पृथ्वीवासी भाग्यशाली हैं। हमारे ग्रह के पास एक मजबूत चुंबकीय ढाल है। मैग्नेटोस्फीयर के बिना, सूर्य के विकिरण ने पृथ्वी पर जीवन को समाप्त होने से पहले ही समाप्त कर दिया होगा। और हमारा सूर्य तारकीय शब्दों में बल्कि वश में है।
अधिक सक्रिय सितारों की परिक्रमा करने वाले एक्सोप्लैनेट के लिए यह कैसा है?
बहुत से लोग शायद ही कभी पृथ्वी के सुरक्षात्मक मैग्नेटोस्फीयर के बारे में सोचते हैं। हो सकता है कि वे भाग्यशाली हों कि वे औरोरा की एक झलक पा सकें और ध्यान दें कि वे कितने सुंदर हैं। लेकिन ऑरोरल आई कैंडी बस यही है: आई कैंडी। मैग्नेटोस्फीयर का असली उपहार स्वयं जीवन हो सकता है।
28 जून 2014 को अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन से देखा गया ऑरोरा बोरेलिस, अंतरिक्ष यात्री रीड वाइसमैन द्वारा लिया गया। क्रेडिट: रीड वाइसमैन/नासा।
तारकीय शब्दावली में हमारा सूर्य है a जी प्रकार मुख्य अनुक्रम तारा। जी-प्रकार के तारे अपेक्षाकृत शांत और स्थिर होते हैं, हालांकि निश्चित रूप से वे अपने अधिक सक्रिय चचेरे भाइयों की तरह उतार-चढ़ाव और भड़कते हैं, एम-प्रकार सितारे। लेकिन चाहे कोई तारा एम-टाइप हो या जी-टाइप, जगमगाती गतिविधि एक एक्सोप्लैनेट और उसके जीवन के विकास की संभावनाओं के लिए एक गंभीर खतरा हो सकती है।
एक एम-टाइप स्टार को लाल बौना भी कहा जाता है, और वे हमारे सूर्य की तुलना में बहुत अधिक चमक सकते हैं। एक नए अध्ययन से पता चलता है कि जी-टाइप या एम-टाइप किसी भी तारे से विकिरण और चमक, एक्सोप्लैनेट की रहने की क्षमता पर एक गंभीर बाधा है।
'यह ऐसे ग्रहों पर जीवन को स्थलीय मानकों द्वारा बार-बार विलुप्त होने के स्तर के विकिरण विस्फोटों के प्रति संवेदनशील बना देगा, जिसमें केवल अत्यधिक रेडियो-प्रतिरोधी चरमपंथी जीवित रहेंगे।'
Dmitri Atri, Author, NYU, Abu Dhabi
पेपर का शीर्षक है ' स्टेलर प्रोटॉन घटना-प्रेरित सतह विकिरण खुराक स्थलीय एक्सोप्लैनेट की आदत पर एक बाधा के रूप में ।' यह रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसाइटी के मासिक नोटिस: लेटर्स में प्रकाशित हुआ है। एकमात्र लेखक संयुक्त अरब अमीरात के अबू धाबी में न्यूयॉर्क विश्वविद्यालय के दिमित्री अत्री हैं।
अब तक हमने जिन 4,000 एक्सोप्लैनेटों की खोज की है, उनमें से केवल एक छोटा सा हिस्सा ही उनके सितारों के रहने योग्य क्षेत्रों में है। इसका मतलब है कि ग्रह की सतह पर तरल पानी के मौजूद होने के लिए तापमान सही सीमा में है, ग्रह के वायुमंडलीय दबाव के बारे में एक उचित धारणा को देखते हुए। उनमें से एक अच्छा हिस्सा - लगभग 17 - अपने सितारों के रूढ़िवादी रहने योग्य क्षेत्र में हैं। अन्य 30 या तो आशावादी रहने योग्य क्षेत्र कहलाते हैं, रूढ़िवादी क्षेत्र की तुलना में व्यापक क्षेत्र।
केप्लर डेटा के आधार पर, इस प्रकार हो सकता है 40 अरब से अधिक पृथ्वी के आकार के ग्रह लाल बौनों और सूर्य जैसे सितारों के रहने योग्य क्षेत्रों में परिक्रमा करते हैं।
विभिन्न प्रकार के तारों के आसपास रहने योग्य क्षेत्र का कलाकार का चित्रण। क्रेडिट: नासा
लेकिन एक मजबूत मैग्नेटोस्फीयर के बिना उन्हें अपने सितारों से बचाने के लिए, उनमें से कितने को वास्तव में रहने योग्य क्षेत्र में माना जा सकता है?
एक प्रेस विज्ञप्ति में, अत्री ने कहा, 'जैसा कि हम सौर मंडल और उससे आगे के ग्रहों का पता लगाना जारी रखते हैं, यह पता लगाना कि क्या इन ग्रहों में जीवन का समर्थन करने की क्षमता है, अत्यधिक महत्व रखता है। इस क्षेत्र में और अधिक प्रगति से अत्यधिक सौर घटनाओं, विकिरण खुराक और ग्रहों के रहने की क्षमता के बीच संबंधों की हमारी समझ में सुधार होगा।'
अत्री का पेपर उन सभी विकिरणों को देखता है जो तारे अपने ग्रहों पर निर्देशित करते हैं। स्टेलर फ्लेयर्स, कोरोनल मास इजेक्शन (सीएमई), और स्टेलर प्रोटॉन इवेंट्स (एसपीई), एक्स-रे, ईयूवी (एक्सयूवी), और स्टेलर एनर्जेटिक पार्टिकल्स (एसईपी) से युक्त गैर-थर्मल विकिरण वाले ग्रहों पर अचानक बमबारी कर सकते हैं। ये सभी ग्रह के वायुमंडल को नष्ट कर सकते हैं, प्रकाश-रासायनिक परिवर्तन आरंभ कर सकते हैं और किसी ग्रह को विकिरण से स्नान करा सकते हैं।
यह एक लाल बौने तारे की एक कलाकार की अवधारणा है जो एक शक्तिशाली विस्फोट से गुजर रहा है, जिसे तारकीय चमक कहा जाता है। अग्रभूमि में एक काल्पनिक ग्रह है। श्रेय: NASA/ESA/G. बेकन (STScI)
एक ग्रह की चुंबकीय ढाल इसे इन लपटों से बचा सकती है, और वातावरण भी एक सुरक्षात्मक भूमिका निभा सकता है। अत्री के अध्ययन में, उन्होंने 70 प्रमुख भड़क उत्सर्जक घटनाओं (1956 और 2012 के बीच देखे गए) से कण स्पेक्ट्रा को देखा। उन्होंने फ्लेयर्स के स्पेक्ट्रम और उनकी ताकत दोनों को मापा, और इसकी तुलना चुंबकीय ढाल और वातावरण की सुरक्षात्मक प्रकृति से की।
हम इस बारे में बहुत कुछ जानते हैं कि सौर हवा और फ्लेयर्स पृथ्वी के मैग्नेटोस्फीयर के साथ कैसे संपर्क करते हैं। इसने अत्री को यह अनुमान लगाने की अनुमति दी कि एक्सोप्लैनेट फ्लेयर्स पर कैसे प्रतिक्रिया करता है। अत्री ने प्रत्यक्ष प्रभाव पर ध्यान केंद्रित किया कि फ्लेयर्स से विकिरण का जीवन पर प्रभाव पड़ता है, न कि वायुमंडल के अलग होने जैसे अप्रत्यक्ष प्रभावों पर।
जब कोई तारा चमकता है, तो वह ग्रह को विकिरण से भर देता है। अत्री के अध्ययन के अनुसार, ग्रह पर विकिरण का प्रभाव सीधे उसके चुंबकीय क्षेत्र की ताकत से ही नहीं, बल्कि उसके वायुमंडल की स्तंभ गहराई पर भी पड़ता है। आयनकारी विकिरण का अचानक फटना, जो किसी ग्रह को एक भड़क से टकराता है, न केवल जीवों को नुकसान पहुंचा सकता है या मार सकता है, बल्कि पर्याप्त चुंबकीय और वायुमंडलीय सुरक्षा के बिना, उनके आवास को भी बदल सकता है।
ग्रह के चारों ओर बहने वाली सौर हवा के साथ शुक्र की कलाकार की छाप, जिसमें थोड़ा चुंबकीय संरक्षण है। वीनस एक्सप्रेस ने पाया कि ग्रह से पिछले कुछ वर्षों में बहुत सारा पानी अंतरिक्ष में चला गया है, जो तब होता है जब सूर्य की पराबैंगनी विकिरण ऑक्सीजन और हाइड्रोजन के अणुओं को अलग कर देती है और उन्हें अंतरिक्ष में धकेल देती है। श्रेय: ईएसए - सी. कैरेउ
यह बिल्कुल हेडलाइन न्यूज नहीं है। हम जानते हैं कि तारों से निकलने वाला विकिरण खतरनाक होता है। लेकिन अत्री आगे बढ़ गए: उन्होंने यह मापने की कोशिश की कि एक ही ताकत के फ्लेरेस उन फ्लेरेस के स्पेक्ट्रा के आधार पर आदत को कैसे प्रभावित कर सकते हैं। उनके परिणाम एक ही ऊर्जा, लेकिन विभिन्न स्पेक्ट्रा के साथ फ्लेयर्स के लिए परिमाण के पांच आदेशों की परिवर्तनशीलता दिखाते हैं।
वायुमंडलीय स्तंभ गहराई का एक समान प्रभाव था। 'परिरक्षण के संदर्भ में, हमने पाया कि वायुमंडलीय गहराई (स्तंभ घनत्व) ग्रह की सतह पर विकिरण खुराक निर्धारित करने में एक प्रमुख कारक है। परिमाण के क्रम से वायुमंडलीय गहराई में वृद्धि के अनुरूप विकिरण खुराक परिमाण के 3 आदेशों से कम हो जाती है।'
पृथ्वी का वातावरण हमें सूर्य की गतिविधि से बचाने में भूमिका निभाता है। एक नए अध्ययन में कहा गया है कि एक्सोप्लैनेट के वायुमंडल की स्तंभ गहराई किसी ग्रह को विकिरण से बचाने का एक कारक है। छवि क्रेडिट: नासा
शायद आश्चर्यजनक रूप से, मैग्नेटोस्फीयर की ताकत का विकिरण के खिलाफ सुरक्षात्मक प्रभाव कम था। 'हमने पाया कि वायुमंडलीय गहराई की तुलना में ग्रहों का चुंबकीय क्षेत्र एक महत्वपूर्ण लेकिन कम महत्वपूर्ण कारक है। परिमाण के क्रम से मैग्नेटोस्फेरिक ताकत में वृद्धि के अनुरूप खुराक को लगभग 30 के कारक से कम किया जाता है।'
लेकिन एक ग्रह का चुंबकीय क्षेत्र एक अतिरिक्त भूमिका निभाता है। 'हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ग्रह पर पर्याप्त वातावरण बनाए रखने के लिए ग्रहों का चुंबकीय क्षेत्र महत्वपूर्ण है,' अध्ययन कहता है।
हमने तारों में जगमगाती दरों के बारे में बहुत कुछ सीखा है, जो एक्सोप्लैनेट पर रहने की क्षमता को समझने का एक हिस्सा है। सूर्य 10 . तक की शक्तिशाली ज्वालाओं का उत्सर्जन करता है35हर 2000 से 3000 वर्षों में ergs, जबकि अन्य M-प्रकार के तारे जो छोटे और तेजी से घूमने वाले होते हैं, उन्हें 100 गुना अधिक बार उत्सर्जित कर सकते हैं। अन्य सितारों को 'फ्लेयर स्टार्स' के रूप में जाना जाता है क्योंकि वे तथाकथित सुपर फ्लेयर्स को हमारे सूर्य से अधिक शक्तिशाली बनाते हैं। यह देखते हुए कि इनमें से कई लाल बौने हैं, तारे का प्रकार जहां अधिकांश एक्सोप्लैनेट पाए जाते हैं, रहने योग्य होने का पूर्वानुमान संदिग्ध है।
लेकिन जैसा कि अत्री का काम बताता है, यह न केवल भड़कने की ताकत है, बल्कि इसका स्पेक्ट्रम भी है, जो रहने की क्षमता पर बाधा डालता है।
जैसा कि वे निष्कर्ष में कहते हैं, 'हालांकि हाल के अवलोकनों ने हमें आस-पास के सितारों की चमक दर का अच्छा माप दिया है, इस काम में मुख्य स्रोत अनिश्चितता उच्च-ऊर्जा फ्लेयर्स द्वारा निकाले गए कणों की माप में कमी है (10)32-1036?erg) अन्य सितारों पर। इस क्षेत्र में और अधिक प्रगति से अत्यधिक सौर घटनाओं, विकिरण खुराक और ग्रहों के रहने की क्षमता के बीच संबंधों की हमारी समझ में सुधार होगा।'
यह धनुष के झटके के साथ, पृथ्वी के वैश्विक चुंबकीय क्षेत्र की एक कलाकार की अवधारणा है। पृथ्वी छवि के बीच में है, जो अपने चुंबकीय क्षेत्र से घिरी हुई है, जिसे बैंगनी रेखाओं द्वारा दर्शाया गया है। धनुष का झटका दाईं ओर नीला अर्धचंद्राकार है। सौर हवा में कई ऊर्जावान कण, जो सोने में दर्शाए जाते हैं, पृथ्वी के चुंबकीय 'ढाल' द्वारा विक्षेपित होते हैं। श्रेय: वॉल्ट फीमर (एचटीएसआई)/नासा/गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर कॉन्सेप्टुअल इमेज लैब
यह हो सकता है कि फ्लेयर्स से सुरक्षा के बिना, चुंबकीय या वायुमंडलीय, हम रहने योग्य के रूप में वर्गीकृत कई ग्रह बस नहीं हो सकते। या यह हो सकता है कि रहने की क्षमता चरमपंथियों तक ही सीमित है। जैसा कि अत्री अपने पेपर में कहते हैं, 'यह ऐसे ग्रहों पर जीवन को स्थलीय मानकों द्वारा बार-बार विलुप्त होने के स्तर के विकिरण विस्फोटों के प्रति संवेदनशील बना देगा, जिसमें केवल अत्यधिक रेडियो-प्रतिरोधी चरमपंथी जीवित रहेंगे। निकट के ग्रहों के लिए इस तरह के स्तर की उम्मीद है। ”
वह अंतिम वाक्य विशेष रूप से हानिकारक हो सकता है।
चूंकि मिल्की वे में लाल बौने बहुत अधिक मात्रा में हैं, इसलिए हमें सबसे अधिक एक्सोप्लैनेट मिलते हैं। और चूंकि वे तारे औसतन कम ऊर्जा छोड़ते हैं, उनका रहने योग्य क्षेत्र हमारे सूर्य जैसे तारे के आसपास की तुलना में बहुत करीब है। इसका मतलब है कि पर्याप्त मैग्नेटोस्फीयर के बिना, और पर्याप्त गहरे वातावरण के बिना, कई ग्रह जिन्हें हम संभावित रूप से रहने योग्य मानते हैं, बस नहीं हैं।
अधिक:
- प्रेस विज्ञप्ति: NYU अबू धाबी के शोधकर्ता ने पता लगाया कि तारों की चमक से एक्सोप्लैनेट को कम रहने योग्य बनाया जा सकता है
- अनुसंधान: स्टेलर प्रोटॉन घटना-प्रेरित सतह विकिरण खुराक स्थलीय एक्सोप्लैनेट की आदत पर एक बाधा के रूप में
- ब्रह्मांड आज: एक लाल बौना एक सुपरफ्लेयर से विस्फोट करता है। इसके ग्रहों पर किसी भी जीवन का दिन बहुत बुरा होगा