आकाशगंगा में जीवन शुरू करने के लिए सर्वोत्तम पड़ोस | क्वांटा पत्रिका

जीवन को आश्रय देने के लिए, कम से कम जैसा कि हम जानते हैं, एक ग्रह को एक ऐसे तारे की परिक्रमा करनी चाहिए जो अपेक्षाकृत शांत और स्थिर हो। ग्रह की कक्षा भी लगभग गोलाकार होनी चाहिए ताकि ग्रह पूरे वर्ष समान गर्मी का अनुभव करे। और वह बहुत गरम न हो, ऐसा न हो कि सतह का पानी उबल जाए; बहुत ठंडा नहीं, ऐसा न हो कि पानी बर्फ में बंद रह जाये; लेकिन बिल्कुल सही, ताकि नदियाँ और समुद्र तरल बने रहें।

ये विशेषताएँ तारों के चारों ओर एक "रहने योग्य क्षेत्र" को परिभाषित करती हैं - जीवन के अनुकूल एक्सोप्लैनेट की खोज में लक्षित करने के लिए आकर्षक स्थान। लेकिन वैज्ञानिक तेजी से पूरी आकाशगंगा की समान जांच कर रहे हैं। जिस तरह अलग-अलग जीवमंडल वाले महाद्वीप अलग-अलग वनस्पतियों और जीवों की मेजबानी करते हैं, उसी तरह आकाशगंगा के विभिन्न क्षेत्र सितारों और ग्रहों की अलग-अलग आबादी को आश्रय दे सकते हैं। आकाशगंगा के अशांत इतिहास का मतलब है कि आकाशगंगा के सभी कोने एक जैसे नहीं हैं, और केवल कुछ आकाशगंगा क्षेत्र ही ऐसे ग्रह बनाने के लिए सही हो सकते हैं जिनके बारे में हम सोचते हैं कि वहां निवास किया जा सकता है।

जैसा कि एक्सोप्लैनेट वैज्ञानिकों ने विदेशी जीवन की तलाश करने के बारे में अपने विचारों को परिष्कृत किया है, वे अब एक तारे की उत्पत्ति और उसके पड़ोस पर विचार कर रहे हैं, उन्होंने कहा जेस्पर नीलसन, कोपेनहेगन विश्वविद्यालय में एक खगोलशास्त्री। नए सिमुलेशन, ग्रहों की खोज करने वाले और लाखों सितारों की निगरानी करने वाले उपग्रहों के अवलोकन के साथ, एक तस्वीर पेश कर रहे हैं कि कैसे अलग-अलग गैलेक्टिक पड़ोस - और शायद अलग-अलग आकाशगंगाएं भी - अलग-अलग ग्रहों का निर्माण करते हैं।

नीलसन ने कहा, "इसके बदले में, हमें यह बेहतर ढंग से समझने में मदद मिल सकती है कि हमारी दूरबीनों को कहां इंगित करना है।"

गेलेक्टिक भूगोल

आज, आकाशगंगा एक जटिल संरचना है. इसका केंद्रीय सुपरमैसिव ब्लैक होल "उभार" से घिरा हुआ है, जो सितारों का एक मोटा समूह है जिसमें आकाशगंगा के कुछ सबसे वरिष्ठ नागरिक शामिल हैं। उभार "पतली डिस्क" से घिरा हुआ है, जिस संरचना को आप एक स्पष्ट, अंधेरी रात में ऊपर की ओर घूमते हुए देख सकते हैं। सूर्य सहित अधिकांश तारे, पतली डिस्क की सर्पिलाकार भुजाओं में पाए जाते हैं, जो पुराने तारों से युक्त एक व्यापक "मोटी डिस्क" से आलिंगित हैं। और काले पदार्थ, गर्म गैस और कुछ तारों का एक फैला हुआ, अधिकतर गोलाकार प्रभामंडल पूरी वास्तुकला को ढक लेता है।

कम से कम दो दशकों से, वैज्ञानिक आश्चर्यचकित हैं कि क्या उन संरचनाओं में रहने योग्य स्थितियाँ भिन्न होती हैं। गांगेय आवास क्षमता का पहला अध्ययन 2004 में हुआ, जब ऑस्ट्रेलियाई वैज्ञानिक चार्ल्स लाइनवीवर, येशे फेनर और ब्रैड गिब्सन ने इतिहास का प्रतिरूपण किया आकाशगंगा का अध्ययन किया और इसका उपयोग यह अध्ययन करने के लिए किया कि रहने योग्य क्षेत्र कहाँ पाए जा सकते हैं। वे जानना चाहते थे कि किस मेजबान तारे में चट्टानी ग्रह बनाने के लिए पर्याप्त भारी तत्व (जैसे कार्बन और लोहा) थे, कौन से तारे जटिल जीवन के विकास के लिए काफी लंबे समय से आसपास थे, और कौन से तारे (और कोई भी परिक्रमा करने वाले ग्रह) पड़ोसी सुपरनोवा से सुरक्षित थे। अंत में उन्होंने "आकाशगंगा के रहने योग्य क्षेत्र" को परिभाषित किया, यह एक डोनट के आकार का क्षेत्र है जिसमें आकाशगंगा के केंद्र में छेद होता है। क्षेत्र की आंतरिक सीमा आकाशगंगा केंद्र से लगभग 22,000 प्रकाश-वर्ष दूर शुरू होती है, और इसकी बाहरी सीमा लगभग 29,000 प्रकाश-वर्ष दूर समाप्त होती है।

उसके बाद के दो दशकों में, खगोलविदों ने उन चरों को अधिक सटीक रूप से परिभाषित करने का प्रयास किया है जो आकाशगंगा के भीतर तारकीय और ग्रहीय विकास दोनों को नियंत्रित करते हैं। केविन श्लॉफ़मैन, जॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय में एक खगोलशास्त्री। उदाहरण के लिए, उन्होंने कहा, ग्रहों का जन्म धूल भरी डिस्क में होता है जो नवजात तारों को घेरे रहती है, और, सीधे शब्दों में कहें तो, यदि "एक प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क में बहुत सारी सामग्री है जो चट्टानें बना सकती है, तो यह और अधिक ग्रह बनाएगी।"

आकाशगंगा के कुछ क्षेत्र दूसरों की तुलना में उन ग्रह-निर्माण सामग्रियों से अधिक सघनता से भरे हो सकते हैं, और वैज्ञानिक अब यह समझने के लिए काम कर रहे हैं कि आकाशगंगा के पड़ोस उन ग्रहों को कितना प्रभावित करते हैं जिनमें वे रहते हैं।

यहाँ एक्सोप्लैनेट बनें

लगभग 4,000 ज्ञात एक्सोप्लैनेट्स में से, अब तक कुछ नियम हैं जो यह नियंत्रित करते हैं कि किस प्रकार के ग्रह कहाँ रहते हैं; कोई स्टार सिस्टम नहीं बिल्कुल अपने जैसे दिखते हैं, और उनमें से अधिकांश तो ऐसा भी नहीं करते एक दूसरे से काफी मिलते जुलते हैं.

नील्सन और उनके सहयोगी यह जानना चाहते थे कि क्या आकाशगंगा की मोटी डिस्क, पतली डिस्क और प्रभामंडल में ग्रह अलग-अलग तरह से बन सकते हैं। सामान्य तौर पर, पतली-डिस्क सितारों में मोटी-डिस्क सितारों की तुलना में अधिक भारी तत्व होते हैं, जिसका अर्थ है कि वे बादलों से विकसित हुए हैं जिनमें अधिक ग्रह-निर्माण सामग्री भी हो सकती है। यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी के स्टार-ट्रैकिंग गैया उपग्रह के डेटा का उपयोग करते हुए, नीलसन और उनके सहयोगियों ने पहले कुछ तत्वों की प्रचुरता के आधार पर तारों को अलग किया। फिर उन्होंने उन आबादी के बीच ग्रह निर्माण का अनुकरण किया।

उनके अनुकरण, जिसे उन्होंने अक्टूबर में प्रकाशित किया था, से पता चला कि गैस के विशाल ग्रह और सुपर-अर्थ - एक्सोप्लैनेट का सबसे आम प्रकार - पतली डिस्क में अधिक प्रचुर मात्रा में विकसित हुए, शायद इसलिए (जैसा कि अपेक्षित था) उन सितारों के पास काम करने के लिए अधिक निर्माण सामग्री है। उन्होंने यह भी पाया कि अधिक भारी तत्वों वाले युवा तारे आम तौर पर अधिक ग्रहों की मेजबानी करते हैं, और विशाल ग्रह छोटे ग्रहों की तुलना में अधिक सामान्य होते हैं। इसके विपरीत, मोटी डिस्क और प्रभामंडल में गैस दिग्गज लगभग नगण्य थे।

श्लाउफमैन, जो काम में शामिल नहीं थे, ने कहा कि परिणाम समझ में आते हैं। जिस धूल और गैस से तारे पैदा होते हैं उसकी संरचना यह निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण है कि तारे ग्रहों का निर्माण करेंगे या नहीं। और यद्यपि वह संरचना स्थान के साथ भिन्न हो सकती है, उन्होंने तर्क दिया कि हालांकि स्थान किसी सितारे के विश्व-निर्माण के लिए मंच तैयार कर सकता है, लेकिन यह अंतिम परिणाम निर्धारित नहीं कर सकता है।

नीलसन के सिमुलेशन सैद्धांतिक हैं, लेकिन कुछ हालिया अवलोकन उनके निष्कर्षों का समर्थन करते हैं।

जून में, नासा के ग्रह-शिकार केपलर अंतरिक्ष दूरबीन के डेटा का उपयोग करते हुए एक अध्ययन में पाया गया कि आकाशगंगा की पतली डिस्क में तारे हैं अधिक ग्रह, विशेष रूप से सुपर-अर्थ और उप-नेप्च्यून-आकार की दुनिया, मोटी डिस्क में सितारों की तुलना में। एक स्पष्टीकरण, कहा जेसी क्रिस्टियनसेनकैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के एक एक्सोप्लैनेट वैज्ञानिक और अध्ययन के सह-लेखक, का कहना है कि पुराने, मोटी-डिस्क सितारों का जन्म तब हुआ होगा जब ग्रह बनाने वाली सामग्रियां विरल थीं, इससे पहले कि मरने वाले सितारों की पीढ़ियों ने इमारत के साथ ब्रह्मांड का बीजारोपण किया हो। दुनिया के ब्लॉक. या हो सकता है कि मोटी डिस्क वाले तारे घने, उच्च विकिरण वाले वातावरण में पैदा हुए हों, जहां अशांति शिशु ग्रहों को एकजुट होने से रोकती है।

क्रिस्टियनसेन ने कहा कि ग्रह घनी आबादी वाले "शहरी" क्षेत्रों के बजाय उपनगरों जैसे खुले क्षेत्रों में बेहतर प्रदर्शन कर सकते हैं। हमारा सूर्य ऐसे ही एक कम आबादी वाले उपनगरीय क्षेत्र में है।

अन्य पृथ्वी

क्रिस्चियनसेन के सर्वेक्षण और नीलसन के सिमुलेशन गैलेक्टिक पड़ोस के एक समारोह के रूप में ग्रह की घटना का अध्ययन करने वाले पहले लोगों में से हैं; वेदांत चंद्राहार्वर्ड-स्मिथसोनियन सेंटर फॉर एस्ट्रोफिजिक्स के एक खगोलशास्त्री, एक कदम आगे जाने और अध्ययन करने की तैयारी कर रहे हैं कि क्या मिल्की वे के बढ़ने के साथ-साथ कुछ आकाशगंगाओं में ग्रह का गठन अलग हो सकता है। भविष्य में, नीलसन को उम्मीद है कि नासा के आगामी नैन्सी ग्रेस रोमन स्पेस टेलीस्कोप जैसे परिष्कृत सर्वेक्षण और उपकरण हमें ग्रह निर्माण को उसी तरह समझने में मदद करेंगे जैसे जनसांख्यिकीय आबादी को समझते हैं। क्या हम अनुमान लगा सकते हैं कि किस प्रकार के तारे किस प्रकार के ग्रहों की मेजबानी करेंगे? क्या कुछ पड़ोस में पृथ्वी बनने की अधिक संभावना है? और अगर हम जानते हैं कि कहाँ देखना है, तो क्या हमें पीछे मुड़कर देखने वाली कोई चीज़ मिलेगी?

हम जानते हैं कि हम एक रहने योग्य क्षेत्र में रहते हैं, एक शांत तारे की परिक्रमा करने वाली दुनिया में। लेकिन पृथ्वी पर जीवन की शुरुआत कैसे हुई, कब और क्यों हुई, यह विज्ञान के किसी भी क्षेत्र में सबसे बड़ा सवाल है। शायद वैज्ञानिकों को हमारे तारे की उत्पत्ति की कहानी के बारे में भी सोचना चाहिए, और यहां तक ​​कि उन तारकीय पूर्वजों के बारे में भी, जिन्होंने अरबों साल पहले आकाशगंगा के हमारे कोने को आकार दिया था।

“क्या पृथ्वी पर जीवन अपरिहार्य था? क्या यह विशेष था?” चन्दर ने पूछा. "केवल एक बार जब आप इस वैश्विक तस्वीर को समझना शुरू कर देंगे... तो क्या आप इस तरह के सवालों का जवाब देना शुरू कर सकते हैं।"