हमारे सौर मंडल के बाहर अलौकिक जीवन की खोज वर्तमान में सूर्य के समान सितारों के आसपास एक्सोप्लैनेटरी सिस्टम के 'रहने योग्य क्षेत्रों' के भीतर एक्स्ट्रासोलर ग्रहों पर केंद्रित है। अन्य सितारों के आसपास पृथ्वी जैसे ग्रहों को खोजना नासा के केपलर मिशन का प्राथमिक लक्ष्य है।
एक तारे के चारों ओर रहने योग्य क्षेत्र (HZ) को दूरियों की सीमा के रूप में परिभाषित किया जाता है, जिस पर एक स्थलीय ग्रह की सतह पर तरल पानी मौजूद हो सकता है, जो कि घने पर्याप्त वातावरण को देखते हुए है। स्थलीय ग्रहों को आमतौर पर चट्टानी और आकार और द्रव्यमान में पृथ्वी के समान परिभाषित किया जाता है। विभिन्न व्यास और चमक और तापमान के सितारों के आसपास रहने योग्य क्षेत्रों का एक दृश्य यहां दिखाया गया है। लाल क्षेत्र बहुत गर्म है, नीला क्षेत्र बहुत ठंडा है, लेकिन हरा क्षेत्र तरल पानी के लिए बिल्कुल सही है। क्योंकि इसे इस तरह से वर्णित किया जा सकता है, एचजेड को के रूप में भी जाना जाता है'गोल्डीलॉक्स ज़ोन'.
आम तौर पर, हम अन्य सितारों के आसपास के ग्रहों को हमारे सौर मंडल के समान मानते हैं, जहां ग्रहों का एक अनुचर एक ही तारे की परिक्रमा करता है। हालांकि सैद्धांतिक रूप से संभव है, वैज्ञानिकों ने बहस की कि क्या ग्रह कभी सितारों के जोड़े या कई स्टार सिस्टम के आसपास पाए जाएंगे। फिर, सितंबर, 2011 में, नासा के केपलर मिशन के शोधकर्ताओं ने केपलर -16 बी की खोज की घोषणा की, जो एक ठंडे, गैसीय, शनि के आकार का ग्रह है जो स्टार वार्स के काल्पनिक टैटूइन जैसे सितारों की एक जोड़ी की परिक्रमा करता है।
इस हफ्ते मुझे एक्सोप्लैनेट, बिली क्वार्ल्स का अध्ययन करने वाली युवा बंदूकों में से एक का साक्षात्कार करने का मौका मिला। सोमवार को, बिली और उनके सह-लेखक, प्रोफेसर ज़डज़िस्लाव मुसिलाक और एसोसिएट प्रोफेसर मैनफ्रेड कंट्ज़ ने केपलर 16 और अन्य सर्कमबाइनरी स्टार सिस्टम के रहने योग्य क्षेत्रों के अंदर पृथ्वी जैसे ग्रहों की संभावना पर अपने निष्कर्ष प्रस्तुत किए, ऑस्टिन, टेक्सास में एएएस बैठक में .
गोल्डीलॉक्स विभिन्न प्रकार के तारों के आसपास का क्षेत्र है। श्रेय: NASA/JPL-कैल्टेक
'रहने योग्य क्षेत्र को परिभाषित करने के लिए हम एक निश्चित दूरी पर किसी वस्तु पर होने वाले प्रवाह की मात्रा की गणना करते हैं,' बिली ने समझाया। 'हमने यह भी ध्यान में रखा कि अलग-अलग वायुमंडल वाले अलग-अलग ग्रह अलग-अलग गर्मी बरकरार रखेंगे। वास्तव में कमजोर ग्रीनहाउस प्रभाव वाला ग्रह सितारों के करीब हो सकता है। अधिक मजबूत ग्रीनहाउस प्रभाव वाले ग्रह के लिए, रहने योग्य क्षेत्र और बाहर होगा।'
'हमारे विशेष अध्ययन में, हमारे पास दो सितारों की परिक्रमा करने वाला एक ग्रह है। तारों में से एक दूसरे की तुलना में बहुत अधिक चमकीला है। इतना अधिक चमकीला, कि हमने छोटे फीके साथी तारे से आने वाले प्रवाह को पूरी तरह से नजरअंदाज कर दिया। इसलिए इस मामले में रहने योग्य क्षेत्र की हमारी परिभाषा एक रूढ़िवादी अनुमान है।'
क्वार्ल्स और उनके सहयोगियों ने केप्लर 16 एचजेड के भीतर ग्रहों की कक्षाओं की दीर्घकालिक स्थिरता पर व्यापक संख्यात्मक अध्ययन किया। 'ग्रहों की कक्षा की स्थिरता बाइनरी सितारों से दूरी पर निर्भर करती है,' क्वार्ल्स ने कहा। 'वे जितना अधिक स्थिर होते हैं, वे उतने ही अधिक स्थिर होते हैं, क्योंकि द्वितीयक तारे से कम परेशानी होती है।'
केपलर 16 प्रणाली के लिए, प्राथमिक तारे के चारों ओर ग्रहों की कक्षाएँ केवल 0.0675 AU (खगोलीय इकाइयों) तक ही स्थिर होती हैं। 'यह अच्छी तरह से रहने की आंतरिक सीमा के अंदर है, जहां भगोड़ा ग्रीनहाउस प्रभाव होता है,' बिली ने समझाया। यह सब लेकिन जोड़ी के प्राथमिक तारे के आसपास की कक्षा में रहने योग्य ग्रहों की संभावना को खारिज करता है। उन्होंने जो पाया वह यह था कि केप्लर 16 के कम द्रव्यमान वाले सितारों की जोड़ी के आसपास गोल्डीलॉक्स ज़ोन में कक्षाएँ, एक मिलियन वर्ष या उससे अधिक के समय के पैमाने पर स्थिर हैं, जिससे यह संभावना है कि उस HZ के भीतर किसी ग्रह पर जीवन विकसित हो सकता है।
क्वार्ल्स एट अल से केप्लर 16 की कक्षा
केपलर 16बी की मोटे तौर पर गोलाकार कक्षा, सितारों से लगभग 65 मिलियन मील की दूरी पर, इस रहने योग्य क्षेत्र के बाहरी किनारे पर है। एक गैस विशाल होने के कारण, 16b एक रहने योग्य स्थलीय ग्रह नहीं है। हालाँकि, एक पृथ्वी जैसा चंद्रमा, aगोल्डीलॉक्स मून, इस ग्रह के चारों ओर कक्षा में जीवन को बनाए रख सकता है यदि यह पृथ्वी जैसा वातावरण बनाए रखने के लिए पर्याप्त होता। 'हमने निर्धारित किया कि केप्लर -16 बी के आसपास की कक्षा में एक रहने योग्य एक्समून संभव है,' क्वार्ल्स ने कहा।
मैंने क्वार्ल्स से पूछा कि कैसे तारकीय विकास इन गोल्डीलॉक्स ज़ोन को प्रभावित करता है। उन्होंने मुझसे कहा, 'एक प्रणाली के जीवनकाल में कई बातों पर विचार करना होता है। उनमें से एक यह है कि समय के साथ तारा कैसे विकसित होता है। ज्यादातर मामलों में रहने योग्य क्षेत्र करीब से शुरू होता है और फिर धीरे-धीरे बाहर निकल जाता है।'
एक तारे के मुख्य अनुक्रम के जीवनकाल के दौरान, हाइड्रोजन के परमाणु जलने से उसके मूल में हीलियम का निर्माण होता है, जिससे दबाव और तापमान में वृद्धि होती है। यह उन तारों में अधिक तेजी से होता है जो अधिक विशाल और धात्विकता में कम होते हैं। ये परिवर्तन तारे के बाहरी क्षेत्रों को प्रभावित करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप चमक और प्रभावी तापमान में लगातार वृद्धि होती है। तारा अधिक चमकदार हो जाता है, जिससे HZ बाहर की ओर बढ़ने लगता है। इस आंदोलन के परिणामस्वरूप HZ के भीतर एक ग्रह एक तारे के मुख्य अनुक्रम जीवनकाल की शुरुआत में, बहुत गर्म हो सकता है, और अंततः, निर्जन हो सकता है। इसी तरह, मूल रूप से एचजेड के बाहर एक दुर्गम ग्रह, पिघल सकता है और जीवन को शुरू करने में सक्षम कर सकता है।
'हमारे अध्ययन के लिए, हमने तारकीय विकास भाग को नजरअंदाज कर दिया,' प्रमुख लेखक, क्वार्ल्स ने कहा। 'हमने अपने मॉडलों को एक लाख वर्षों तक चलाया, यह देखने के लिए कि तारे के जीवन चक्र के उस हिस्से के लिए रहने योग्य क्षेत्र कहाँ था।'
अपने तारे से सही दूरी पर होना किसी ग्रह के रहने योग्य होने के लिए आवश्यक आवश्यक शर्तों में से केवल एक है। किसी ग्रह पर रहने योग्य परिस्थितियों के लिए विभिन्न भूभौतिकीय और भू-रासायनिक स्थितियों की आवश्यकता होती है। कई कारक आदत को रोक सकते हैं, या बाधित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, ग्रह में पानी की कमी हो सकती है, घने वातावरण को बनाए रखने के लिए गुरुत्वाकर्षण बहुत कमजोर हो सकता है, बड़े प्रभावों की दर बहुत अधिक हो सकती है, या जीवन के लिए आवश्यक न्यूनतम सामग्री (अभी भी बहस के लिए) नहीं हो सकती है।
एक बात साफ है। जीवन के लिए सभी आवश्यकताओं के साथ भी, जैसा कि हम जानते हैं, अन्य सितारों के आसपास बहुत सारे ग्रह हैं, और बहुत संभावना है,गोल्डीलॉक्स मून्सग्रहों के चारों ओर, हमारी आकाशगंगा में सितारों के रहने योग्य क्षेत्रों के भीतर परिक्रमा करते हुए, कि किसी ग्रह या चंद्रमा के वातावरण में किसी अन्य सूर्य के चारों ओर जीवन के हस्ताक्षर का पता लगाना अब केवल समय की बात है।