वेब टेलीस्कोप वहां जीवन के संकेतों की तलाश करेगा

यह महीना अलौकिक जीवन की खोज में एक नए अध्याय को चिह्नित करेगा, जब अब तक का सबसे शक्तिशाली अंतरिक्ष दूरबीन अन्य सितारों की परिक्रमा करने वाले ग्रहों की जासूसी करना शुरू कर देगा। खगोलविदों को उम्मीद है कि जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप से पता चलेगा कि इनमें से कुछ ग्रहों में ऐसे वायुमंडल हैं जो जीवन का समर्थन कर सकते हैं।

किसी अन्य सौर मंडल में वातावरण का निर्धारण करना काफी अच्छा होगा। लेकिन एक मौका है – भले ही छोटा – कि इनमें से एक वायुमंडल प्रदान करता है जिसे बायोसिग्नेचर के रूप में जाना जाता है: जीवन का एक संदर्भ।

एरिज़ोना विश्वविद्यालय के एक खगोलशास्त्री मेगन मैन्सफील्ड ने कहा, “मुझे लगता है कि हम ऐसे ग्रहों को खोजने में सक्षम होंगे जो हमें लगता है कि दिलचस्प हैं – आप जानते हैं, जीवन के लिए अच्छी संभावनाएं हैं।” “लेकिन हम जरूरी नहीं कि जीवन को तुरंत पहचान सकें।”

अब तक, पृथ्वी ब्रह्मांड में एकमात्र ऐसा ग्रह है जहां जीवन मौजूद है। वैज्ञानिक लगभग 60 वर्षों से मंगल पर जांच भेज रहे हैं और अभी तक मंगल का पता नहीं लगा पाए हैं। लेकिन यह कल्पना की जा सकती है कि जीवन लाल ग्रह की सतह के नीचे छिपा है या बृहस्पति या शनि के चंद्रमा पर खोजे जाने की प्रतीक्षा कर रहा है। कुछ विद्वानों ने इसके लिए आशा व्यक्त की है शुक्रसल्फर डाइऑक्साइड के बादलों के चिलचिलाती धूप के बावजूद यह शुक्र की संतानों का घर हो सकता है।

भले ही पृथ्वी हमारे सौर मंडल का एकमात्र ऐसा ग्रह है जो जीवन को आश्रय देता है, ब्रह्मांड में कई अन्य सौर मंडल तथाकथित एक्सोप्लैनेट हैं।

1995 में, स्विस खगोलविदों ने सूर्य जैसे तारे की परिक्रमा करने वाले पहले एक्सोप्लैनेट की खोज की। 51 पेगासी बी के रूप में जाना जाता है, एक्सोप्लैनेट जीवन के लिए एक अप्रतिम घर बन जाता है – बृहस्पति से बड़ा एक फूला हुआ गैस विशाल, और 1800 डिग्री फ़ारेनहाइट गर्म।

इसके बाद के वर्षों में, वैज्ञानिकों ने पाया 5,000 से अधिक अन्य एक्सोप्लैनेट. कुछ बहुत हद तक पृथ्वी से मिलते-जुलते हैं – मोटे तौर पर एक ही आकार, गैस के बजाय चट्टान से बने और अपने तारे के चारों ओर “गोल्डीलॉक्स ज़ोन” में परिक्रमा करते हैं, खाना पकाने के बहुत करीब नहीं हैं लेकिन जमने के लिए पर्याप्त नहीं हैं।

दुर्भाग्य से, इन एक्सोप्लैनेट के अपेक्षाकृत छोटे आकार ने अब तक इनका अध्ययन करना बेहद मुश्किल बना दिया है। पिछले क्रिसमस पर लॉन्च किया गया जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप, खगोलविदों को इन दुनियाओं को और अधिक बारीकी से देखने की अनुमति देने के लिए एक आवर्धक कांच के रूप में कार्य करेगा।

फ्रेंच गुयाना के कौरौ से अपने प्रक्षेपण के बाद से, दूरबीन में है मैंने यात्रा की पृथ्वी से दस लाख मील दूर, यह सूर्य के चारों ओर अपनी कक्षा में प्रवेश करता है। वहां, एक ढाल उसके 21 फुट के दर्पण को सूरज या जमीन से किसी भी गर्मी या प्रकाश से बचाती है। इस गहरे अँधेरे में, दूरदर्शी प्रकाश की फीकी, दूर की किरणों का पता लगा सकता है, जिसमें वे भी शामिल हैं जो दूर के ग्रहों के बारे में नए विवरण प्रकट कर सकते हैं।

डॉ. मैन्सफील्ड ने कहा कि अंतरिक्ष दूरबीन “अपने डिजाइन में एक्सोप्लैनेट के वायुमंडल के अध्ययन को ध्यान में रखने वाली पहली बड़ी अंतरिक्ष वेधशाला है।”

नासा के इंजीनियरों ने जून के मध्य में वेब टेलीस्कोप के साथ कई वस्तुओं की तस्वीरें लेना शुरू किया और 12 जुलाई को जनता के लिए अपनी पहली छवियां जारी करेंगे।

कार्यक्रम के मुख्य वैज्ञानिक एरिक स्मिथ ने कहा कि एक्सोप्लैनेट छवियों के उस पहले बैच में होंगे। चूंकि टेलीस्कोप एक्सोप्लैनेट को देखने में अपेक्षाकृत कम समय बिताएगा, डॉ स्मिथ ने उन पहली छवियों को दूरबीन की शक्ति पर “त्वरित और गंदा” रूप माना।

ये त्वरित रूप जुलाई में शुरू होने वाले बहुत लंबे अवलोकनों की एक श्रृंखला का पालन करेंगे, जो एक्सोप्लैनेट की एक स्पष्ट तस्वीर प्रदान करेंगे।

खगोलविदों की कई टीमें एक नज़र डालने की योजना बना रही हैं सात ग्रह ट्रैपिस्ट-1 नामक तारे की परिक्रमा कर रहा है। पिछली टिप्पणियों ने संकेत दिया कि तीन ग्रह रहने योग्य क्षेत्र में हैं।

मॉन्ट्रियल विश्वविद्यालय के स्नातक छात्र ओलिविया लिम ने कहा, “यह सौर मंडल के बाहर जीवन के निशान देखने के लिए एक आदर्श स्थान है, जो 4 जुलाई से शुरू होने वाले ट्रैपिस्ट -1 ग्रहों का अवलोकन करेगा।

चूंकि ट्रैपिस्ट -1 एक छोटा, ठंडा तारा है, इसका रहने योग्य क्षेत्र हमारे सौर मंडल की तुलना में अधिक निकट है। नतीजतन, इसके संभावित रहने योग्य ग्रह निकट सीमा पर परिक्रमा करते हैं, तारे की परिक्रमा करने में केवल कुछ दिन लगते हैं। हर बार जब ग्रह ट्रैपिस्ट -1 के सामने से गुजरते हैं, तो वैज्ञानिक एक बुनियादी लेकिन महत्वपूर्ण प्रश्न को संबोधित करने में सक्षम होंगे: क्या उनमें से किसी में भी वातावरण है?

कॉर्नेल विश्वविद्यालय के एक खगोलशास्त्री निकोल लुईस ने कहा, “अगर इसमें हवा नहीं होती, तो यह रहने योग्य नहीं होता, भले ही यह रहने योग्य क्षेत्र में हो।”

डॉ लुईस और अन्य खगोलविदों को ट्रैपिस्ट -1 ग्रहों के आसपास के वातावरण नहीं मिलने पर आश्चर्य नहीं होगा। भले ही ग्रहों ने बनने के समय वायुमंडल विकसित किया हो, हो सकता है कि तारे ने उन्हें बहुत पहले पराबैंगनी और एक्स-रे का उपयोग करके उड़ा दिया हो।

डॉ मैन्सफील्ड ने कहा, “यह संभव है कि वे किसी ग्रह के सभी वायुमंडल को दूर कर सकें, इससे पहले कि उसे जीवन बनाने का मौका भी मिले।” “यह पहला सवाल है जिसका हम यहां जवाब देने की कोशिश कर रहे हैं: क्या इन ग्रहों में जीवन विकसित करने में सक्षम होने के लिए पर्याप्त वातावरण हो सकता है।”

ट्रैपिस्ट -1 के सामने से गुजरने वाला एक ग्रह एक छोटी छाया बनाएगा, लेकिन अंतरिक्ष दूरबीन लेने के लिए छाया बहुत छोटी होगी। इसके बजाय, दूरबीन तारे से प्रकाश में थोड़ी सी कमी का पता लगाएगी।

एप्लाइड फिजिक्स के जॉन्स हॉपकिन्स प्रयोगशाला में पोस्टडॉक्टरल फेलोशिप करने वाले एक खगोलशास्त्री जैकब लस्टिग-जीगर ने कहा, “यह आपकी आंखों को बंद करके सूर्य ग्रहण को देखने जैसा है।” “आपको कुछ समझ में आ सकता है कि प्रकाश मंद हो गया है।”

एक वायुमंडल वाला ग्रह अपने पीछे के तारे को एक नग्न ग्रह की तुलना में अलग तरह से काला कर देगा। तारे का कुछ प्रकाश सीधे वायुमंडल से होकर गुजरेगा, लेकिन गैसें कुछ तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश को अवशोषित करेंगी। यदि खगोलविद केवल उन तरंग दैर्ध्य पर तारों के प्रकाश को देखते हैं, तो ग्रह ट्रैपिस्ट -1 को और भी अधिक मंद कर देगा।

टेलिस्कोप इन ट्रैपिस्ट-1 ऑब्जर्वेशन को वापस पृथ्वी पर भेजेगा। और फिर आपको एक ईमेल मिलता है, जैसे ‘अरे, आपका डेटा उपलब्ध है,’ डॉ मैन्सफील्ड ने कहा।

लेकिन ट्रैपिस्ट-1 की रोशनी इतनी फीकी होगी कि उसे समझने में वक्त लगेगा। “आपकी आंख प्रति सेकंड लाखों फोटॉन से निपटने के लिए उपयोग की जाती है,” डॉ स्मिथ ने कहा। “लेकिन ये दूरबीन, वे प्रति सेकंड कुछ फोटॉन एकत्र करते हैं।”

इससे पहले कि डॉ. मैन्सफील्ड या उनके साथी खगोलविद ट्रैपिस्ट -1 के सामने से गुजरने वाले एक्सोप्लैनेट का विश्लेषण कर सकें, उन्हें सबसे पहले उन्हें टेलीस्कोप के विशेष तंत्र द्वारा उत्पन्न छोटे उतार-चढ़ाव से अलग करना होगा।

डॉ मैन्सफील्ड ने कहा, “मैं वास्तव में जो काम करता हूं वह यह सुनिश्चित कर रहा है कि टेलीस्कोप जो भी अजीब चीज कर रहा है उसे हम सावधानी से ठीक करें, इसलिए हम उन बहुत छोटे संकेतों को देख सकते हैं।”

इन प्रयासों के अंत में, डॉ. मैन्सफील्ड और उनके सहयोगी ट्रैपिस्ट-1 के आसपास के वातावरण की खोज कर सकते हैं। लेकिन अकेले इस परिणाम से वातावरण की प्रकृति का पता नहीं चलेगा। यह नाइट्रोजन और ऑक्सीजन में समृद्ध हो सकता है, जैसा कि यह पृथ्वी पर है, या शुक्र पर कार्बन डाइऑक्साइड और सल्फ्यूरिक एसिड के जहरीले सूप के समान है। या यह एक ऐसा संयोजन हो सकता है जिसे वैज्ञानिकों ने पहले कभी नहीं देखा हो।

डेनमार्क के तकनीकी विश्वविद्यालय के एक खगोलशास्त्री अलेक्जेंडर रथके ने कहा, “हमें नहीं पता कि ये वायुमंडल किस चीज से बने हैं।” “हमारे पास विचार और अनुकरण और वह सब सामान है, लेकिन हमारे पास वास्तव में कोई विचार नहीं है। हमें जाकर देखना होगा।”

जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप, जिसे कभी-कभी JWST कहा जाता है, एक्सोप्लैनेट वायुमंडल के विशिष्ट घटकों को निर्धारित करने के लिए पर्याप्त शक्तिशाली साबित हो सकता है क्योंकि प्रत्येक प्रकार का कण प्रकाश की तरंग दैर्ध्य की एक अलग श्रेणी को अवशोषित करता है।

लेकिन ये खोजें बाहरी ग्रहों पर मौसम पर निर्भर करेंगी। बादलों का एक उज्ज्वल, परावर्तक कंबल किसी भी तारे के प्रकाश को किसी एक्सोप्लैनेट के वातावरण में प्रवेश करने से रोक सकता है, जिससे अंतरिक्ष की हवा खोजने के किसी भी प्रयास को नष्ट कर दिया जा सकता है।

डॉ. रथके ने कहा, “बादलों वाले वातावरण और बिना वायुमंडल के बीच अंतर करना वास्तव में कठिन है।”

यदि मौसम सहयोगी है, तो खगोलविद विशेष रूप से यह पता लगाने के लिए उत्सुक हैं कि एक्सोप्लैनेट के वायुमंडल में पानी है या नहीं। कम से कम पृथ्वी पर, पानी जीव विज्ञान के लिए एक शर्त है। “हमें लगता है कि जीवन की खोज के लिए शायद यह एक अच्छा प्रारंभिक बिंदु होगा,” डॉ मैन्सफील्ड ने कहा।

लेकिन पानी से भरे वातावरण का मतलब यह नहीं है कि एक एक्सोप्लैनेट में जीवन है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि कोई ग्रह जीवित है, वैज्ञानिकों को एक बायोमार्कर, एक अणु, या कई अणुओं के समूह की खोज करनी होगी जो कि जीवित जीवों द्वारा विशेष रूप से बनाए गए हैं।

वैज्ञानिक अभी भी इस बात पर बहस कर रहे हैं कि एक विश्वसनीय बायोसिग्नेचर क्या है। हमारे सौर मंडल में पृथ्वी का वायुमंडल इस मायने में अद्वितीय है कि इसमें बहुत अधिक ऑक्सीजन होती है, मुख्यतः पौधों और शैवाल का उत्पाद। लेकिन जीवन की सहायता के बिना भी ऑक्सीजन का उत्पादन किया जा सकता है, जब हवा में पानी के अणु विभाजित हो जाते हैं। इसी तरह, मीथेन को जीवित रोगाणुओं द्वारा, लेकिन ज्वालामुखियों द्वारा भी छोड़ा जा सकता है।

यह संभव है कि गैसों का एक निश्चित संतुलन है जो एक स्पष्ट महत्वपूर्ण छाप प्रदान कर सकता है, जिसे जीवन की सहायता के बिना बनाए नहीं रखा जा सकता है।

“हमें इन महत्वपूर्ण उंगलियों के निशान खोजने के लिए बहुत अनुकूल परिदृश्यों की आवश्यकता है,” डॉ। राथके ने कहा। “मैं यह नहीं कह रहा कि यह संभव नहीं है। मुझे लगता है कि यह दूर की कौड़ी है। हमें बहुत भाग्यशाली होने की आवश्यकता है।”

इस तरह के संतुलन को खोजने के लिए वेब टेलीस्कोप को एक ऐसे ग्रह का निरीक्षण करने की आवश्यकता होगी जो अक्सर ट्रैपिस्ट -1 के सामने से गुजरता है, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सांताक्रूज के एक ग्रह वैज्ञानिक जोशुआ क्रिसनसेन-टोटन ने कहा।

“अगर कोई अगले पांच वर्षों में आगे आता है और कहता है, ‘हां, हमने जेडब्लूएसटी के साथ जीवन पाया,’ मुझे उस दावे पर बहुत संदेह होगा,” डॉ क्रिसनसेन-टोटन ने कहा।

यह संभव है कि जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप बायोमेट्रिक्स को खोजने में सक्षम न हो। इस मिशन को एक दशक से भी अधिक समय बाद अगली पीढ़ी के अंतरिक्ष दूरबीनों के लिए इंतजार करना पड़ सकता है। यह इन एक्सोप्लैनेट का अध्ययन उसी तरह करेगा जैसे लोग रात के आकाश में मंगल या शुक्र को देखते हैं: अंतरिक्ष की काली पृष्ठभूमि के खिलाफ उन पर तारों के प्रकाश के प्रतिबिंब को देखकर, बजाय इसके कि वे किसी तारे के सामने से गुजरते हैं।

“ज्यादातर, हम भविष्य के दूरबीनों के लिए बहुत महत्वपूर्ण नींव का काम करेंगे,” डॉ रथके ने भविष्यवाणी की। “मुझे बहुत आश्चर्य होगा अगर JWST ने बायोमेट्रिक फिंगरप्रिंट डिटेक्शन पेश किया, लेकिन मुझे सही होने की उम्मीद है। मेरा मतलब है, मूल रूप से मैं यही काम कर रहा हूं।”