जेम्स वेब उपकरण सौर मंडल के बाहर ग्रह पर समुद्री जीवन से जुड़े अणु को ट्रैक करता है

जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप ने पृथ्वी से 124 प्रकाश वर्ष दूर स्थित एक खगोलीय पिंड, एक्सोप्लैनेट K2-18 b से नया वायुमंडलीय डेटा रिकॉर्ड किया। एकत्र की गई जानकारी वर्णक्रमीय हस्ताक्षरों की उपस्थिति को इंगित करती है जो डाइमिथाइलसल्फाइड से मेल खाती है, एक अणु जो वैज्ञानिक समुदाय में बहुत रुचि पैदा करता है। ग्रह अपने मेजबान तारे के रहने योग्य क्षेत्र की परिक्रमा करता है, एक ऐसा क्षेत्र जहां तापमान तरल पानी की मौजूदगी की अनुमति देता है। यह पता लगाने के लिए उच्च परिशुद्धता वाले उपकरणों का उपयोग किया गया, जो ग्रह के कक्षीय पारगमन के दौरान उसके वायुमंडल द्वारा फ़िल्टर किए गए प्रकाश का विश्लेषण करते हैं।

कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की एक टीम ने अप्रैल 2025 में कैप्चर किए गए डेटा के विश्लेषण का नेतृत्व किया। पृथ्वी पर, डाइमिथाइलसल्फाइड लगभग विशेष रूप से महासागरों में फाइटोप्लांकटन से जुड़ी जैविक प्रक्रियाओं से उत्पन्न होता है। यह खोज 2023 में किए गए प्रारंभिक मापों को पुष्ट करती है, जिसमें पहले से ही उसी रासायनिक यौगिक के हल्के निशान दिखाई दे रहे थे। वैज्ञानिकों ने अंतरिक्ष शोर के बीच अणु के संकेत को अलग करने के लिए, विशिष्ट अवरक्त तरंग दैर्ध्य पर काम करने वाले दूरबीन के एमआईआरआई उपकरण का उपयोग किया।

भौतिक संरचना एक विशाल वैश्विक महासागर के अस्तित्व का सुझाव देती है

केपलर अंतरिक्ष दूरबीन ने 2015 में K2-18 b की मूल खोज की थी। माप से पता चलता है कि दुनिया की त्रिज्या पृथ्वी से 2.6 गुना और द्रव्यमान हमारे ग्रह से 8.6 गुना अधिक है। यह आकार-से-वजन अनुपात अपेक्षाकृत कम औसत घनत्व का सुझाव देता है। खगोल भौतिकी मॉडल से संकेत मिलता है कि यह भौतिक विशेषता अस्थिर सामग्रियों से समृद्ध संरचना से उत्पन्न होती है, जिसमें भारी मात्रा में पानी होने की उच्च संभावना होती है। आकाशीय पिंड उप-नेपच्यून की श्रेणी का हिस्सा है, एक प्रकार का ग्रह जो आकाशगंगा में बेहद आम है, लेकिन सौर मंडल में इसका कोई समकक्ष नहीं है।

जेम्स वेब द्वारा स्वयं किए गए पिछले अवलोकनों ने ग्रह की गैस परत में मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड की प्रचुरता की पुष्टि की थी। वर्णक्रमीय विश्लेषण से अमोनिया की उल्लेखनीय कमी का भी पता चला। विशुद्ध रूप से गैसीय ग्रहों पर, अमोनिया अक्सर बड़ी मात्रा में दिखाई देता है। इस विशिष्ट गैस की अनुपस्थिति एक मजबूत संकेत देती है कि ग्रह की सतह तरल पानी से ढकी हुई है, जो घने हाइड्रोजन-प्रधान वातावरण के नीचे छिपी हुई है।

यह संरचनात्मक विन्यास परिभाषित करता है कि खगोलशास्त्री हाइसीन दुनिया के रूप में क्या वर्गीकृत करते हैं। सिद्धांत का प्रस्ताव है कि एक गहरा, वैश्विक महासागर ग्रह की पूरी परत को घेरे हुए है, जबकि हाइड्रोजन की ऊपरी परत एक थर्मल कंबल के रूप में कार्य करती है। K2-18 b की परिक्रमा करने वाला लाल बौना तारा विकिरण का एक स्तर उत्सर्जित करता है जो पृथ्वी को सूर्य से प्राप्त होने वाली ऊर्जा के समान अनुपात में ग्रह तक पहुंचता है। इस परिदृश्य पर लागू जलवायु मॉडल दिखाते हैं कि पानी स्थिर तरल अवस्था में रह सकता है।

एक्सोप्लैनेट की कक्षा में पहचाने गए मुख्य मार्कर

सुदूर आकाशीय पिंडों के लक्षण वर्णन के लिए एक साथ कई मापदंडों के माप की आवश्यकता होती है। शोधकर्ताओं ने K2-18 b की गतिशीलता को समझने के लिए एक विस्तृत तकनीकी प्रोफ़ाइल को समेकित किया:

• आकाशीय पिंड का व्यास स्थलीय आकार से 2.6 गुना अधिक है
• कुल द्रव्यमान पृथ्वी के भार के 8.6 गुना के बराबर पहुँच जाता है
• कक्षीय प्रक्षेपवक्र पूरी तरह से तारे के रहने योग्य क्षेत्र के भीतर होता है
• वायुमंडलीय संरचना में मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड का उच्च स्तर है
• अमोनिया का पता गैस मानक से काफी नीचे के स्तर पर रहता है

इन रासायनिक और भौतिक विशेषताओं का सेट K2-18 b को स्थलीय और अंतरिक्ष वेधशालाओं द्वारा पहले से ही सूचीबद्ध अधिकांश उप-नेप्च्यून से अलग करता है। गैसों का सटीक संयोजन ग्रहों के निर्माण के बारे में सिद्धांतों के परीक्षण के लिए एक प्राकृतिक प्रयोगशाला के रूप में कार्य करता है।

रासायनिक संकेत की उत्पत्ति को लेकर विशेषज्ञों में असहमति

डाइमिथाइलसल्फाइड स्थलीय संदर्भ में एक मजबूत बायोमार्कर का प्रतिनिधित्व करता है, क्योंकि कोई भी ज्ञात भूवैज्ञानिक प्रक्रिया बड़े पैमाने पर पदार्थ का उत्पादन नहीं करती है। K2-18 b पर दूरबीन डेटा से अनुमानित सांद्रता परिमाण के कई क्रमों से पृथ्वी के महासागरों में पाई जाने वाली मात्रा से अधिक है। कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय समूह ने सिग्नल को जैविक गतिविधि के साथ संगत साक्ष्य के रूप में माना, लेकिन इस खोज को अलौकिक जीवन के निश्चित प्रमाण के रूप में वर्गीकृत करने से परहेज किया।

डेटा की व्याख्या से अन्य शोध संस्थानों से तीव्र प्रतिक्रियाएँ उत्पन्न हुईं। शिकागो विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने जेम्स वेब द्वारा प्राप्त उसी कच्ची जानकारी का एक स्वतंत्र पुनर्मूल्यांकन किया। समूह ने निष्कर्ष निकाला कि डाइमिथाइलसल्फाइड के रूप में पहचाना जाने वाला सिग्नल वाद्य शोर या थर्मल सेंसर के अंशांकन में छोटे बदलाव का परिणाम हो सकता है। कई दूरबीन उपकरणों से जुड़े संयुक्त विश्लेषण ने पता लगाने की सांख्यिकीय नाजुकता की पुष्टि की।

मूल सिग्नल तीन सिग्मा के आत्मविश्वास स्तर पर पहुंच गया, जो यादृच्छिक उतार-चढ़ाव से उत्पन्न गलत अलार्म होने की 0.3% संभावना दर्शाता है। उच्च-प्रभाव वाली खोजों की पुष्टि के लिए खगोल विज्ञान को न्यूनतम पांच-सिग्मा मानक की आवश्यकता होती है, जो त्रुटि के मार्जिन को दस लाख में एक से भी कम कर देता है। अंतरिक्ष अन्वेषण में पिछले एपिसोड, जैसे कि शुक्र के वायुमंडल में फॉस्फीन का पता लगाने की घोषणा, दर्शाती है कि डेटा शोधन के बाद प्रारंभिक तीन-सिग्मा सिग्नल अक्सर गायब हो जाते हैं।

तकनीकी सीमाएँ और नए अवलोकनों की योजना बनाना

स्पेक्ट्रोस्कोपिक डेटा प्रोसेसिंग में मेजबान तारे से प्रकाश और उपकरण द्वारा उत्पन्न हस्तक्षेप को दूर करना शामिल है। NIRISS, NIRSpec और MIRI उपकरणों से जानकारी प्राप्त करने वाले अध्ययनों से पता चला है कि K2-18 b के प्रकाश स्पेक्ट्रम को डाइमिथाइलसल्फाइड की उपस्थिति के बिना समझाया जा सकता है। वैकल्पिक अणु जिनकी संरचना में मिथाइल समूह होते हैं, जैसे कि ईथेन, बहुत समान प्रकाश अवशोषण पैटर्न उत्पन्न करते हैं और पहचान एल्गोरिदम को भ्रमित कर सकते हैं।

कच्चे डेटा को कम करने से प्रोसेसिंग कोड में किसी भी बदलाव के प्रति अत्यधिक संवेदनशीलता दिखाई दी। कम्प्यूटेशनल मॉडल जिनमें जैविक गैस शामिल थी, हमेशा सामान्य अणुओं पर आधारित सरल सिमुलेशन की तुलना में बेहतर फिट प्रदान नहीं करते थे। एमआईआरआई उपकरण की ऑपरेटिंग रेंज में निकाली गई उपयोगी जानकारी की मात्रा कम तरंग दैर्ध्य पर प्राप्त डेटा की मात्रा से कम निकली।

जेम्स वेब टेलीस्कोप ने वेधशालाओं की पिछली पीढ़ियों के लिए असंभव स्तर के विवरण के साथ समशीतोष्ण एक्सोप्लैनेट के वायुमंडल का विश्लेषण करने की क्षमता की शुरुआत की। K2-18 b का मामला इन नई अवलोकन प्रौद्योगिकियों की सीमाओं के व्यावहारिक परीक्षण के रूप में कार्य करता है। अंतरिक्ष एजेंसियों ने ग्रह के भविष्य के पारगमन का निरीक्षण करने के लिए दूरबीन के लिए पहले से ही नई टाइम विंडो प्रोग्राम कर दी है। नए मापों का संचय गैस के अस्तित्व की पुष्टि करने या जैविक परिकल्पना को निश्चित रूप से खारिज करने का काम करेगा।