जबकि ग्रहों की परिक्रमा करने वाले जुड़वां तारे विज्ञान कथाओं का एक मुख्य केंद्र हैं, एक और मनुष्य लाल विशाल सितारों की परिक्रमा करते हुए ग्रहों पर रहते हैं। की कहानी का बहुमत बंदरों की दुनिया बेटेलगेस के आसपास एक ग्रह पर जगह लेता है। आइजैक असिमोव में आर्कटुरस के आसपास के ग्रह आधार श्रृंखला उसके सिरियस सेक्टर की राजधानी बनाती है। सुपरमैन के घर के ग्रह को एक काल्पनिक लाल विशाल, राव की परिक्रमा करने के लिए कहा गया था। इन ग्रहों पर दौड़ अक्सर पुराने और बुद्धिमान होने के रूप में चित्रित की जाती है क्योंकि उनके सितारे वृद्ध होते हैं, और उनके जीवन के अंत के करीब होते हैं। लेकिन क्या वास्तव में ऐसे ग्रहों का होना प्रशंसनीय है?
सितारे हमेशा के लिए टिकते नहीं हैं। हमारे अपने सूर्य की समाप्ति तिथि लगभग 5 बिलियन वर्ष है। उस समय, सूर्य के मूल में हाइड्रोजन ईंधन की मात्रा समाप्त हो गई होगी। वर्तमान में, उस हाइड्रोजन में हीलियम का संलयन एक दबाव को जन्म दे रहा है जो गुरुत्वाकर्षण के कारण तारा को अपने आप में ढहने से बचाता है। लेकिन, जब यह बाहर निकलता है, तो वह समर्थन तंत्र चला जाएगा और सूर्य सिकुड़ने लगेगा। इस सिकुड़ने से तारे को फिर से गर्म होने का कारण बनता है, तापमान में वृद्धि जब तक कि हाइड्रोजन का एक खोल अब समाप्त हो गया है कोर के काम को लेने के लिए पर्याप्त गर्म हो जाता है और हाइड्रोजन को हीलियम में बदलना शुरू कर देता है। यह नया ऊर्जा स्रोत तारे की बाहरी परतों को पीछे धकेलता है जिसके कारण यह अपने पिछले आकार के हजारों गुना तक सूज 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 दें।
तो यह एक लाल विशालकाय है: एक मरने वाला तारा जो सूजा हुआ है और बहुत उज्ज्वल है।
अब समीकरण के दूसरे आधे भाग पर एक नज़र डालने के लिए, क्या ग्रह की आदत को निर्धारित करता है? चूंकि इन विज्ञान फाई कहानियों में अनिवार्य रूप से सतह पर इंसानों का घूमना होता है, इसलिए कुछ बहुत सख्त मानदंड हैं जिनका पालन करना होगा।
सबसे पहले, तापमान को गर्म नहीं होना चाहिए और न ठंडा होना चाहिए। दूसरे शब्दों में, ग्रह को Habitable Zone में होना चाहिए जिसे "गोल्डीलॉक्स ज़ोन" के रूप में भी जाना जाता है। यह आमतौर पर आकाशीय अचल संपत्ति का एक बहुत अच्छा आकार है। हमारे अपने सौर मंडल में, यह लगभग शुक्र की कक्षा से मंगल की कक्षा तक फैला हुआ है। लेकिन जो मंगल और शुक्र को अमानवीय बनाता है और पृथ्वी अपेक्षाकृत आरामदायक है, वह हमारा वातावरण है। मंगल के विपरीत, यह सूर्य से प्राप्त होने वाली गर्मी का अधिक हिस्सा रखने के लिए पर्याप्त है, लेकिन शुक्र की तरह इसमें से बहुत अधिक नहीं है।
वातावरण अन्य तरीकों से भी महत्वपूर्ण है। स्पष्ट रूप से यह स्पष्ट है कि निडर खोजकर्ता क्या सांस लेने वाले हैं। यदि बहुत अधिक सीओ है2, यह न केवल बहुत अधिक गर्मी में फंसने वाला है, बल्कि सांस लेने के लिए कठिन है। साथ ही, सीओ2 सूर्य से यूवी प्रकाश को ब्लॉक नहीं करेगा और कैंसर की दर बढ़ जाएगी। इसलिए हमें ऑक्सीजन से भरपूर वातावरण की आवश्यकता है, लेकिन बहुत ऑक्सीजन से समृद्ध नहीं है या ग्रह को गर्म रखने के लिए पर्याप्त ग्रीनहाउस गैस नहीं हैं।
यहाँ समस्या यह है कि ऑक्सीजन से भरपूर वायुमंडल केवल कुछ सहायता के बिना मौजूद नहीं है। ऑक्सीजन वास्तव में बहुत प्रतिक्रियाशील है। यह बांड बनाना पसंद करता है, जिससे हम चाहते हैं कि यह वातावरण में मुफ्त उपलब्ध न हो। यह H जैसी चीजें बनाता है2ओ, सीओ2, आक्साइड, आदि ... यही कारण है कि मंगल और शुक्र अपने वायुमंडल में लगभग कोई मुक्त ऑक्सीजन नहीं है। वे जो कुछ भी करते हैं वह वायुमण्डल के वायुमंडल से टकराकर आता है और बंधे हुए रूपों को नष्ट कर देता है, अस्थायी रूप से ऑक्सीजन को मुक्त करता है।
पृथ्वी में केवल उतनी ही ऑक्सीजन है जितनी प्रकाश संश्लेषण के कारण है। इससे हमें एक और मानदंड प्राप्त होता है जिसकी हमें आदत निर्धारित करने की आवश्यकता होती है: प्रकाश संश्लेषण की क्षमता।
तो चलो यह सब एक साथ रखना शुरू करते हैं।
सबसे पहले, स्टार के विकास के रूप में यह मुख्य अनुक्रम को छोड़ देता है, सूजन हो जाती है क्योंकि यह एक लाल विशालकाय हो जाता है और तेज और गर्म हो रहा है इसका मतलब होगा कि "गोल्डीलॉक्स ज़ोन" बाहर की तरफ व्यापक होगा। पृथ्वी की तरह पूर्व में रहने वाले ग्रहों को भुनाया जाएगा यदि वे सूर्य के पूर्ण रूप से विकसित होने पर निगल नहीं जाते। इसके बजाय, रहने योग्य क्षेत्र को और बाहर कर दिया जाएगा, जहां बृहस्पति अब है।
हालांकि, भले ही कोई ग्रह इस नए रहने योग्य क्षेत्र में था, लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि इस आवास के तहत रहने योग्य है कि इसमें ऑक्सीजन युक्त वातावरण भी है। उसके लिए, हमें प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से ऑक्सीजन युक्त एक ऑक्सीजन से वातावरण को एक ऑक्सीजन से समृद्ध करने की आवश्यकता है।
तो सवाल यह है कि यह कितनी जल्दी हो सकता है? बहुत धीमा और रहने योग्य क्षेत्र पहले से ही बह सकता है या तारा शेल में हाइड्रोजन से बाहर निकल सकता है और कोर में हीलियम संलयन को प्रज्वलित करने के लिए फिर से अनुबंध करना शुरू कर सकता है, एक बार फिर ग्रह को ठंड कर सकता है।
हमारे पास अब तक का एकमात्र उदाहरण हमारे अपने ग्रह पर है। जीवन के पहले तीन बिलियन वर्षों के लिए, जब तक प्रकाश संश्लेषक जीव उत्पन्न नहीं हुए, तब तक बहुत कम मुक्त ऑक्सीजन थी और इसे आज के निकट स्तरों में परिवर्तित करना शुरू कर दिया। हालाँकि, इस प्रक्रिया में कई सौ मिलियन वर्ष लगे। जबकि यह संभवतः ग्रह पर आनुवंशिक रूप से इंजीनियर बैक्टीरिया के साथ लाखों वर्षों के परिमाण के एक आदेश से बढ़ाया जा सकता है, हमें अभी भी यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि टाइमस्केल बाहर काम करेंगे।
यह पता चलता है कि सितारों के विभिन्न द्रव्यमानों के लिए समय-समय अलग-अलग होगा। अधिक बड़े तारे अपने ईंधन के माध्यम से तेजी से जलते हैं और इस तरह कम हो जाएंगे। सूर्य जैसे सितारों के लिए, लाल विशालकाय चरण लगभग 1.5 बिलियन वर्ष तक रह सकता है, इसलिए ऑक्सीजन समृद्ध वातावरण विकसित करने के लिए ~ 100x से अधिक समय आवश्यक है। सूर्य की तुलना में दो गुना बड़े सितारों के लिए, वह समय लगभग 40 मिलियन वर्ष तक कम हो जाता है, जिसकी हमें निम्न सीमा की आवश्यकता होती है। अधिक विशाल तारे और भी तेज़ी से विकसित होंगे। इसलिए यह प्रशंसनीय होने के लिए, हमें कम द्रव्यमान वाले सितारों की आवश्यकता होगी जो धीमी गति से विकसित होते हैं। यहाँ एक ऊपरी ऊपरी सीमा दो सौर द्रव्यमान तारा होगी।
हालाँकि, हमारे बारे में चिंता करने के लिए एक और प्रभाव है: क्या हमारे पास पर्याप्त सीओ हो सकता है2 वायुमंडल में भी प्रकाश संश्लेषण है? जबकि लगभग ऑक्सीजन के रूप में प्रतिक्रियाशील नहीं है, कार्बन डाइऑक्साइड भी वायुमंडल से निकाले जाने के अधीन है। यह सीओ जैसे सिलिकेट अपक्षय जैसे प्रभावों के कारण है2 + CaSiO3 -> CCO3 + SiO2। जबकि ये प्रभाव धीमा हैं, वे भूगर्भीय काल के साथ निर्मित होते हैं। इसका मतलब यह है कि हमारे पास पुराने ग्रह नहीं हैं क्योंकि उनके पास अपने सभी मुफ्त सीओ होंगे2 सतह में बंद कर दिया। यह संतुलन 2009 में प्रकाशित एक पेपर में खोजा गया था और यह निर्धारित किया गया था कि, पृथ्वी द्रव्यमान ग्रह, मुक्त सीओ के लिए2 पैर के तारे से बहुत पहले ही समाप्त हो जाएगा, यहां तक कि लाल विशालकाय चरण तक भी पहुंच जाएगा!
इसलिए हमें कम द्रव्यमान वाले सितारों की आवश्यकता होती है जो सही वातावरण विकसित करने के लिए पर्याप्त समय देने के लिए धीरे-धीरे विकसित होते हैं, लेकिन यदि वे धीरे-धीरे विकसित होते हैं, तो पर्याप्त सीओ नहीं हैं2 वैसे भी माहौल पाने के लिए छोड़ दिया! हम एक असली पकड़ 22 के साथ फंस गए हैं। इस व्यवहार्य को फिर से बनाने का एकमात्र तरीका नए सीओ की पर्याप्त मात्रा को शुरू करने का एक तरीका है।2 वातावरण में बस के रूप में रहने योग्य क्षेत्र द्वारा व्यापक शुरू होता है।
सौभाग्य से, सीओ के कुछ बहुत बड़े भंडार हैं2 बस चारों ओर उड़ रहा है! धूमकेतु ज्यादातर जमे हुए कार्बन मोनोऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड से बने होते हैं। एक ग्रह में उनमें से कुछ को नष्ट करना पर्याप्त सीओ का परिचय देगा2 संभावित रूप से प्रकाश संश्लेषण शुरू हो गया (एक बार धूल जम गई)। ऐसा करें कि ग्रह के कुछ हजार साल पहले रहने योग्य क्षेत्र में प्रवेश करने के लिए, दस मिलियन वर्षों की प्रतीक्षा करें, और फिर ग्रह संभवतः अतिरिक्त अरब वर्षों के लिए रहने योग्य हो सकता है।
अंतत: यह परिदृश्य प्रशंसनीय होगा, लेकिन इससे पहले कि आप लाभ प्राप्त करने में सक्षम होने से बहुत पहले ही मृत हो गए हों, तब तक एक अच्छा व्यक्तिगत निवेश नहीं। एक अंतरिक्ष किराये की प्रजातियों के अस्तित्व के लिए एक दीर्घकालिक रणनीति शायद, लेकिन कॉलोनियों और चौकी नीचे टॉस करने के लिए एक त्वरित तय नहीं।
