नासा के जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप द्वारा पृथ्वी से 8.6 गुना बड़े द्रव्यमान वाले एक्सोप्लैनेट K2-18b के एक नए सर्वेक्षण में मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड सहित कार्बन युक्त अणुओं की उपस्थिति की खोज की गई है। वेब की खोज हाल के अध्ययनों से जुड़ती है जो सुझाव देते हैं कि K2-18b एक "महासागरीय" एक्सोप्लैनेट हो सकता है, जिसमें संभावित रूप से हाइड्रोजन समृद्ध वातावरण और जल महासागर से ढकी सतह हो सकती है।
नासा के हबल स्पेस टेलीस्कोप के अवलोकन से पहली बार इस रहने योग्य क्षेत्र वाले एक्सोप्लैनेट के वायुमंडलीय गुणों का पता चला, और आगे के अध्ययनों ने सिस्टम के बारे में हमारी समझ को बदल दिया है।
K2-18b रहने योग्य क्षेत्र में, पृथ्वी से 120 प्रकाश वर्ष दूर सिंह तारामंडल में ठंडे बौने तारे K2-18 की परिक्रमा करता है। K2-18b जैसे एक्सोप्लैनेट आकार में पृथ्वी और नेपच्यून के बीच हैं और सौर मंडल के किसी भी ग्रह के विपरीत हैं। चूँकि आस-पास कोई समान ग्रह नहीं हैं, इसलिए इन "उप-नेपच्यून" के बारे में बहुत कम जानकारी है और खगोलशास्त्री उनके वायुमंडल की प्रकृति पर बहस करते हैं।
यह विचार कि उप-नेप्च्यून K2-18b एक जल-महासागरीय बाह्य ग्रह हो सकता है, उत्सुक है क्योंकि कुछ खगोलविदों का मानना है कि ये दुनिया बाह्य ग्रहीय जीवन के साक्ष्य की खोज के लिए आदर्श वातावरण हैं।
कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के खगोलशास्त्री और इन परिणामों की घोषणा करने वाले पेपर के प्रमुख लेखक निकु मधुसूदन बताते हैं: "हमारे निष्कर्ष अन्यत्र जीवन की खोज करते समय विभिन्न प्रकार के रहने योग्य वातावरणों पर विचार करने के महत्व पर प्रकाश डालते हैं। परंपरागत रूप से, एक्सोप्लैनेट पर जीवन की खोज छोटे, चट्टानी ग्रहों पर केंद्रित रही है, लेकिन नेप्च्यून की बड़ी दुनिया स्पष्ट रूप से वायुमंडलीय अवलोकनों के लिए अधिक अनुकूल है।"
मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड प्रचुर मात्रा में हैं, लेकिन अमोनिया दुर्लभ है, जो इस परिकल्पना का समर्थन करता है कि K2-18b के हाइड्रोजन-समृद्ध वातावरण के नीचे एक जल महासागर मौजूद हो सकता है। पृथ्वी पर केवल जीवन ही इस पदार्थ का उत्पादन करता है। पृथ्वी के वायुमंडल में अधिकांश डीएमएस समुद्री वातावरण में फाइटोप्लांकटन द्वारा जारी किया जाता है।
डीएमएस का अनुमान कम विश्वसनीय है और इसे और अधिक सत्यापन की आवश्यकता है। मधुसूदन बताते हैं, "आगामी वेब अवलोकन यह पुष्टि करने में सक्षम होने चाहिए कि क्या डीएमएस की महत्वपूर्ण मात्रा वास्तव में K2-18b के वातावरण में मौजूद है।"
हालाँकि K2-18b रहने योग्य क्षेत्र में है और अब कार्बन युक्त अणुओं को आश्रय देने के लिए जाना जाता है, लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि ग्रह जीवन का समर्थन करने में सक्षम है। ग्रह का बड़ा आकार, जिसकी त्रिज्या पृथ्वी से 2.6 गुना है, का अर्थ है कि ग्रह के आंतरिक भाग में नेपच्यून की तरह एक बड़ा उच्च दबाव वाला बर्फ का आवरण होने की संभावना है, लेकिन एक पतले हाइड्रोजन-समृद्ध वातावरण और समुद्र की सतह के साथ। यह भविष्यवाणी की गई है कि सी वर्ल्ड में पानी के महासागर होंगे। हालाँकि, यह भी संभव है कि समुद्र रहने योग्य होने के लिए बहुत गर्म है, या वह तरल है।
कार्डिफ़ विश्वविद्यालय के सुभाजीत सरकार बताते हैं: "हालांकि सौर मंडल में ऐसे कोई ग्रह मौजूद नहीं हैं, उप-नेप्च्यून आकाशगंगा में अब तक का सबसे आम प्रकार का ग्रह है। हमने रहने योग्य क्षेत्र उप-नेप्च्यून का अब तक का सबसे विस्तृत स्पेक्ट्रा प्राप्त किया है, जो हमें इसके वायुमंडल में मौजूद अणुओं की गणना करने की अनुमति देता है।"
K2-18b जैसे एक्सोप्लैनेट के वायुमंडल को चिह्नित करना - अर्थात, उनकी गैसीय और भौतिक स्थितियों का निर्धारण करना - खगोल विज्ञान का एक बहुत सक्रिय क्षेत्र है। हालाँकि, ये ग्रह अपने बहुत बड़े मूल सितारों की चमक से ढके हुए हैं, जिससे एक्सोप्लैनेट वायुमंडल की खोज विशेष रूप से चुनौतीपूर्ण हो गई है।
टीम ने K2-18b के मूल तारे द्वारा उत्सर्जित प्रकाश का विश्लेषण करके इस चुनौती का समाधान किया, जब यह एक्सोप्लैनेट के वायुमंडल से गुजरता है। K2-18b एक पारगमन एक्सोप्लैनेट है, जिसका अर्थ है कि हम चमक में गिरावट का पता लगा सकते हैं क्योंकि यह अपने मूल तारे की सतह से गुजरता है। इस तरह नासा के K2 मिशन ने पहली बार 2015 में इस एक्सोप्लैनेट की खोज की। इसका मतलब है कि पारगमन के दौरान, स्टारलाइट का एक छोटा सा अंश एक्सोप्लैनेट के वायुमंडल से गुजरता है और वेब टेलीस्कोप जैसे टेलीस्कोप तक पहुंचता है। किसी एक्सोप्लैनेट के वायुमंडल से गुजरते समय तारों का प्रकाश निशान छोड़ता है, और खगोलविद एक्सोप्लैनेट के वायुमंडल में गैसों का निर्धारण करने के लिए इन निशानों को एक साथ जोड़ सकते हैं।
जेम्स वेबर की क्षमताएं और भविष्य का शोध
मधुसूदन ने कहा, "यह परिणाम वेब टेलीस्कोप की विस्तारित तरंग दैर्ध्य रेंज और अभूतपूर्व संवेदनशीलता के कारण संभव हुआ, जिसने केवल दो पारगमन में वर्णक्रमीय विशेषताओं का शक्तिशाली पता लगाने में सक्षम बनाया।" "तुलना में, वेब के साथ एक पारगमन अवलोकन तरंग दैर्ध्य की अपेक्षाकृत संकीर्ण सीमा पर हबल के साथ आठ अवलोकनों (कई वर्षों में) जितना सटीक था।
कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के सव्वास कॉन्स्टेंटिनौ बताते हैं: "ये परिणाम K2-18b के सिर्फ दो अवलोकनों का परिणाम हैं, और भी आने वाले हैं। इसका मतलब है कि यहां हमारा काम रहने योग्य क्षेत्र के एक्सोप्लैनेट का एक प्रारंभिक प्रदर्शन है जिसे वेब देख सकता है।"
टीम के निष्कर्षों को द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स में प्रकाशन के लिए स्वीकार कर लिया गया है।
टीम अब टेलीस्कोप के मिड-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोमीटर (MIRI) का उपयोग करके अनुवर्ती अध्ययन करने का इरादा रखती है, जिससे उन्हें उम्मीद है कि यह उनके निष्कर्षों को और अधिक मान्य करेगा और K2-18b की पर्यावरणीय स्थितियों में नई अंतर्दृष्टि प्रदान करेगा।
मधुसूदन ने निष्कर्ष निकाला, "हमारा अंतिम लक्ष्य रहने योग्य एक्सोप्लैनेट पर जीवन की खोज करना है, जो ब्रह्मांड में हमारी जगह के बारे में हमारी समझ को बदल देगा।" "इस अन्वेषण के दौरान हमारे निष्कर्ष बुध ग्रह की गहरी समझ की दिशा में एक आशाजनक कदम हैं।"
नासा का जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप दुनिया की सबसे महत्वपूर्ण अंतरिक्ष विज्ञान वेधशाला है। यह सौर मंडल के रहस्यों को उजागर कर रहा है, अन्य सितारों के आसपास की दूर की दुनिया को देख रहा है, और ब्रह्मांड की रहस्यमय संरचना और उत्पत्ति और उसमें हमारे स्थान की खोज कर रहा है। वेब टेलीस्कोप नासा के नेतृत्व में यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी (ईएसए) और कनाडाई अंतरिक्ष एजेंसी सहित भागीदारों के साथ एक अंतरराष्ट्रीय कार्यक्रम है।