरण ओळखण्याची ही पहिलीच वेळ ठरेल.

ही शोधमोहीम महत्त्वाची आहे, कारण केवळ स्थानामुळे एखादे जग राहण्यायोग्य ठरत नाही. हजारो बाह्यग्रह आतापर्यंत सापडले आहेत, आणि वाढत्या संख्येने ग्रह आपल्या ताऱ्यांपासून अशा अंतरावर फिरत आहेत जिथे पृष्ठभागाचे तापमान पाणी द्रवरूपात ठेवण्यास अनुमती देऊ शकते. पण “राहण्यायोग्य क्षेत्र” हा केवळ एक प्रारंभ आहे. ग्रहाने तापमान नियंत्रित करू शकणारे, रासायनिक चक्रांना चालना देणारे, आणि अवकाशातील कठोर परिस्थितींपासून पृष्ठभागाचे संरक्षण करणारे वातावरणही टिकवून ठेवावे लागते.

मूळ अहवालानुसार, LHS 1140 b पृथ्वीपासून सुमारे 48 प्रकाशवर्षे दूर आहे आणि एका लहान लाल बटू ताऱ्याभोवती फिरतो. आशादायक कक्षेत असलेले संभाव्य खडकाळ जग म्हणून याकडे बराच काळ लक्ष दिले गेले आहे. आतापर्यंत जे अनुपस्थित होते, ते म्हणजे ग्रह अजूनही वायू धरून ठेवतो आहे, फक्त निर्वात, हवेशिवाय पृष्ठभाग नाही, याचा प्रत्यक्ष पुरावा.

वातावरण चित्र कसे बदलते

वातावरण हे राहण्यायोग्यतेचा पुरावा नाही, आणि नक्कीच जीवनाचा तर नाहीच. पण त्याशिवाय स्थिर पृष्ठपर्यावरणासाठी आवश्यक असलेल्या सर्वात महत्त्वाच्या घटकांपैकी अनेक कमी शक्य वाटतात. हवा उष्णता अडवू आणि पुन्हा वाटू शकते, हवामान घडवू शकते, रसायनांचे वहन करू शकते, आणि विकिरण तसेच कणांच्या माऱ्याविरुद्ध एक कवच देऊ शकते. प्रत्यक्षात, वातावरण हा त्या मूलभूत पायाभूत रचनेचा भाग आहे, जी एखाद्या जगाला वैज्ञानिकदृष्ट्या रोचक, संभाव्यतः जीवनधारक वातावरण बनवते.

म्हणूनच LHS 1140 b उठून दिसतो. मूळ मजकुरानुसार, हा निष्कर्ष Science मध्ये प्रकाशित झाला आणि हार्वर्ड विद्यापीठातील Collin Cherubim यांच्या नेतृत्वाखाली आला. केवळ एक आशादायक लक्ष्य स्कॅन करून संकेताची आशा करण्याऐवजी, पथकाने आधी एक मॉडेल तयार केले, ज्यात ग्रहाच्या वरच्या वातावरणात हेलियम समृद्ध असून ते हळूहळू अवकाशात निघून जात आहे, असे भाकीत केले होते. नवीन निरीक्षणाचे महत्त्व असे की संशोधकांना नंतर त्या भाकिताशी सुसंगत संकेत सापडला.

नोंदवलेली खूण म्हणजे ग्रहातून बाहेर पडणारे हेलियम, जे भूवैज्ञानिक काळमानावर हे वातावरण टिकून राहिले असल्याचे सूचित करते. अहवालानुसार, हे वातावरण तीन अब्ज वर्षांहून अधिक काळ टिकले असावे, अशी पथकाची धारणा आहे, ज्यामुळे लहान तारांच्या भोवती ग्रहांच्या उत्क्रांतीचा अभ्यास करण्यासाठी हे जग दीर्घकालीन प्रयोगशाळा म्हणून अधिक आकर्षक ठरते.

शोध कसा लावला गेला

बाह्यग्रहांच्या वातावरणावर काम करणे कठीण असते, कारण ग्रह त्यांच्या यजमान तारांच्या तुलनेत लहान आणि मंद असतात. संशोधक अनेकदा ट्रान्झिट निरीक्षणांवर अवलंबून राहतात, ज्यात ग्रह ताऱ्यासमोरून जाताना आसपासच्या वायूंमधून फिल्टर होणाऱ्या ताऱ्याच्या प्रकाशातील सूक्ष्म बदल शोधले जातात. या प्रकरणात, पथकाने चिलीतील Magellan Telescope वरील WINERED spectrograph वापरला.

अहवालात विलक्षण अनुकूल निरीक्षण रात्रीचे वर्णन आहे: त्या धावण्यात LHS 1140 b आणि शेजारचा एक ग्रह दोघेही आपल्या ताऱ्यासमोरून गेले. त्यामुळे उपयुक्त तुलना मिळाली. एका ग्रहावर वातावरणाचा कोणताही पुरावा आढळला नाही, तर LHS 1140 b ने हेलियम संकेत दाखवला. हा फरक, आढळलेले वैशिष्ट्य ग्रहाचेच आहे, ताऱ्याचे किंवा उपकरणाचे नाही, हा दावा मजबूत करण्यात मदत करतो.

हेलियम म्हणजे ऑक्सिजनसमृद्ध, पृथ्वीसारखे वातावरण नाही. तरीही, तो एक महत्त्वाचा संकेत आहे. निघून जाणारे हेलियम आवरण सूचित करू शकते की एखाद्या ग्रहाने दीर्घकाळ वायू टिकवून ठेवला आहे, आणि दूरवरून वातावरणीय रचना तपासण्याचा मार्गही देते. लाल बटू तारांच्या सभोवतालच्या जगांसाठी हा प्रश्न विशेष महत्त्वाचा आहे, कारण असे तारे सक्रिय असू शकतात आणि ग्रहांची वातावरणे हळूहळू झिजवू शकतात.

लाल बटू ग्रह इतके महत्त्वाचे का

लाल बटू तारे सूर्यापेक्षा लहान आणि मंद असतात, ज्यामुळे ट्रान्झिट करणाऱ्या ग्रहांचा अभ्यास सोपा होतो. त्यांची राहण्यायोग्य क्षेत्रेही जवळ असतात, त्यामुळे ग्रह अधिक वारंवार फिरतात आणि अधिक निरीक्षण संधी मिळतात. म्हणूनच सर्वाधिक चर्चेत असलेल्या संभाव्य राहण्यायोग्य बाह्यग्रहांपैकी अनेक या प्रकारच्या ताऱ्याभोवती फिरतात.

पण यामध्ये एक तडजोड आहे. लाल बटू तारे फ्लेअर्स आणि उच्च-ऊर्जेचे विकिरण उत्सर्जित करू शकतात, जे काळानुसार जवळच्या ग्रहांचे वातावरण काढून टाकू शकते. म्हणूनच लाल बटू राहण्यायोग्यता संशोधनात वातावरण टिकून राहणे हा मध्यवर्ती प्रश्नांपैकी एक ठरला आहे. ग्रह नाममात्र राहण्यायोग्य क्षेत्रात असला तरी, त्याचे वातावरण फार पूर्वीच उडून गेले असेल तर तो जीवनासाठी कमी योग्य ठरू शकतो.

म्हणूनच LHS 1140 b बद्दलचा हा अहवाल केवळ एका जगापुरता मर्यादित नाही. तो सूचित करतो की अशा वातावरणातील काही खडकाळ ग्रह अब्जावधी वर्षे वातावरण टिकवू शकतात. याने व्यापक वाद संपत नाही, पण अधिक शक्तिशाली साधने आणि अतिरिक्त निरीक्षणांसह तपासण्यासाठी खगोलशास्त्रज्ञांना एक ठोस उदाहरण मिळते.

पुढे काय

तत्काळ पुढचा टप्पा म्हणजे पुष्टी आणि वैशिष्ट्यीकरण. शास्त्रज्ञांना संकेताची पडताळणी करायची असेल, ग्रहाच्या वातावरणीय रचनेचे अंदाज अधिक अचूक करायचे असतील, आणि वायू कसा पसरलेला आहे व किती वेगाने निसटतो आहे हे ठरवायचे असेल. वरचा हेलियम थर हा खालील अधिक गुंतागुंतीच्या वातावरणाचा फक्त शोधण्याजोगा निदर्शक आहे का, हेही त्यांना समजून घ्यायचे असेल.

भविष्यातील काम काही प्रश्नांवर केंद्रित होऊ शकते:

• एकूण वातावरण किती दाट आहे.
• वरच्या हेलियम थराखाली जड रेणू आहेत का.
• यजमान ताऱ्याची क्रियाशीलता वातावरणाच्या नुकसानीवर कसा परिणाम करते.
• त्याच ताऱ्याभोवतीच्या शेजारच्या, वातावरणरहित ग्रहाशी तुलना केल्यास ग्रहांच्या टिकावाबद्दल काय उलगडते.

या पुढील अभ्यासांमुळे LHS 1140 b हा राहण्यायोग्य-जग खगोलशास्त्राच्या पुढील टप्प्यात मानक लक्ष्य ठरेल की नाही, किंवा केवळ आकर्षक पण मर्यादित उदाहरण राहील, हे ठरेल. कोणत्याही स्थितीत, हा अहवाल अर्थपूर्ण प्रगती दाखवतो: संशोधक आशादायक खडकाळ ग्रह ओळखण्यापासून पुढे जाऊन, त्या ग्रहांमध्ये राहण्यायोग्यतेसाठी आवश्यक असलेल्या मूलभूत अटींपैकी एक आहे का, याचा थेट शोध घेत आहेत.

एक पाऊल, उत्तर नाही

बाह्यग्रहांच्या मथळ्यांमध्ये अनेकदा “राहण्यायोग्य क्षेत्र” पासून “पृथ्वीसारखा” असा निष्कर्ष घाईघाईने काढला जातो, पण इथे अधिक काळजीपूर्वक अर्थ लावणे अधिक बळकट आहे. LHS 1140 b वर महासागर, जैविक जीवन, किंवा पृथ्वीप्रमाणे पृष्ठपर्यावरण आहे, असे सिद्ध झालेले नाही. खगोलशास्त्रज्ञांना जे सापडले असावे, ते अधिक मर्यादित पण अधिक मूलभूत आहे: योग्य कक्षीय प्रदेशात असलेला एक खडकाळ ग्रह ज्याने वातावरण टिकवून ठेवले असावे.

हे तरीही मोठे पाऊल आहे. इतरत्र जीवनाचा शोध म्हणजे प्रचंड संख्येतील जगांना कमी करून सखोल तपासणीयोग्य छोट्या समूहात आणणे. संशोधकांनी प्रत्येक वेळी एखादी सैद्धांतिक शक्यता मोजता येण्याजोग्या ग्रहवैशिष्ट्यात रूपांतरित केली की हे क्षेत्र अधिक अनुभवाधिष्ठित आणि अधिक अचूक होते. जर LHS 1140 b कडे खरोखरच वातावरण असेल, तर त्या प्रक्रियेतील सर्वात महत्त्वाचा गाळणी यंत्रणा आता थोडी अधिक व्यवस्थापनीय झाली आहे.

सध्या तरी, हा निष्कर्ष सुरुवातीचा पण उल्लेखनीय मैलाचा दगड म्हणून पाहिला पाहिजे. यावरून पृथ्वीबाहेर जीवन आहे, असे शास्त्रज्ञांना सांगता येत नाही. पण तो असे सांगतो की किमान एका खडकाळ राहण्यायोग्य-क्षेत्र उमेदवाराने एक महत्त्वाची मर्यादा पार केली असावी, जी अनेक जग कधीच पार करत नाहीत: हवा धरून ठेवणे.

हा लेख Universe Today च्या वृत्तांकनावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.