दशकों से, अलौकिक जीवन की खोज एक सरल नियम के इर्द-गिर्द घूमती रही है: पानी का पालन करें। यदि किसी दूर के ग्रह पर तरल पानी और शायद ऑक्सीजन है, तो इसे संभावित रूप से रहने योग्य के रूप में चिह्नित किया जाता है। लेकिन ईटीएच ज्यूरिख के वैज्ञानिकों के नेतृत्व में नए शोध से पता चलता है कि लंबे समय से चली आ रही यह रणनीति अधूरी हो सकती है। शोधकर्ताओं का तर्क है कि एक ग्रह में महासागर और महाद्वीप हो सकते हैं, और फिर भी वह जीवन का समर्थन करने में रासायनिक रूप से असमर्थ हो सकता है। किसी ग्रह के निर्माण के रसायन विज्ञान में वास्तविक बाधा कहीं अधिक गहरी हो सकती है।
एक रसायन गोल्डीलॉक्स जोन सतह के नीचे
अध्ययन, में प्रकाशित प्रकृति खगोल विज्ञान हक के तहत “पृथ्वी और चट्टानी ग्रहों की रासायनिक आवास क्षमता कोर गठन द्वारा निर्धारित”का नेतृत्व ईटीएच ज्यूरिख में सेंटर फॉर ओरिजिन एंड प्रीवलेंस ऑफ लाइफ के पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता डॉ. क्रेग आर. वाल्टन ने प्रोफेसर मारिया शॉनबैचलर और सहकर्मियों के साथ किया था। उनका केंद्रीय दावा सटीक है: जीवन न केवल पानी और ऑक्सीजन पर निर्भर करता है, बल्कि इस पर भी निर्भर करता है कि क्या दो महत्वपूर्ण तत्व, फॉस्फोरस और नाइट्रोजन, किसी ग्रह के शुरुआती गठन के दौरान उसके आवरण में उपलब्ध थे। फॉस्फोरस को डीएनए और आरएनए के निर्माण के लिए आवश्यक होता है, ये अणु आनुवंशिक जानकारी को संग्रहीत और संचारित करते हैं। यह सेलुलर ऊर्जा प्रणालियों में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इस बीच, नाइट्रोजन, प्रोटीन का एक आवश्यक घटक है, जो कोशिकाओं के संरचनात्मक और कार्यात्मक निर्माण खंड हैं। दोनों के बिना, जीवन “जैसा कि हम जानते हैं, इसका निर्माण ही नहीं हो सकता”।
फास्फोरस और नाइट्रोजन जीवन के लिए महत्वपूर्ण हैं: फास्फोरस ऊर्जा के लिए डीएनए, आरएनए और एटीपी बनाता है, जबकि नाइट्रोजन प्रोटीन बनाता है।/ एआई चित्रण
वाल्टन ने बताया, “किसी ग्रह के कोर के निर्माण के दौरान, ऑक्सीजन की बिल्कुल सही मात्रा मौजूद होनी चाहिए ताकि फॉस्फोरस और नाइट्रोजन ग्रह की सतह पर रह सकें।” युवा चट्टानी ग्रह पिघले हुए पिंडों के रूप में शुरू होते हैं। जैसे ही वे ठंडे होते हैं, लोहे जैसे भारी तत्व डूबकर कोर बनाते हैं, जबकि हल्के पदार्थ मेंटल और क्रस्ट बनाते हैं। साथ ही, ऑक्सीजन का स्तर यह निर्धारित करता है कि तत्व धातु और चट्टान के बीच रासायनिक रूप से कैसे विभाजित होते हैं। यदि ऑक्सीजन की कमी है, तो फॉस्फोरस लोहे के साथ बंध जाता है और कोर में डूब जाता है, इसे प्रभावी ढंग से सतह के वातावरण से हटा देता है। यदि ऑक्सीजन बहुत प्रचुर मात्रा में है, तो फॉस्फोरस मेंटल में रहता है, लेकिन नाइट्रोजन के वायुमंडल में चले जाने और अंततः अंतरिक्ष में खो जाने की संभावना अधिक होती है। वाल्टन ने बताया, “पूरे ग्रह में बहुत अधिक या बहुत कम ऑक्सीजन होना – वायुमंडल में नहीं – ग्रह को जीवन के लिए अनुपयुक्त बनाता है क्योंकि यह जीवन के लिए महत्वपूर्ण पोषक तत्वों को कोर में फंसा देता है।” डेली मेल. “एक अलग ऑक्सीजन संतुलन का मतलब है कि जब ग्रह ठंडा हो जाता है और आप चट्टानें बनाते हैं तो आपके पास सतह पर काम करने के लिए कुछ भी नहीं बचता है।” संख्यात्मक मॉडलिंग का उपयोग करते हुए, टीम ने पहचान की जिसे वे एक बहुत ही संकीर्ण “रासायनिक गोल्डीलॉक्स ज़ोन” के रूप में वर्णित करते हैं, एक मध्यवर्ती ऑक्सीजन रेंज जिसमें फॉस्फोरस और नाइट्रोजन दोनों जीवन के लिए पर्याप्त मात्रा में मेंटल में रहते हैं।
किसी ग्रह के ‘गोल्डीलॉक्स ज़ोन’ में जीवन के लिए फॉस्फोरस और नाइट्रोजन उपलब्ध रखने के लिए ऑक्सीजन की सही मात्रा की आवश्यकता होती है/ छवि: X
वाल्टन ने कहा, “हमारे मॉडल स्पष्ट रूप से दिखाते हैं कि पृथ्वी बिल्कुल इसी सीमा के भीतर है।” “अगर कोर निर्माण के दौरान हमारे पास थोड़ी अधिक या थोड़ी कम ऑक्सीजन होती, तो जीवन के विकास के लिए पर्याप्त फॉस्फोरस या नाइट्रोजन नहीं होता।” ऐसा प्रतीत होता है कि पृथ्वी ने लगभग 4.6 अरब वर्ष पहले यह संतुलन बनाया था।
किसी ग्रह को रहने योग्य बनाने वाली चीज़ पर पुनर्विचार करना
निष्कर्षों से पता चलता है कि पहले आशाजनक माने जाने वाले कई ग्रह शुरू से ही जीवन के लिए रासायनिक रूप से अनुपयुक्त हो सकते हैं, भले ही उनमें पानी हो। जबकि कोई भी ज्ञात जीवन तरल पानी के बिना जीवित नहीं रह सकता है, शोधकर्ताओं का तर्क है कि रहने योग्य मार्कर के रूप में अकेले ऑक्सीजन या पानी का उपयोग करना भ्रामक हो सकता है। किसी ग्रह के निर्माण के दौरान उसका कुल ऑक्सीजन संतुलन, न कि केवल वायुमंडलीय ऑक्सीजन, यह निर्धारित करता है कि जीवन के लिए महत्वपूर्ण तत्व उपलब्ध रहेंगे या नहीं। वाल्टन ने चेतावनी दी कि इससे ब्रह्मांड में रहने योग्य दुनिया की संख्या काफी कम हो सकती है। उन्होंने सुझाव दिया कि पहले अनुमान के अनुसार रहने योग्य ग्रहों की संख्या केवल एक से 10 प्रतिशत ही हो सकती है। उन्होंने कहा, “ऐसे ग्रह पर उपनिवेश स्थापित करने के लिए वहां तक यात्रा करना और वहां भोजन उगाने के लिए फास्फोरस नहीं है, यह बहुत निराशाजनक होगा।” “बेहतर होगा कि हम पहले ग्रह की निर्माण स्थितियों की जांच करने का प्रयास करें, जैसे कि यह सुनिश्चित करना कि आगे बढ़ने और खाने से पहले आपका रात का खाना ठीक से पकाया गया था।” घर के करीब, शोध से पता चलता है कि मंगल इस रासायनिक क्षेत्र के ठीक बाहर स्थित है। ऐसा प्रतीत होता है कि मंगल ग्रह पर फास्फोरस अपेक्षाकृत प्रचुर मात्रा में है, लेकिन सतह के पास नाइट्रोजन का स्तर काफी कम है। इसके अलावा, कठोर लवण और अन्य सतही रसायन मिट्टी को अनुपयोगी बनाते हैं।
मंगल पर पर्याप्त फॉस्फोरस है लेकिन पर्याप्त नाइट्रोजन की कमी है, जिससे इसकी सतह रासायनिक रूप से जीवन का समर्थन करने के लिए अनुपयुक्त है जैसा कि पृथ्वी पर है/मंगल अपने असली रंग में है/ छवि: Earth.com
वाल्टन ने कहा, “मंगल काफी हद तक पृथ्वी के समान है, और इसकी निर्माण स्थितियों का मतलब है कि वहां फास्फोरस अधिक है, कम नहीं। इसका मतलब है कि वहां भोजन उगाना अपेक्षाकृत आसान हो सकता है।” लेकिन उन्होंने कहा कि नाइट्रोजन की कमी और सतही रसायन बड़ी चुनौतियां पेश करते हैं: “यह उतना अलग नहीं है, लेकिन यह वर्तमान में रहने योग्य नहीं है, एलोन मस्क को वहां भोजन उगाने के लिए संरचना को बदलने के लिए एक चतुर तरीका अपनाना होगा।”
सही सितारे खोज रहे हैं
सुदूर चट्टानी ग्रहों के आंतरिक रसायन को सीधे मापना अत्यंत कठिन रहता है। हालाँकि, खगोलशास्त्री मेज़बान तारों का अध्ययन करके संभावित ग्रहों की संरचना का अनुमान लगा सकते हैं। ग्रह अपने मूल तारे के समान पदार्थ से बनते हैं। इसलिए किसी तारे की ऑक्सीजन प्रचुरता और समग्र रासायनिक संरचना उसके ग्रह मंडल की संरचना को आकार देती है। सौर प्रणालियाँ जिनके तारे हमारे सूर्य से काफी मिलते-जुलते हैं, बेहतर संभावनाएँ प्रदान कर सकते हैं। वाल्टन ने कहा, “यह अन्य ग्रहों पर जीवन की खोज को और अधिक विशिष्ट बनाता है।” “हमें ऐसे सितारों वाले सौर मंडल की तलाश करनी चाहिए जो हमारे अपने सूर्य से मिलते जुलते हों।” यह कार्य पृथ्वी से परे जीवन की लंबे समय से चल रही खोज को फिर से परिभाषित करता है। पानी जरूरी रहता है. लेकिन यह पर्याप्त नहीं हो सकता है. किसी ग्रह का भाग्य, चाहे वह बाँझ हो या जीवित, महासागरों, वायुमंडलों या महाद्वीपों के बनने से बहुत पहले, उसके पहले पिघले क्षणों में बने नाजुक रासायनिक संतुलन पर निर्भर हो सकता है।
