अध्ययन से 4 अरब वर्षों से अधिक समय से तरल पानी वाले भटकते ग्रहों के चंद्रमाओं का पता चला है

म्यूनिख के लुडविग मैक्सिमिलियन विश्वविद्यालय के डेविड डहलबुडिंग के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक टीम ने एक मॉडल प्रस्तुत किया है जो दुष्ट ग्रहों की परिक्रमा करने वाले चंद्रमाओं की सतह पर तरल पानी बनाए रखने की संभावना को प्रदर्शित करता है। ये खगोलीय पिंड किसी तारे से जुड़े बिना अंतरतारकीय अंतरिक्ष में घूमते हैं। ज्वारीय बलों द्वारा उत्पन्न ताप, घने हाइड्रोजन-प्रधान वायुमंडल के साथ मिलकर, कुछ परिदृश्यों में 4.3 बिलियन वर्षों तक तरल महासागरों को बनाए रख सकता है।

सिमुलेशन बृहस्पति जैसे ग्रहों के चारों ओर पृथ्वी के आकार के चंद्रमाओं पर विचार करते हैं जिन्हें उनके घरेलू सिस्टम से बाहर निकाल दिया गया है। इन परिस्थितियों में, बार-बार होने वाले गुरुत्वाकर्षण विरूपण के कारण होने वाले आंतरिक घर्षण से पानी को पूरी तरह से जमने से रोकने के लिए पर्याप्त गर्मी निकलती है। यह प्रक्रिया तारकीय विकिरण की पूर्ण अनुपस्थिति में भी होती है, जिससे किसी भी सूर्य से दूर संभावित रहने योग्य वातावरण की संभावनाओं का विस्तार होता है।

• विलक्षण कक्षाओं वाले चंद्रमा अरबों वर्षों तक ज्वारीय ताप को बनाए रखते हैं।
• हाइड्रोजन का गाढ़ा वातावरण एक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस के रूप में कार्य करता है।
• विशिष्ट सेटिंग्स में सतह का तापमान तरल पानी के लिए उपयुक्त रहता है।

आंतरिक ऊर्जा स्रोत के रूप में ज्वारीय तापन

कार्य में पहचाना गया मुख्य तंत्र चंद्रमा और मेजबान ग्रह के बीच निरंतर गुरुत्वाकर्षण संपर्क पर निर्भर करता है। यह बल उपग्रह के भीतर समय-समय पर विकृतियों का कारण बनता है, जिससे घर्षण और गर्मी पैदा होती है जो समय के साथ समाप्त हो जाती है। सौर मंडल में उदाहरण, जैसे आयो पर ज्वालामुखीय गतिविधि और एन्सेलाडस पर पानी के ढेर, यह दर्शाते हैं कि विशाल ग्रहों के चंद्रमाओं पर ज्वारीय ताप पहले से ही कैसे संचालित होता है।

शोधकर्ताओं ने इन एक्सोमून के लिए हाइड्रोजन-समृद्ध वातावरण का मॉडल तैयार किया। कार्बन डाइऑक्साइड पर आधारित पिछले मॉडलों के विपरीत, जिसने रहने की क्षमता को लगभग 1.6 बिलियन वर्षों तक सीमित कर दिया था, हाइड्रोजन अधिक लंबे समय तक गर्मी बनाए रखने की अनुमति देता है। टीम ने परिणामों को प्रासंगिक बनाने के लिए जीवन की उत्पत्ति के विशेषज्ञों के साथ सहयोग शामिल किया।

विश्लेषण किए गए चंद्रमा स्थिर स्थिति बनाए रखते हैं जब भटकने वाला ग्रह इजेक्शन के बाद एक निश्चित कक्षीय विलक्षणता बनाए रखता है। यह कारक सुनिश्चित करता है कि ज्वारीय ताप जल्दी से कम न हो। संख्यात्मक सिमुलेशन से संकेत मिलता है कि, अध्ययन किए गए 12% से 15% मामलों में, आंतरिक ताप प्रवाह की तुलना यूरोपा या एन्सेलाडस जैसे चंद्रमाओं पर देखी गई है।

सतह या उपसतह महासागरों के लिए स्थितियाँ

दुष्ट ग्रहों का निर्माण तब होता है जब ग्रह प्रणालियों के निर्माण के दौरान गुरुत्वाकर्षण संपर्क प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क से पिंडों को बाहर निकाल देता है। इनमें से कई विशाल विश्व इजेक्शन प्रक्रिया के दौरान चंद्रमा बनाए रखते हैं। तारे की रोशनी के बिना, इन उपग्रहों की सतह पर बेहद कम तापमान का अनुभव होगा, लेकिन आंतरिक गर्मी इस नुकसान की भरपाई कर सकती है।

अध्ययन में घने वायुमंडल वाले चंद्रमाओं पर विचार किया गया है जो कोर में उत्पन्न गर्मी को रोक लेते हैं। इन विन्यासों में, सतह का तापमान 4.3 अरब वर्षों तक तरल पानी के अस्तित्व के अनुकूल स्तर तक पहुंच सकता है। यह समय मोटे तौर पर स्थिर महासागरों के निर्माण के बाद से पृथ्वी की वर्तमान आयु से मेल खाता है।

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पिछला शोध पहले ही सौर मंडल में बर्फीले चंद्रमाओं पर भूमिगत महासागरों की ओर इशारा कर चुका है। अब, मॉडल इस संभावना को पूरी तरह से अंधेरे वातावरण में एक्सोमून तक बढ़ा देता है। वायुमंडल में हाइड्रोजन की उपस्थिति ग्रीनहाउस प्रभाव बनाने में मदद करती है जो ज्वारीय तापन का पूरक है।

प्रारंभिक पृथ्वी के पर्यावरण के साथ समानताएं

हाइड्रोजन से भरपूर वायुमंडलीय संरचना उन स्थितियों को संदर्भित करती है जो युवा पृथ्वी पर मौजूद हो सकती हैं, खासकर क्षुद्रग्रह के प्रभाव के बाद जिससे बड़ी मात्रा में यह गैस निकली। इस समानता से पता चलता है कि जिन रासायनिक प्रक्रियाओं के कारण जीवन की उत्पत्ति हुई, वैसी ही रासायनिक प्रक्रियाएँ इतने दूर के चंद्रमाओं पर हो सकती हैं।

लेखक इस बात पर प्रकाश डालते हैं कि जीवन का उद्गम जरूरी नहीं कि पास के तारे से निकलने वाले विकिरण पर निर्भर हो। उचित वायुमंडलीय रसायन विज्ञान के साथ संयुक्त आंतरिक गर्मी भूवैज्ञानिक पैमाने पर स्थिर वातावरण के लिए एक वैकल्पिक मार्ग प्रदान करती है। यह दृश्य अन्य प्रणालियों में बायोसिग्नल की खोज के दायरे का विस्तार करता है।

इन वस्तुओं का सीधे अवलोकन करने में चुनौतियाँ

दुष्ट ग्रह और उनके चंद्रमा वर्तमान दूरबीनों के लिए कठिन लक्ष्य का प्रतिनिधित्व करते हैं क्योंकि वे अपना स्वयं का प्रकाश उत्सर्जित नहीं करते हैं और तारकीय विकिरण को महत्वपूर्ण रूप से प्रतिबिंबित नहीं करते हैं। हालाँकि, मेजबान तारे की चकाचौंध चमक की कमी से अधिक संवेदनशील उपकरणों के साथ भविष्य में पता लगाना आसान हो सकता है। विकास के तहत अंतरिक्ष मिशन होनहार उम्मीदवारों की पहचान करने में योगदान दे सकते हैं।

वैज्ञानिक समुदाय इन प्रणालियों को अपरंपरागत संदर्भों में रहने योग्य अध्ययन के लिए अद्वितीय अवसर मानता है। एक तैरते हुए ग्रह के चारों ओर एक एक्सोमून का पता लगाना एक्सोप्लेनेटरी खगोल विज्ञान में एक मील का पत्थर होगा। इस बीच, म्यूनिख टीम द्वारा प्रस्तुत सैद्धांतिक मॉडल भूवैज्ञानिक या रासायनिक गतिविधि के संकेतों को कहां देखना है, इसके बारे में भविष्यवाणियों को परिष्कृत करते हैं।

ब्रह्मांड में जीवन की खोज के लिए निहितार्थ

रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसाइटी के मासिक नोटिस में प्रकाशित कार्य इस बात को पुष्ट करता है कि ज्वारीय तापन पृथ्वी पर जटिल जीवन के इतिहास की तुलना में अवधि के लिए अनुकूल परिस्थितियों को बनाए रख सकता है। भटकते ग्रहों के चंद्रमा भविष्य की खगोलीय जांच में ध्यान देने योग्य वातावरण के रूप में उभरते हैं।