ग्रह क्षमता के लिए पदार्थ को आकार देता है।

रहने योग्य माना जाने के लिए, एक ग्रह को तरल पानी की आवश्यकता होती है। जीवन की सबसे छोटी इकाई कोशिकाओं को अपने कार्यों को पूरा करने के लिए पानी की आवश्यकता होती है। तरल पानी मौजूद होने के लिए, ग्रह का तापमान सही होना चाहिए। लेकिन ग्रह के आकार के बारे में कैसे?

पर्याप्त द्रव्यमान के बिना किसी ग्रह को अपने पानी पर पकड़ करने के लिए पर्याप्त गुरुत्वाकर्षण नहीं होता है। एक नए अध्ययन से यह समझने की कोशिश की जाती है कि आकार किसी ग्रह की क्षमता को उसके पानी पर कैसे प्रभावित करता है, और इसके परिणामस्वरूप उसकी आदत।

किसी ग्रह को रहने योग्य बनाने का मुद्दा एक निरंतर बहस है। न केवल एक्सोप्लैनेट के लिए, बल्कि हमारे अपने सौर मंडल के भविष्य के कुछ चन्द्रमाओं के लिए भी। वैज्ञानिकों को एक बहुत अच्छा विचार है कि तरल पानी को बनाए रखने के लिए किसी ग्रह को अपने तारे से कितनी ऊर्जा प्राप्त करने की आवश्यकता होती है। यह "गोल्डीलॉक्स ज़ोन," या परिस्थितिजन्य रहने योग्य ज़ोन की लोकप्रिय धारणा को जन्म देता है, निकटता की एक सीमा जो किसी ग्रह पर बने रहने के लिए तरल पानी के लिए न तो बहुत करीब है और न ही बहुत दूर है।

रहने योग्य क्षेत्रों में एक्सोप्लेनेट्स की खोज के साथ, और हम बेहतर टेलिस्कोप और तकनीक प्राप्त करते हैं ताकि एक्सोप्लैनेट्स का अधिक से अधिक विस्तार से अध्ययन किया जा सके, वैज्ञानिकों को इस बात पर अधिक अड़चनें हैं कि कौन से ग्रह पर संसाधनों का अवलोकन करना है। जैसा कि यह कागज दिखाता है, एक ग्रह का द्रव्यमान एक उपयोगी फ़िल्टर हो सकता है।

नए पेपर का शीर्षक है "लो-ग्रेविटी वाटरवर्टर पर एटमोस्फेरिक इवोल्यूशन।" यह द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल में प्रकाशित हुआ है। मुख्य लेखक कांस्टेंटिन डब्ल्यू। अर्न्शेचिड्ट हैं, जो MIT में स्नातक छात्र हैं।

इसकी सतह पर तरल पानी को बनाए रखने के लिए, और एक वातावरण, एक एक्सोप्लैनेट या एक एक्समून के लिए पर्याप्त द्रव्यमान होना चाहिए, अन्यथा पानी और वातावरण बस अंतरिक्ष में बहाव होगा। और जीवन को प्रकट होने के लिए इसे अपने पानी पर लंबे समय तक पकड़ना पड़ता है। एस्ट्रोनॉमर्स ऐसा होने के लिए एक बिलियन साल के बॉलपार्क का इस्तेमाल करते हैं।

"जब लोग रहने योग्य क्षेत्र के आंतरिक और बाहरी किनारों के बारे में सोचते हैं, तो वे केवल इसके बारे में स्थानिक रूप से सोचते हैं, जिसका अर्थ है कि ग्रह तारा के कितना करीब है," कांस्टेंटिन अर्नशेक्ट ने कहा, कागज के पहले लेखक। “लेकिन वास्तव में, वास सहित कई अन्य चर हैं, जिसमें द्रव्यमान भी शामिल है। ग्रह आकार के मामले में अभ्यस्तता के लिए एक कम बाध्यता स्थापित करना हमें रहने योग्य शिकारियों और निर्वासितों के लिए चल रहे शिकार में एक महत्वपूर्ण बाधा देता है। ”

रहने योग्य क्षेत्र का आकार और सीमा स्टार पर निर्भर करती है। लाल बौने जैसा छोटा, कम ऊर्जावान तारा हमारे सूर्य जैसे बड़े तारे की तुलना में अपने आप में रहने योग्य क्षेत्र बनाता है। यह अच्छी तरह से समझा गया है। यदि कोई ग्रह तारे से बहुत दूर है, तो पानी जम जाता है। बहुत करीब, और भगोड़ा ग्रीनहाउस प्रभाव होता है, और पानी भाप में बदल जाता है, और अंतरिक्ष में दूर उबाल सकता है।

लेकिन छोटे, कम द्रव्यमान वाले ग्रहों के लिए, अधिक चल रहा है। वे भगोड़े ग्रीनहाउस प्रभाव का विरोध करने में सक्षम हो सकते हैं।

जैसे ही एक कम द्रव्यमान वाला ग्रह गर्म होता है, वायुमंडल फैलता है। यह जिस ग्रह को घेरता है, उसके आकार के सापेक्ष यह बड़ा हो जाता है। इसके दो प्रभाव हैं: बढ़ी हुई सतह के आकार का मतलब है कि वायुमंडल अपनी ऊर्जा का उपयोग करने की तुलना में अधिक ऊर्जा को अवशोषित कर सकता है, और यह अधिक ऊर्जा का उपयोग करने की तुलना में भी विकिरण कर सकता है।

शोधकर्ताओं के अनुसार, इसका समग्र परिणाम यह है कि विस्तारित वातावरण भगोड़ा ग्रीनहाउस प्रभाव को रोकता है, और वे अपने तरल तरल पानी को बनाए रख सकते हैं। इसका मतलब है कि वे अपने पानी को खोने के बिना अपने तारे के करीब हो सकते हैं, जिससे छोटे एक्सोप्लैनेट के लिए गोल्डीलॉक्स ज़ोन का विस्तार होगा।

पाठ्यक्रम की एक सीमा है। यदि कम द्रव्यमान वाला ग्रह बहुत छोटा है, तो उसके पास पर्याप्त गुरुत्वाकर्षण नहीं है, और वातावरण छीन लिया जाएगा, और पानी या तो उसके साथ छीन लिया जाएगा, या सतह पर जमेगा। इसका मतलब है कि जीवन के लिए संभावनाएं मंद हैं। शोधकर्ताओं का कहना है कि किसी ग्रह के रहने योग्य होने की महत्वपूर्ण निचली सीमा है। इसका मतलब यह है कि न केवल स्टार की निकटता का एक बैंड है जो किसी ग्रह की निवास क्षमता को निर्धारित करता है, वहां एक आकार सीमा है।

सीधे शब्दों में कहें, एक ग्रह रहने योग्य होने के लिए बहुत छोटा हो सकता है, भले ही वह गोल्डीलॉक्स क्षेत्र में हो।

आर्सेशेइड और अध्ययन के अन्य लेखकों के अनुसार, यह महत्वपूर्ण आकार, पृथ्वी के द्रव्यमान का 2.7 प्रतिशत है। वे कहते हैं कि कोई भी उससे छोटा है, और ग्रह केवल अपने वातावरण और पानी पर लंबे समय तक रहने में सक्षम नहीं हो सकता है। संदर्भ के लिए, चंद्रमा पृथ्वी के द्रव्यमान का 1.2 प्रतिशत है, और बुध 5.53 प्रतिशत है।

शोधकर्ता उदाहरण के तौर पर धूमकेतु जैसे ग्रहों का उपयोग करते हैं। धूमकेतु में बहुत सारा पानी होता है, जो सूर्य के पास पहुंचने पर डूब जाता है। लेकिन उन्हें उस वाष्प पर रखने के लिए आवश्यक द्रव्यमान की कमी होती है, और वे कभी वातावरण नहीं बना सकते हैं। पानी अंतरिक्ष में खो गया है। तो एक ग्रह जो बहुत छोटा था, भले ही उसमें बहुत सारा पानी हो, कभी भी उस पर पकड़ नहीं होगी।

शोधकर्ताओं ने दो अलग-अलग प्रकार के तारों के आसपास कम-द्रव्यमान वाले ग्रह के रहने योग्य क्षेत्र का अनुमान लगाने के लिए मॉडल का उपयोग किया: एक एम-प्रकार, या लाल बौना सितारा, और हमारे सूर्य की तरह एक जी-प्रकार का तारा।

उन्होंने हमारे अपने सौर मंडल में रहने की आदत का एक और दीर्घकालिक सवाल भी हल किया हो सकता है। बृहस्पति के चंद्रमा गैनीमेड, कैलिस्टो और यूरोपा सभी में बहुत सारा तरल पानी है, जो बर्फ की परतों के नीचे फंसा हुआ है। खगोलविदों ने सोचा है कि जब सूर्य अपने स्थिर भविष्य में किसी बिंदु पर अधिक ऊर्जा प्राप्त करेगा तो वे रहने योग्य होंगे। लेकिन लेखकों के काम के अनुसार, उनके पास उस पानी को रखने के लिए द्रव्यमान की कमी है, भले ही वे पर्याप्त गर्म न हों। गैनीमेड 2.5% पृथ्वी द्रव्यमान के करीब आता है, लेकिन यह "धूमकेतु जैसा" होने के लिए काफी छोटा है और अपना सारा पानी अंतरिक्ष में खो देता है।

पर्यावरण विज्ञान और इंजीनियरिंग के एसोसिएट प्रोफेसर रॉबिन वर्ड्सवर्थ ने कहा, "कम द्रव्यमान वाले जलचर जीवन की तलाश में एक आकर्षक संभावना है, और यह कागज दिखाता है कि पृथ्वी की तरह के ग्रहों की तुलना में उनका व्यवहार कितना अलग है।" एसईएएस और अध्ययन के वरिष्ठ लेखक। "वस्तुओं के इस वर्ग के लिए एक बार अवलोकन संभव हो जाने के बाद, इन पूर्वानुमानों को सीधे परखने की कोशिश करना रोमांचक होगा।"

शोधकर्ताओं ने अपने काम में कुछ आवश्यक धारणाएं बनाईं। उन्होंने मान लिया कि उनकी कम द्रव्यमान वाली दुनिया का वातावरण शुद्ध जल वाष्प है। उन्होंने यह भी माना कि पानी ग्रह के द्रव्यमान का 40% तय किया गया था। उन्होंने कुछ अन्य कारकों को भी नजरअंदाज कर दिया, जैसे CO2 साइकिल चलाना, क्लाउड कवर, और महासागर रसायन विज्ञान। अपने काम के इस चरण में मॉडल करने के लिए बस बहुत सारे चर हैं।

लेखक एक्सोप्लैनेट के बजाय रहने योग्य एक्सोमून के विचार को भी संबोधित करते हैं। यह अनुमान है कि अन्य सौर प्रणालियों में, चंद्रमा ग्रहों की तुलना में रहने योग्य होने की अधिक संभावना हो सकती है। उस मामले में, अन्य कारक खेल में आते हैं, जैसे ज्वारीय बल। यह विशेष रूप से एम-प्रकार सितारों, या लाल बौनों के आसपास सच हो सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि इन कम ऊर्जा सितारों के आसपास स्थित परिस्थितिजन्य रहने योग्य क्षेत्र पहले से ही सूर्य के समान जी-टाइप स्टार के मुकाबले स्टार के बहुत करीब है। एक्सोमून, उसके ग्रह और तारे के संयुक्त गुरुत्वाकर्षण बल पूरी तरह से रहने की क्षमता को खत्म कर सकते हैं।

वे आदतों को प्रभावित करने वाले कुछ अन्य कारकों की एक विस्तृत विविधता को भी स्वीकार करते हैं। उदाहरण के लिए, भले ही गेनीमेड जैसे चंद्रमा अपने मॉडल में रहने योग्य हो, लेकिन उनके उप-महासागरों में बहुत अच्छी तरह से जीवन हो सकता है, जहां पानी को बर्फ की मोटी परत से बचने से रोका जाता है।

अभ्यस्तता का निर्धारण करने के संबंध में बहुत अधिक काम किया जाना है। जैसा कि लेखक अपने पेपर में कहते हैं, "आगे का काम हाइड्रोडायनामिक एस्केप के अधिक जटिल मॉडल पर विचार कर सकता है।" एक्सोप्लैनेट में अधिक विविधता और जटिलता की तुलना में हम अभी जानते हैं, लेकिन यह अध्ययन इसके बारे में कुछ पता करने के लिए शुरू होता है।

अधिक:

• प्रेस रिलीज: ग्रह आकार के लिए एक गोल्डीलॉक्स ज़ोन
• शोध पत्र: कम गुरुत्वाकर्षण वाले जलस्रोतों पर वायुमंडलीय विकास
• स्पेस मैगज़ीन: कौन से हैबिटेबल जोन वास्तव में जीवन की खोज के लिए सर्वश्रेष्ठ हैं?