संभावित रूप से रहने योग्य एक्सोप्लैनेट के लिए शिकार करते समय, सबसे महत्वपूर्ण चीजों में से एक जो खगोलविदों को दिखती है, वह यह है कि क्या उम्मीदवार अपने स्टार के रहने योग्य क्षेत्र के भीतर परिक्रमा करते हैं या नहीं। किसी ग्रह की सतह पर तरल पानी मौजूद होने के लिए यह आवश्यक है, जो कि जीवन के लिए एक शर्त है जैसा कि हम जानते हैं। हालांकि, नए एक्सोप्लैनेट्स की खोज के दौरान, वैज्ञानिकों को "पानी की दुनिया" के रूप में जाना जाने वाले एक चरम मामले के बारे में पता चला है।
जल संसार मूल रूप से ऐसे ग्रह हैं जो बड़े पैमाने पर 50% पानी तक होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप सतह महासागरों की संख्या सैकड़ों किलोमीटर गहरी हो सकती है। प्रिंसटन, मिशिगन विश्वविद्यालय और हार्वर्ड के खगोलविदों की एक टीम के एक नए अध्ययन के अनुसार, पानी की दुनिया बहुत लंबे समय तक अपने पानी पर लटकने में सक्षम नहीं हो सकती है। जब ब्रह्मांड के हमारे गले में रहने योग्य ग्रहों के शिकार की बात आती है तो ये निष्कर्ष बहुत महत्वपूर्ण हो सकते हैं।
हाल ही में द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स में "वायुमंडलीय हानियों के माध्यम से जल संसार के निर्जलीकरण" शीर्षक का यह सबसे हालिया अध्ययन। प्रिंसटन यूनिवर्सिटी में एस्ट्रोफिजिकल साइंसेज विभाग के चुआनफ़ेई डोंग द्वारा नेतृत्व में, टीम ने कंप्यूटर सिमुलेशन का आयोजन किया जो इस बात पर ध्यान देता था कि पानी की दुनिया किस तरह की स्थितियों के अधीन होगी।
इस अध्ययन को मोटे तौर पर प्रेरित किया गया था हाल के वर्षों में एक्सोप्लैनेट खोजों की संख्या कम द्रव्यमान, एम-प्रकार (लाल बौना) स्टार सिस्टम के आसपास बनाई गई है। इन ग्रहों को पृथ्वी के आकार में तुलनीय पाया गया है - जिससे संकेत मिलता है कि वे संभावित स्थलीय (यानी चट्टानी) थे। इसके अलावा, इन ग्रहों में से कई - जैसे कि प्रोक्सिमा बी और तीन ग्रह TRAPPIST-1 प्रणाली के भीतर - सितारों के रहने योग्य क्षेत्रों के भीतर परिक्रमा करते पाए गए।
हालांकि, बाद के अध्ययनों से संकेत मिलता है कि प्रॉक्सिमा बी और अन्य चट्टानी ग्रह लाल बौने सितारों की परिक्रमा करते हुए वास्तव में पानी की दुनिया हो सकते हैं। यह खगोलीय सर्वेक्षण द्वारा प्राप्त बड़े पैमाने पर अनुमानों पर आधारित था, और अंतर्निहित धारणाएं थीं कि ऐसे ग्रह प्रकृति में चट्टानी थे और बड़े पैमाने पर वायुमंडल नहीं थे। एक ही समय में, कई अध्ययनों का उत्पादन किया गया है जो इस बात पर संदेह करते हैं कि ये ग्रह अपने पानी पर पकड़ बनाने में सक्षम होंगे या नहीं।
मूल रूप से, यह सभी तारों के प्रकार और ग्रहों के कक्षीय मापदंडों के नीचे आता है। जबकि लंबे समय तक रहने वाले, लाल बौने तारे हमारे सूर्य की तुलना में परिवर्तनशील और अस्थिर होने के लिए जाने जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप समय-समय पर झड़ते हैं जो समय के साथ एक ग्रह के वातावरण को छीन लेंगे। उसके ऊपर, एक लाल बौने के रहने योग्य क्षेत्र के भीतर परिक्रमा करने वाले ग्रहों को निश्चित रूप से लॉक किया जाएगा, जिसका अर्थ है कि ग्रह का एक पक्ष लगातार स्टार के विकिरण के संपर्क में होगा।
इस वजह से, वैज्ञानिक यह निर्धारित करने पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं कि विभिन्न प्रकार के स्टार सिस्टम में एक्सोप्लैनेट अपने वायुमंडल पर कितनी अच्छी तरह से पकड़ सकते हैं। जैसा कि डॉ। डोंग ने ईमेल के माध्यम से अंतरिक्ष पत्रिका को बताया:
“यह कहना उचित है कि किसी ग्रह की वास के लिए वातावरण की उपस्थिति को आवश्यकताओं में से एक माना जाता है। कहा जाता है कि, आदत की अवधारणा एक जटिल है जिसमें असंख्य कारक शामिल होते हैं। इस प्रकार, अपने आप से एक वातावरण वास की गारंटी देने के लिए पर्याप्त नहीं होगा, लेकिन इसे किसी ग्रह के जल्दबाजी में महत्वपूर्ण घटक के रूप में माना जा सकता है। "
यह जांचने के लिए कि पानी की दुनिया अपने वायुमंडल पर पकड़ बना पाएगी या नहीं, टीम ने कंप्यूटर सिमुलेशन का आयोजन किया जो कई संभावित परिदृश्यों को ध्यान में रखता है। इनमें तारकीय चुंबकीय क्षेत्र, कोरोनल मास इजेक्शन, और वायुमंडलीय आयनीकरण और विभिन्न प्रकार के सितारों के लिए इजेक्शन शामिल थे - जिसमें जी-टाइप सितारे (जैसे हमारे सूर्य) और एम-टाइप सितारे (जैसे प्रॉक्सीमा सेंटॉरी और टीआरएपीपीआईएसटी -1) शामिल हैं।
इन प्रभावों के साथ, डॉ। डोंग और उनके सहयोगियों ने एक व्यापक मॉडल निकाला, जिसने अनुकरण किया कि वायुमंडलीय वायुमंडल कितने समय तक चलेगा। जैसा कि उन्होंने इसे समझाया:
“हमने एक नया बहु-द्रव मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक मॉडल विकसित किया। मॉडल ने आयनोस्फियर और मैग्नेटोस्फीयर दोनों को एक पूरे के रूप में अनुकरण किया। द्विध्रुवीय चुंबकीय क्षेत्र के अस्तित्व के कारण, तारकीय हवा सीधे वातावरण को दूर नहीं कर सकती (जैसे कि वैश्विक द्विध्रुवीय चुंबकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति के कारण मंगल), इसके बजाय, ध्रुवीय हवा से वायुमंडलीय आयन हानि हुई।
"इलेक्ट्रॉनों को उनके माता-पिता आयनों की तुलना में कम बड़े पैमाने पर होते हैं, और परिणामस्वरूप, ग्रह के भागने के वेग से अधिक आसानी से और तेजी से बढ़ते हैं। भागने, कम द्रव्यमान वाले इलेक्ट्रॉनों और काफी भारी, सकारात्मक चार्ज वाले आयनों के बीच यह चार्ज पृथक्करण एक ध्रुवीकरण विद्युत क्षेत्र स्थापित करता है। यह विद्युत क्षेत्र, बदले में, ध्रुवीय कैप्स में वायुमंडल से बाहर निकलने वाले इलेक्ट्रॉनों के पीछे सकारात्मक रूप से आवेशित आयनों को खींचने का कार्य करता है। "
उन्होंने पाया कि उनके कंप्यूटर सिमुलेशन वर्तमान पृथ्वी-सूर्य प्रणाली के अनुरूप थे। हालांकि, कुछ चरम संभावनाओं में - जैसे कि एम-प्रकार के सितारों के आसपास एक्सोप्लैनेट - स्थिति बहुत अलग है और भागने की दर एक हजार गुना अधिक या अधिक हो सकती है। परिणाम का मतलब है कि एक पानी की दुनिया, अगर यह एक लाल बौने तारे की परिक्रमा करती है, तो एक अरब साल बाद एक गीगायर (Gyr) के बारे में अपना वातावरण खो सकती है।
उस जीवन को ध्यान में रखते हुए, जैसा कि हम जानते हैं कि इसे विकसित होने में लगभग 4.5 बिलियन वर्ष लगे हैं, एक बिलियन वर्ष अपेक्षाकृत संक्षिप्त विंडो है। वास्तव में, जैसा कि डॉ। डोंग ने बताया, इन परिणामों से संकेत मिलता है कि जीवन को विकसित करने के लिए एम-प्रकार के तारों की परिक्रमा करने वाले ग्रहों को कठोर दबाया जाएगा:
"हमारे परिणामों से संकेत मिलता है कि समुद्र के ग्रह (सूर्य जैसे तारे की परिक्रमा) अपने वायुमंडल को गेयर टाइमसेल की तुलना में अधिक लंबे समय तक बनाए रखेंगे क्योंकि आयन एस्केप रेट बहुत कम हैं, इसलिए, यह इन ग्रहों की उत्पत्ति के लिए जीवन की लंबी अवधि की अनुमति देता है। और जटिलता के संदर्भ में विकसित होता है। इसके विपरीत, एक्सोप्लैनेट्स के लिए एम-बौनों की परिक्रमा के लिए, वे अपने महासागरों को अधिक तीव्र कण और विकिरण वातावरण के कारण गायर टाइमसेल पर कम कर सकते हैं जो एक्सोप्लैनेट्स बंद-रहने योग्य क्षेत्रों में अनुभव करते हैं। यदि वातावरण गेयर की तुलना में कम समय के लिए खत्म हो गया, तो यह ग्रह पर जीवन की उत्पत्ति (एबोजेनेसिस) के लिए समस्याग्रस्त साबित हो सकता है। ”
एक बार फिर, इन परिणामों ने लाल बौना तारा प्रणालियों की संभावित वासशीलता पर संदेह किया। अतीत में, शोधकर्ताओं ने संकेत दिया है कि लाल बौना सितारों की लंबी उम्र, जो 10 ट्रिलियन साल या उससे अधिक समय तक अपने मुख्य अनुक्रम में रह सकते हैं, उन्हें रहने योग्य एक्सोप्लैनेट खोजने के लिए सबसे अच्छा उम्मीदवार बनाते हैं। हालांकि, इन तारों की स्थिरता और जिस तरह से उनके वायुमंडल के ग्रहों को छीनने की संभावना है, वह अन्यथा इंगित करता है।
इस तरह के अध्ययन इसलिए बहुत महत्वपूर्ण हैं कि वे यह पता लगाने में मदद करते हैं कि लाल बौने तारे के चारों ओर एक संभावित रहने योग्य ग्रह कितनी देर तक संभावित रूप से रहने योग्य हो सकता है। दांग ने संकेत दिया:
"ग्रहों की आदतों पर वायुमंडलीय नुकसान के महत्व को देखते हुए, इन ग्रहों को वायुमंडल है या नहीं, यह निर्धारित करने के लिए आगामी जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) जैसे दूरबीनों का उपयोग करने में बहुत रुचि है। । यह उम्मीद की जाती है कि JWST इन वायुमंडल (यदि वर्तमान में) को चिह्नित करने में सक्षम होना चाहिए, लेकिन भागने की दरों को सही रूप से निर्धारित करने के लिए बहुत अधिक सटीक डिग्री की आवश्यकता होती है और निकट भविष्य में संभव नहीं हो सकता है। ”
जहां तक सौर मंडल की समझ और उसके विकास का संबंध है, अध्ययन भी महत्वपूर्ण है। एक समय में, वैज्ञानिकों ने अनुमान लगाया है कि पृथ्वी और शुक्र दोनों ही जल जगत हो सकते हैं। उन्होंने आज जो कुछ किया है, उसे बहुत पानीदार होने से कैसे बदल दिया - शुक्र, शुष्क और नारकीय के मामले में; और पृथ्वी के मामले में, कई महाद्वीप हैं - एक महत्वपूर्ण प्रश्न है।
भविष्य में, अधिक विस्तृत सर्वेक्षणों का अनुमान है जो इन प्रतिस्पर्धी सिद्धांतों पर प्रकाश डालने में मदद कर सकते हैं। जब जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) को 2018 के वसंत में तैनात किया जाता है, तो यह पास के लाल बौनों के आसपास ग्रहों का अध्ययन करने के लिए अपनी शक्तिशाली अवरक्त क्षमताओं का उपयोग करेगा, प्रॉक्सिमा बी उनमें से एक है। हम इस बारे में और अन्य दूरस्थ एक्सोप्लैनेट्स के बारे में क्या सीखते हैं, यह समझने की दिशा में एक लंबा रास्ता तय करेगा कि हमारा अपना सौर मंडल कैसे विकसित हुआ।
