TRAPPIST-1e: धरती जैसी दुनिया पर जीवन की नई उम्मीद, JWST ने दिए रोमांचक संकेत

ट्रैपिस्ट-1 प्रणाली में स्थित एक ग्रह, जो मात्र 40 प्रकाश वर्ष दूर है, संभवतः जीवन-सहायक वातावरण से आच्छादित है। JWST के रोमांचक नए अवलोकनों में, पृथ्वी के आकार का बाह्यग्रह ट्रैपिस्ट-1e हमारे ग्रह के समान एक गैसीय आवरण के संकेत देता है, जो सतह पर तरल जल की उपस्थिति को बढ़ावा दे सकता है। हालाँकि यह खोज अस्पष्ट है और इसका पता लगाने के लिए व्यापक अनुवर्ती कार्रवाई की आवश्यकता है, फिर भी खगोलविद दूसरी पृथ्वी खोजने की अपनी खोज में अब तक इसके सबसे करीब पहुँच पाए हैं। मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (MIT) की खगोलशास्त्री सारा सीगर, जो निष्कर्षों का विवरण देने वाले दो शोधपत्रों में से एक की सह-लेखिका हैं, कहती हैं, “ट्रैपिस्ट-1e हमारे सबसे आकर्षक रहने योग्य ग्रहों में से एक बना हुआ है, और ये नए परिणाम हमें यह जानने के एक कदम और करीब ले जाते हैं कि यह किस प्रकार का ग्रह है।”

“शुक्र और मंगल जैसे वायुमंडल से दूर जाने के संकेत देने वाले साक्ष्य, अभी भी चल रहे परिदृश्यों पर हमारा ध्यान केंद्रित करते हैं।” सौर मंडल के बाहर रहने योग्य ग्रहों की खोज में, पृथ्वी खगोलविदों का खाका है। ऐसा इसलिए है क्योंकि, पूरे ब्रह्मांड में, पृथ्वी ही एकमात्र ऐसा ग्रह है जिस पर हम निश्चित रूप से जानते हैं कि जीवन का उदय हुआ है और वह फला-फूला है। पृथ्वी जैसी एक प्रमुख विशेषता जिसकी वैज्ञानिक तलाश करते हैं, वह है तरल जल को धारण करने की क्षमता – एक ऐसा पदार्थ जो जैव रासायनिक प्रक्रियाओं के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है। इसका अर्थ है कि पहला कदम ऐसे बाह्यग्रहों की खोज करना है जो अपने मेजबान तारे से उचित दूरी पर हों, ऐसे क्षेत्र में हों जहाँ पानी न तो अत्यधिक ठंड में जमता है और न ही अत्यधिक गर्मी में वाष्पित होता है।

2016 में घोषित, TRAPPIST-1 प्रणाली की खोज इसी कारण से तुरंत रोमांचक थी। इस लाल बौने तारे में सात बाह्यग्रह हैं जिनकी संरचना चट्टानी है (गैस या बर्फीले दानवों के विपरीत), जिनमें से कई तारे के रहने योग्य, तरल जल क्षेत्र में स्थित हैं। लेकिन संतुष्ट करने के लिए और भी मानदंड हैं। तरल पानी को तरल बने रहने और निर्वात में रहने योग्य तापमान पर होने वाले ऊर्ध्वपातन से बचाने के लिए, उसे स्थिर रखने के लिए एक वायुमंडल की आवश्यकता होती है। यहीं पर TRAPPIST-1 प्रणाली के लिए स्थिति थोड़ी पेचीदा हो जाती है। लाल बौने तारे सूर्य जैसे तारों की तुलना में काफ़ी ठंडे होते हैं, जिससे उनका रहने योग्य क्षेत्र काफ़ी नज़दीक आ जाता है। लाल बौने तारे सूर्य जैसे तारों की तुलना में कहीं अधिक सक्रिय भी होते हैं, और इनमें ज्वाला की गतिविधि व्याप्त होती है, जिसके बारे में वैज्ञानिकों का अनुमान है कि इसने आसपास के किसी भी ग्रह के वायुमंडल को नष्ट कर दिया होगा।

इस तारे के रहने योग्य क्षेत्र में स्थित अन्य ग्रहों में से एक, TRAPPIST-1d का गहन निरीक्षण करने पर वायुमंडल का कोई निशान नहीं मिला है। लेकिन TRAPPIST-1e तारे से थोड़ी अधिक दूरी पर, थोड़ा अधिक आरामदायक स्थिति में स्थित है। स्पेस टेलीस्कोप साइंस इंस्टीट्यूट (STScI) के खगोलशास्त्री नेस्टर एस्पिनोज़ा और अमेरिका के जॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय की नताली एलन के नेतृत्व में एक टीम ने JWST का उपयोग करके TRAPPIST-1e के उसके अग्रभाग से गुज़रने पर पड़ने वाले तारों के प्रकाश का अध्ययन किया। टीम ने उन परिवर्तनों की खोज की जो न केवल वायुमंडल की उपस्थिति का संकेत दे सकते थे, बल्कि यह भी बता सकते थे कि वह किससे बना है।

MIT की खगोलभौतिकीविद् एना ग्लिडन के नेतृत्व में एक दूसरी टीम ने फिर परिणामों की व्याख्या की ताकि यह पता लगाया जा सके कि उनका क्या अर्थ हो सकता है। टीम ने चार पारगमन एकत्र किए और आँकड़ों का विश्लेषण शुरू किया – यह प्रक्रिया तारे की गतिविधि से उत्पन्न किसी भी संदूषण को ठीक करने की आवश्यकता के कारण जटिल थी। परिणाम लगभग निराशाजनक रूप से अस्पष्ट हैं, जो आगे देखने के लिए पर्याप्त प्रोत्साहन प्रदान करते हैं। ब्रिटेन के सेंट एंड्रयूज विश्वविद्यालय के खगोलभौतिकीविद् रयान मैकडोनाल्ड कहते हैं, “हमें दो संभावित व्याख्याएँ दिखाई दे रही हैं।” “सबसे रोमांचक संभावना यह है कि ट्रैपिस्ट-1e में नाइट्रोजन जैसी भारी गैसों वाला एक तथाकथित द्वितीयक वायुमंडल हो सकता है। लेकिन हमारे प्रारंभिक अवलोकन अभी तक बिना वायुमंडल वाली एक नंगी चट्टान की संभावना को खारिज नहीं कर सकते।” अगर इस बाह्यग्रह में वायुमंडल है, तो ग्लिडन और उनके सहयोगियों ने यह पता लगाने की दिशा में पहला कदम उठाया है कि उसमें क्या हो सकता है।

जब तारों का प्रकाश किसी ग्रह के वायुमंडल से होकर गुजरता है, तो कुछ तरंगदैर्ध्य उसकी गैसों को बनाने वाले परमाणुओं और अणुओं द्वारा अवशोषित और पुनः उत्सर्जित हो सकते हैं। स्पेक्ट्रम के गहरे और हल्के भागों की खोज करके, वैज्ञानिक यह पता लगा सकते हैं कि वे परमाणु और अणु क्या हैं। ये परिणाम कार्बन डाइऑक्साइड की उच्च सांद्रता से दूर हैं, जो शुक्र और मंगल जैसे वायुमंडलों की संभावना को खारिज कर देगा। न ही ये परिणाम हाइड्रोजन समस्थानिक ड्यूटेरियम से समृद्ध वायुमंडल के पक्ष में हैं, जिसमें प्रबल कार्बन डाइऑक्साइड और मीथेन तत्व हों। हालांकि, यह स्पेक्ट्रम आणविक नाइट्रोजन से समृद्ध वायुमंडल के अनुरूप है, जिसमें कार्बन डाइऑक्साइड और मीथेन की अल्प मात्रा है।

यह काफी आकर्षक है। पृथ्वी का वायुमंडल लगभग 78 प्रतिशत आणविक नाइट्रोजन से बना है। अगर इन परिणामों की पुष्टि हो जाती है, तो TRAPPIST-1e अब तक खोजा गया सबसे अधिक पृथ्वी जैसा बाह्यग्रह हो सकता है। हालाँकि, यह कोई छोटी बात नहीं है। सौभाग्य से, JWST के और भी अवलोकन पाइपलाइन में हैं, और शोधकर्ता बहुत जल्द ही वायुमंडल की पुष्टि या खंडन करने में सक्षम हो जाएँगे। ग्लिडन कहते हैं, “हम अभी भी यह जानने के शुरुआती चरण में हैं कि वेब के साथ हम किस तरह का अद्भुत विज्ञान कर सकते हैं। 40 प्रकाश वर्ष दूर पृथ्वी के आकार के ग्रहों के चारों ओर तारों के प्रकाश के विवरण को मापना और यह जानना कि अगर वहाँ जीवन संभव हो सकता है, तो वहाँ कैसा होगा, अविश्वसनीय है।” “हम अन्वेषण के एक नए युग में हैं जिसका हिस्सा बनना बहुत रोमांचक है।” यह शोध द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स में दो भागों में प्रकाशित हुआ है। इन्हें यहाँ और यहाँ पाया जा सकता है।

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