जबकि जुड़वां सितारों की परिक्रमा करने वाले ग्रह विज्ञान कथाओं का एक प्रमुख हिस्सा हैं, दूसरा यह है कि मनुष्य लाल विशालकाय सितारों की परिक्रमा करने वाले ग्रहों पर रहते हैं। की कहानी के बहुमतबंदरों की दुनियाBetelgeuse के चारों ओर एक ग्रह पर होता है। इसहाक असिमोव में आर्कटुरस के आसपास के ग्रहनींवश्रृंखला उनके सीरियस सेक्टर की राजधानी बनाती है। सुपरमैन के गृह ग्रह को एक काल्पनिक लाल विशालकाय राव की परिक्रमा करने के लिए कहा गया था। इन ग्रहों पर दौड़ को अक्सर पुराने और बुद्धिमान के रूप में चित्रित किया जाता है क्योंकि उनके सितारे वृद्ध हो चुके हैं, और उनके जीवन के अंत के करीब हैं। लेकिन क्या वास्तव में ऐसे ग्रहों का होना संभव है?
सितारे हमेशा के लिए नहीं रहते। हमारे अपने सूर्य की समाप्ति तिथि लगभग 5 अरब वर्षों में होती है। उस समय सूर्य के क्रोड में हाइड्रोजन ईंधन की मात्रा समाप्त हो चुकी होगी। वर्तमान में, उस हाइड्रोजन का हीलियम में संलयन एक दबाव को जन्म दे रहा है जो गुरुत्वाकर्षण के कारण तारे को अपने आप में गिरने से रोकता है। लेकिन, जब यह खत्म हो जाएगा, तो वह समर्थन तंत्र खत्म हो जाएगा और सूर्य सिकुड़ने लगेगा। यह सिकुड़न तारे को फिर से गर्म करने का कारण बनता है, तापमान को तब तक बढ़ाता है जब तक कि अब समाप्त हो चुके कोर के चारों ओर हाइड्रोजन का एक खोल कोर का काम करने के लिए पर्याप्त गर्म नहीं हो जाता है और हाइड्रोजन को हीलियम में फ्यूज करना शुरू कर देता है। यह नया ऊर्जा स्रोत तारे की बाहरी परतों को पीछे की ओर धकेलता है जिससे यह अपने पिछले आकार से हजारों गुना बढ़ जाता है। इस बीच, संलयन के इस रूप को प्रज्वलित करने के लिए गर्म तापमान का मतलब होगा कि तारा कुल मिलाकर 1,000 से 10,000 गुना अधिक प्रकाश देगा, लेकिन चूंकि यह ऊर्जा इतने बड़े सतह क्षेत्र में फैली हुई है, इसलिए तारा लाल दिखाई देगा, इसलिए नाम।
तो यह एक लाल दानव है: एक मरता हुआ तारा जो सूज गया है और बहुत चमकीला है।
अब समीकरण के दूसरे आधे भाग पर एक नज़र डालते हैं, अर्थात्, किसी ग्रह की रहने की क्षमता क्या निर्धारित करती है? चूंकि इन विज्ञान-कथा कहानियों में अनिवार्य रूप से मनुष्य सतह पर घूमते हैं, इसलिए कुछ सख्त मानदंड हैं जिनका पालन करना होगा।
सबसे पहले, तापमान गर्म और ठंडा नहीं होना चाहिए। दूसरे शब्दों में, ग्रह को रहने योग्य क्षेत्र में होना चाहिए जिसे 'गोल्डीलॉक्स ज़ोन' के रूप में भी जाना जाता है। यह आम तौर पर आकाशीय अचल संपत्ति का एक बहुत अच्छा आकार है। हमारे अपने सौर मंडल में, यह मोटे तौर पर शुक्र की कक्षा से लेकर मंगल की कक्षा तक फैला हुआ है। लेकिन जो चीज मंगल और शुक्र को दुर्गम बनाती है और पृथ्वी अपेक्षाकृत आरामदायक है, वह है हमारा वातावरण। मंगल के विपरीत, यह इतना मोटा है कि हम सूर्य से प्राप्त होने वाली अधिकांश गर्मी को बनाए रख सकते हैं, लेकिन शुक्र की तरह बहुत अधिक नहीं।
यह आरेख सौर मंडल (ऊपरी पंक्ति) और ग्लिसे 581 प्रणाली (निचली पंक्ति) में ग्रहों की दूरी को उनके संबंधित सितारों (बाएं) से दिखाता है। रहने योग्य क्षेत्र को नीले क्षेत्र के रूप में दर्शाया गया है, यह दर्शाता है कि ग्लिसे 581 डी अपने कम द्रव्यमान वाले लाल तारे के आसपास रहने योग्य क्षेत्र के अंदर स्थित है। फ्रेंक सेल्सिस, यूनिवर्सिटी के एक आरेख के आधार पर। बोर्डो के। क्रेडिट: ईएसओ
वातावरण अन्य तरीकों से भी महत्वपूर्ण है। जाहिर है यह वही है जो निडर खोजकर्ता सांस लेने वाले हैं। यदि बहुत अधिक CO . है2, यह न केवल बहुत अधिक गर्मी को फँसाएगा, बल्कि साँस लेना भी मुश्किल कर देगा। इसके अलावा, सीओ2सूर्य से यूवी प्रकाश को अवरुद्ध नहीं करता है और कैंसर की दर बढ़ जाएगी। इसलिए हमें ऑक्सीजन युक्त वातावरण की आवश्यकता है, लेकिन बहुत अधिक ऑक्सीजन युक्त नहीं या ग्रह को गर्म रखने के लिए पर्याप्त ग्रीनहाउस गैसें नहीं होंगी।
यहाँ समस्या यह है कि बिना किसी सहायता के ऑक्सीजन युक्त वातावरण मौजूद नहीं है। ऑक्सीजन वास्तव में बहुत प्रतिक्रियाशील है। यह बंधन बनाना पसंद करता है, जिससे यह वातावरण में मुक्त होने के लिए अनुपलब्ध हो जाता है जैसा हम चाहते हैं। यह H . जैसी चीजें बनाता है2किस बारे में2, ऑक्साइड, आदि… यही कारण है कि मंगल और शुक्र के वायुमंडल में वस्तुतः कोई मुक्त ऑक्सीजन नहीं है। वे जो कुछ भी नहीं करते हैं वह यूवी प्रकाश से वायुमंडल पर प्रहार करता है और बंधुआ रूपों को अलग करने का कारण बनता है, अस्थायी रूप से ऑक्सीजन को मुक्त करता है।
पृथ्वी के पास केवल उतनी ही मुक्त ऑक्सीजन है जितनी प्रकाश संश्लेषण के कारण उसके पास है। यह हमें एक और मानदंड देता है जिसकी हमें आदत का निर्धारण करने की आवश्यकता होगी: प्रकाश संश्लेषण उत्पन्न करने की क्षमता।
तो चलिए यह सब एक साथ रखना शुरू करते हैं।
सबसे पहले, तारे के विकास के रूप में यह मुख्य अनुक्रम को छोड़ देता है, सूजन हो जाती है क्योंकि यह एक लाल विशालकाय बन जाता है और उज्जवल और गर्म होने का मतलब होगा कि 'गोल्डीलॉक्स ज़ोन' बाहर की ओर व्यापक होगा। ग्रह जो पहले पृथ्वी की तरह रहने योग्य थे, वे भून जाएंगे यदि वे सूर्य के बढ़ने पर पूरी तरह से निगले नहीं जाते हैं। इसके बजाय, रहने योग्य क्षेत्र और बाहर होगा, जहां बृहस्पति अभी है।
हालांकि, भले ही कोई ग्रह इस नए रहने योग्य क्षेत्र में था, इसका मतलब यह नहीं है कि यह इस शर्त के तहत रहने योग्य है कि इसमें ऑक्सीजन युक्त वातावरण भी है। उसके लिए, हमें प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से वातावरण को ऑक्सीजन की कमी वाले वातावरण से ऑक्सीजन युक्त वातावरण में बदलने की आवश्यकता है।
तो सवाल यह है कि यह कितनी जल्दी हो सकता है? बहुत धीमा और रहने योग्य क्षेत्र पहले से ही बह गया हो सकता है या तारे के खोल में हाइड्रोजन समाप्त हो गया हो सकता है और केवल कोर में हीलियम संलयन को प्रज्वलित करने के लिए फिर से अनुबंध करना शुरू कर दिया है, एक बार फिर ग्रह को ठंडा कर रहा है।
हमारे पास अब तक का एकमात्र उदाहरण हमारे अपने ग्रह पर है। जीवन के पहले तीन अरब वर्षों के लिए, प्रकाश संश्लेषक जीवों के उत्पन्न होने तक और इसे आज के स्तर के स्तर तक परिवर्तित करने तक बहुत कम मुक्त ऑक्सीजन थी। हालाँकि, इस प्रक्रिया में कई सौ मिलियन वर्ष लगे। हालांकि यह संभवतः ग्रह पर आनुवंशिक रूप से इंजीनियर बैक्टीरिया के साथ परिमाण के क्रम से दसियों लाख वर्षों तक बढ़ाया जा सकता है, फिर भी हमें यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि समय-सीमा काम करेगी।
यह पता चला है कि सितारों के विभिन्न द्रव्यमानों के लिए समय-सीमा अलग-अलग होगी। अधिक विशाल तारे अपने ईंधन से तेजी से जलते हैं और इस प्रकार छोटे होंगे। सूर्य जैसे सितारों के लिए, लाल विशालकाय चरण लगभग 1.5 बिलियन वर्षों तक चल सकता है, इसलिए ऑक्सीजन युक्त वातावरण विकसित करने के लिए ~ 100x अधिक समय आवश्यक है। सूर्य से दोगुने बड़े तारे के लिए, वह समय-सीमा केवल 40 मिलियन वर्ष तक गिरती है, जो हमें चाहिए की निचली सीमा के करीब पहुंचती है। अधिक विशाल सितारे और भी तेज़ी से विकसित होंगे। तो इसके लिए प्रशंसनीय होने के लिए, हमें कम द्रव्यमान वाले सितारों की आवश्यकता होगी जो धीमी गति से विकसित हों। यहां एक ऊपरी ऊपरी सीमा दो सौर द्रव्यमान सितारा होगी।
हालांकि, एक और प्रभाव है जिसके बारे में हमें चिंता करने की आवश्यकता है: क्या हमारे पास पर्याप्त CO . हो सकती है?2प्रकाश संश्लेषण के लिए भी वातावरण में? जबकि लगभग ऑक्सीजन के रूप में प्रतिक्रियाशील नहीं है, कार्बन डाइऑक्साइड भी वातावरण से हटाए जाने के अधीन है। यह CO . जैसे सिलिकेट अपक्षय जैसे प्रभावों के कारण होता है2+ CaSiO3-> CaCO3+ सिओ2. जबकि ये प्रभाव धीमे होते हैं, वे भूगर्भीय समय-सीमा के साथ बनते हैं। इसका मतलब है कि हमारे पास पुराने ग्रह नहीं हो सकते क्योंकि उनके पास अपने सभी मुफ्त CO . होते2सतह में बंद कर दिया। इस संतुलन का पता लगाया गया था 2009 में प्रकाशित एक पेपर और निर्धारित किया कि, एक पृथ्वी द्रव्यमान ग्रह के लिए, मुक्त CO2माता-पिता के तारे के लाल विशालकाय चरण तक पहुँचने से बहुत पहले ही समाप्त हो जाएगा!
इसलिए हमें कम द्रव्यमान वाले सितारों की आवश्यकता है जो धीरे-धीरे विकसित हों ताकि सही वातावरण विकसित करने के लिए पर्याप्त समय हो, लेकिन अगर वे धीरे-धीरे विकसित होते हैं, तो पर्याप्त सीओ नहीं है2वैसे भी माहौल पाने के लिए छोड़ दिया! हम एक वास्तविक कैच 22 के साथ फंस गए हैं। इसे फिर से संभव बनाने का एकमात्र तरीका पर्याप्त मात्रा में नए सीओ को पेश करने का तरीका खोजना है।2वातावरण में जैसे ही रहने योग्य क्षेत्र व्यापक होने लगता है।
सौभाग्य से, CO . के कुछ बहुत बड़े भंडार हैं2बस उड़ रहा है! धूमकेतु ज्यादातर जमे हुए कार्बन मोनोऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड से बने होते हैं। उनमें से कुछ को एक ग्रह में दुर्घटनाग्रस्त करने से पर्याप्त CO . का परिचय होगा2संभावित रूप से प्रकाश संश्लेषण शुरू करने के लिए (एक बार धूल जमने के बाद)। ऐसा करें कि कुछ लाख साल पहले ग्रह रहने योग्य क्षेत्र में प्रवेश करेगा, दस मिलियन वर्ष प्रतीक्षा करें, और फिर ग्रह संभावित रूप से अतिरिक्त अरब वर्षों तक रहने योग्य हो सकता है।
अंततः यह परिदृश्य प्रशंसनीय होगा, लेकिन वास्तव में एक अच्छा व्यक्तिगत निवेश नहीं होगा क्योंकि आप लाभ प्राप्त करने में सक्षम होने से बहुत पहले मर चुके होंगे। अंतरिक्ष में रहने वाली प्रजातियों के अस्तित्व के लिए एक दीर्घकालिक रणनीति शायद, लेकिन कॉलोनियों और चौकियों को गिराने के लिए एक त्वरित समाधान नहीं है।