टीदुर्लभ पृथ्वी परिकल्पना को जीवाश्म विज्ञानी पीटर वार्ड और खगोलशास्त्री डोनाल्ड ब्राउनली द्वारा 2000 की पुस्तक में प्रस्तावित किया गया था। इसका तर्क है कि ब्रह्माण्ड में सरल, सूक्ष्मजीवी जीवन सामान्य हो सकता है, जटिल, बहुकोशिकीय जीवन असामान्य होने की संभावना है। यह विचार ब्रह्मांड में एक विशेष स्थान पर क्रमिक स्थितियों की श्रृंखला को पूरा करने में निहित है।
जबकि हम अक्सर जीवन के बारे में सरल (जैसे बैक्टीरिया और यीस्ट) से लेकर जटिल (जैसे मनुष्य और ऑक्टोपस) तक की बात करते हैं, जीवन स्वयं एक जटिल घटना है और कई कारकों का परिणाम है। पृथ्वी पर इन कारकों का अध्ययन करना अपने आप में एक कठिन और अब भी अधूरा कार्य रहा है; और कई प्रकाश वर्ष दूर स्थित ग्रहों पर उनकी तलाश करना असाधारण रूप से कठिन रहता है। अन्य ग्रहों पर जीवन की संभावना का अध्ययन करने वाले वैज्ञानिकों ने समय के साथ खुद को विशेष पहलुओं में व्यस्त कर लिया है। कुछ ग्रहीय तत्वों पर ध्यान केंद्रित करते हैं जैसे कि मेजबान तारे के रहने योग्य क्षेत्र में सतही पानी के साथ चट्टानी दुनिया। अन्य वैज्ञानिक ब्रह्मांड में विशेष स्थानों में विशाल ग्रहों जैसे सिस्टम-स्तरीय आर्किटेक्चर से चिंतित रहे हैं। फिर भी अन्य लोग दीर्घकालिक जलवायु विनियमन और सतत वातावरण पर विचार कर रहे हैं। और इसी तरह।
2000 के बाद से, हमने एक्सोप्लैनेट और ग्रह विज्ञान के बारे में काफी अधिक डेटा जमा किया है। और जो बड़ी तस्वीर उभर कर सामने आई है वह मिश्रित है: जीवन के लिए आवश्यक कई स्थितियाँ वैज्ञानिकों की अपेक्षा कम प्रतिबंधात्मक दिखती हैं जबकि कई अन्य को पूरा करना वैज्ञानिकों की अपेक्षा से अधिक कठिन लगता है।
किसी ग्रह को समझना
आइए विचार करें कि संभावित रूप से रहने योग्य पृथ्वी के आकार के ग्रह कितनी बार पाए जाते हैं। नासा केप्लर टेलीस्कोप (2009-2018) के शुरुआती आंकड़ों पर आधारित अध्ययनों से पता चला है कि मिल्की वे आकाशगंगा में सूर्य जैसे तारों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा छोटे ग्रहों पर स्थित है जो पृथ्वी के बराबर तारों का प्रकाश प्राप्त करते हैं। एक अध्ययन में यह भी पाया गया कि सूर्य जैसे सितारों का लगभग पांचवां हिस्सा अपने रहने योग्य क्षेत्रों में पृथ्वी के आकार के ग्रहों को आश्रय दे सकता है, हालांकि डेटा में कई अनिश्चितताएं थीं।
केपलर डेटा के आधार पर हाल ही में किए गए काम से यह निष्कर्ष निकला है कि जीके ड्वार्फ कहे जाने वाले तारों के रहने योग्य क्षेत्रों में चट्टानी ग्रहों के होने की दर नगण्य है। इन और इसी तरह के निष्कर्षों ने निष्कर्ष निकाला है कि एक उपयुक्त तारे से लगभग सही दूरी पर लगभग सही आकार की दुनिया दुर्लभ नहीं है, इस प्रकार परिकल्पना में सबसे व्यापक दावा कमजोर हो गया है। इस प्रकार प्रश्न ‘ग्रह कहाँ है’ से ‘ग्रह कैसा है’ पर स्थानांतरित हो गया है। सौर मंडल में, बुध पृथ्वी जैसा जीवन पाने के लिए सूर्य के बहुत करीब है जबकि प्लूटो बहुत दूर है। लेकिन जबकि पृथ्वी और शुक्र दोनों सूर्य के रहने योग्य क्षेत्र में हैं, शुक्र का वातावरण इसे पृथ्वी जैसे जीवन के लिए घातक बना देता है।
एक महत्वपूर्ण खुला मुद्दा यह है कि क्या ठंडे, सक्रिय एम-बौने सितारों के आसपास के छोटे ग्रह अरबों वर्षों तक अपने वायुमंडल और सतही जल को बरकरार रख सकते हैं। मॉडलिंग अध्ययनों से पता चला है कि जो ग्रह लाखों वर्ष तीव्र तारकीय विकिरण के संपर्क में रहते हैं – जैसे कि एम-बौना तारे उत्सर्जित करने के लिए जाने जाते हैं – उनमें पानी खोने और गलत-सकारात्मक ऑक्सीजन वातावरण बनाने की प्रवृत्ति होती है।
मान लें कि एम-बौने तारे से तीव्र पराबैंगनी विकिरण ग्रह पर पानी के अणुओं को तोड़ देता है: H2O → H+ + OH–। इसके अलावा टूटने से वायुमंडल में O और H परमाणु जमा हो जाते हैं। समय के साथ, H, O की तुलना में अधिक आसानी से अंतरिक्ष में भाग जाता है, और पीछे बचे O परमाणु मिलकर O2 बनाते हैं। यदि पर्याप्त सतह ‘सिंक’ नहीं हैं जो इस ऑक्सीजन को तेजी से अवशोषित कर सकें – जिस तरह से पृथ्वी पर चट्टानें और महासागर करते हैं – तो O2 जमा हो जाएगा। जब एक दूरबीन इस ग्रह को देखती है और इसके वायुमंडल में ऑक्सीजन की अधिकता पाती है, तो वैज्ञानिक सोच सकते हैं कि ग्रह की सतह पर प्रकाश संश्लेषण होता है, जिससे पृथ्वी के वायुमंडल में बहुत अधिक ऑक्सीजन होती है। लेकिन यह वास्तव में एम-बौने तारे के विकिरण के कारण है।
दूसरी ओर, एम-ड्वार्फ सितारों के आसपास के कुछ ग्रह अपनी हवा को लंबे समय तक बनाए रख सकते हैं, भले ही अधिकांश नहीं कर सकते। यदि तारे का चुंबकीय बहिर्प्रवाह – उसके चुंबकीय क्षेत्र द्वारा तारे से उड़ाए गए आवेशित कणों की धाराएं – कमजोर हैं या इस तरह से आकार में हैं कि वे ग्रह से जोर से नहीं टकराते हैं, और यदि ग्रह अधिक दूर और ठंडा है, तो इसका वातावरण अधिक धीरे-धीरे नष्ट हो जाएगा। एक मजबूत ग्रहीय चुंबकीय क्षेत्र भी तारकीय हवा के एक हिस्से को विक्षेपित कर सकता है, जबकि चल रही ज्वालामुखीय गतिविधि वाला एक विशाल ग्रह कुछ खोई हुई गैसों को प्रतिस्थापित कर सकता है।
ये सभी सिस्टम-विशिष्ट स्थितियां हैं जिनके लिए तारा गतिविधि, चुंबकीय क्षेत्र, कक्षा, ग्रह द्रव्यमान, घूर्णन और आंतरिक गर्मी के विशिष्ट मिश्रण की आवश्यकता होती है। जब वे अच्छी तरह से पंक्तिबद्ध हो जाते हैं, तो एक ग्रह अरबों वर्षों तक अपना वातावरण बनाए रख सकता है। हालाँकि, ऐसे ग्रह अल्पमत में हैं क्योंकि एम-बौना तारे अक्सर मजबूत चमक पैदा करते हैं और कई करीबी ग्रहों में मजबूत चुंबकीय ढाल का अभाव होता है।
वैज्ञानिक आज इन अवलोकनों का सीधे परीक्षण कर सकते हैं। नासा के जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) का उपयोग करके, खगोलविदों ने पास के चट्टानी एक्सोप्लैनेट से उत्सर्जित गर्मी को मापना शुरू कर दिया है। TRAPPIST-1c में, जो अपने सिस्टम के रहने योग्य क्षेत्र के अंदरूनी किनारे के पास 40.7 प्रकाशवर्ष दूर स्थित है, JWST ने कार्बन डाइऑक्साइड से समृद्ध घने वातावरण से इनकार किया है। इससे पहले, JWST डेटा का उपयोग करने वाले वैज्ञानिकों ने यह भी पाया था कि सबसे भीतरी ग्रह, TRAPPIST-1b में संभवतः पर्याप्त वातावरण का अभाव था।
ये एक प्रणाली में केवल दो दुनियाएं हैं, फिर भी वे दिखाते हैं कि पृथ्वी का आकार पृथ्वी के समान का पर्याय नहीं है। वैज्ञानिकों को यह समझने के लिए अभी भी ठंडे, अधिक समशीतोष्ण ग्रहों के और अधिक माप की आवश्यकता है कि वहां कितनी बार वायुमंडल जीवित रहता है जहां पृथ्वी जैसा जीवन संभावित रूप से बना रह सकता है।
जलवायु स्थिरीकरण
दुर्लभ पृथ्वी परिकल्पना का एक अन्य स्तंभ दीर्घकालिक जलवायु स्थिरीकरण है। पृथ्वी पर, महाद्वीपीय चट्टानों के अपक्षय और पृथ्वी के आंतरिक भाग और वायुमंडल के बीच कार्बन के पुनर्चक्रण ने भूगर्भिक समय में जलवायु को बफर कर दिया है। कई शोधकर्ताओं ने इस बफरिंग को प्लेट टेक्टोनिक्स से जोड़ा है, जो कार्बोनेटेड क्रस्ट को कम करता है और नई सतह चट्टानों का निर्माण करता है। इसने कहा, ग्रहों के आंतरिक भाग अलग-अलग तरीकों से व्यवहार करते हैं। चट्टानी ग्रहों में एक कठोर खोल हो सकता है जो मुश्किल से हिलता है, लंबे समय तक शांत समय में क्रस्ट मूवमेंट या प्लेट-जैसे टेक्टोनिक्स (पृथ्वी पर) के छोटे फटने से टूट जाता है। एक ग्रह समय के साथ इन तरीकों के बीच भी स्विच कर सकता है। कुछ मॉडल यह भी दिखाते हैं कि आधुनिक प्लेट टेक्टोनिक्स के बिना, एक ग्रह अभी भी ज्वालामुखी (जो गैसों को जोड़ता है), अपक्षय (गैसों को हटाता है), दफन (जाल सामग्री), और क्रस्टल संस्थापक (पपड़ी को डुबोता है) को संतुलित करके रहने योग्य जलवायु बनाए रख सकता है। वैज्ञानिकों में भी एकमत नहीं है: जबकि प्लेट टेक्टोनिक्स एक स्थिर जलवायु को बनाए रखने में मदद कर सकता है जो बदले में जटिल जीवन का समर्थन कर सकता है, जीवन शुरू करने के लिए इसकी सख्ती से आवश्यकता नहीं हो सकती है।
दिग्गजों की भूमिका
बहस की तीसरी पंक्ति बृहस्पति जैसे विशाल ग्रहों की भूमिका है। पुरानी धारणा यह थी कि बृहस्पति धूमकेतुओं और क्षुद्रग्रहों को विक्षेपित करके पृथ्वी की रक्षा करता है। हालाँकि, बाद के अध्ययनों ने इस कहानी को जटिल बना दिया है। एक विशाल ग्रह के द्रव्यमान और कक्षा के आधार पर, वैज्ञानिकों ने पाया है कि यह आंतरिक प्रणाली में प्रभावकों के प्रवाह को कम या बढ़ा सकता है और यह जल-समृद्ध पिंडों को भी जल्दी पहुंचा सकता है। दूसरे शब्दों में, इस मोर्चे पर कोई सार्वभौमिक ‘फ़िल्टर’ नहीं है; यह सब सिस्टम की वास्तुकला पर निर्भर करता है। इस निष्कर्ष ने इस दावे को कमजोर कर दिया है कि बृहस्पति जैसा ग्रह एक ही प्रणाली में एक चट्टानी ग्रह पर जटिल जीवन के लिए एक आवश्यक पूर्व शर्त है।
इस प्रकार, छोटे, समशीतोष्ण ग्रहों को खोजने के सवाल पर, आज कई वैज्ञानिक तर्क देते हैं कि सूर्य जैसे तारों के रहने योग्य क्षेत्रों में पृथ्वी के आकार के ग्रहों की घटना दर गैर-शून्य है और परिभाषाओं और एक्सट्रपलेशन के आधार पर, केप्लर डेटा के अनुसार, कुछ दसियों प्रतिशत हो सकती है। यह इस धारणा को कमजोर करता है कि पृथ्वी की मूल कक्षीय और आकार विन्यास गायब हो रही है। दूसरी ओर, ग्रहों की वायुमंडल को बनाए रखने की क्षमता, लंबे जलवायु चक्र होने, विनाशकारी घटनाओं से बचने में सक्षम होने आदि के सवाल पर, डेटा अधिक गंभीर हो गया है। परिणाम इस संभावना को खुला रखते हैं कि वास्तव में जटिल जीवमंडलों का समर्थन करने वाले पृथ्वी जैसे सतही वातावरण रहने योग्य क्षेत्र में पृथ्वी के आकार के ग्रहों की गिनती से कम आम हैं।
निश्चित नहीं
दो और सूत्र दुर्लभ बनाम सामान्य बहस पर आधारित हैं। सबसे पहले, पृथ्वी जैसे ग्रहों की संख्या पर ऊपरी सीमा लगाने के हालिया प्रयास में इस बात पर जोर दिया गया है कि बहुत कुछ वायुमंडलीय प्रक्रियाओं पर निर्भर करता है जिनका वैज्ञानिक अभी तक बड़े पैमाने पर सर्वेक्षण नहीं कर सकते हैं। दूसरा, टेक्नोसिग्नेचर की खोज – अलौकिक जीवन द्वारा बनाई गई प्रौद्योगिकी के संकेत, विशेष रूप से ऐसी चीजें जो प्रकृति द्वारा अपने आप उत्पन्न होने की संभावना नहीं है – ने उन सभ्यताओं के प्रसार की सीमाओं को तेज कर दिया है जिनकी गतिविधियां रेडियो तरंगों का उत्सर्जन करती हैं (पृथ्वी पर ऐसी ‘रेडियो-लाउड’ गतिविधियों में टीवी और रेडियो के लिए प्रसारण और हवाई यातायात नियंत्रण शामिल हैं)। ब्रेकथ्रू लिसन परियोजना द्वारा हजारों सितारों के बहु-वर्षीय सर्वेक्षणों में अब तक कोई ठोस संकेत नहीं मिला है। हालाँकि किसी चीज़ का पता न लगाना यह साबित नहीं करता है कि वह अनुपस्थित है, यह इस बात की ऊपरी सीमा निर्धारित करता है कि यह ब्रह्मांड में कितनी सामान्य हो सकती है।
कुल मिलाकर, दुर्लभ पृथ्वी परिकल्पना जटिल जीवन के लिए प्रशंसनीय बनी हुई है लेकिन इसे स्पष्ट रूप से सत्य नहीं कहा जा सकता है। इस मोड़ पर, तीन विकास तस्वीर बदल सकते हैं: (i) यदि वैज्ञानिक चट्टानी, समशीतोष्ण ग्रहों पर, अधिमानतः सूर्य जैसे सितारों के आसपास वायुमंडल का पता लगाते हैं, जो सक्रिय सतह जल चक्र के अनुरूप गैसों को दर्शाता है; (ii) यदि वैज्ञानिक एक्सोप्लैनेट्स (यहां तक कि अप्रत्यक्ष रूप से) पर टेक्टोनिक शासनों पर मजबूत बेहतर बाधाएं डालते हैं, तो यह संकेत मिलता है कि दीर्घकालिक जलवायु स्टेबलाइजर्स व्यापक या दुर्लभ हैं; और (iii) वैज्ञानिक बायोसिग्नेचर या टेक्नोसिग्नेचर का पता लगाते हैं। पहला चरण पहले से ही चल रहा है। वर्तमान में निर्माणाधीन अत्यधिक बड़े ग्राउंड टेलीस्कोपों के साथ-साथ भविष्य के अंतरिक्ष मिशनों का लक्ष्य समशीतोष्ण वातावरण वाले ग्रहों पर है।
हालाँकि, जब तक उनके अवलोकन परिपक्व नहीं हो जाते, तब तक एक उचित सारांश प्रतीत होता है: जबकि माइक्रोबियल जीवन सामान्य हो सकता है, भूमि और महासागर में फैले लंबे समय तक रहने वाले पारिस्थितिक तंत्र और जटिल जीवन पैदा करने में सक्षम अभी भी दुर्लभ हो सकते हैं। ऐसा प्रतीत होता है कि आज का डेटा हमें यहीं तक ले जा सकता है।
