हायसिन – जीवसृष्टीयोग्य ग्रह

आपल्या सूर्यमालेसारख्या, इतर ताऱ्यांभोवतालच्या अनेक ग्रहमाला आतापर्यंत शोधल्या गेल्या आहेत. या ग्रहमालांतील ग्रहांवरील जीवसृष्टीच्या अस्तित्वाचा शोध मोठ्या प्रमाणावर घेतला जात आहे. एखाद्या ग्रहावर जीवसृष्टी निर्माण होण्यासाठी तिथे काही गोष्टींची आवश्यकता असते. उदाहरणार्थ, त्या ग्रहावर द्रव स्वरूपातलं पाणी उपलब्ध असायला हवं, त्या ग्रहावरील वातावरणाचा दाब ठरावीक मर्यादेत असायला हवा, त्या ग्रहाची रासायनिक जडण-घडण जीवसृष्टीला पोषक हवी, इत्यादी. जीवसृष्टीच्या विकासासाठी आवश्यक असणारे हे विविध निकष अर्थातच आपल्या पृथ्वीवरील जीवसृष्टीवर आधारलेले आहेत. हे निकष आता अधिक विस्तृत करण्याची गरज असल्याचं, नव्या संशोधनावरून दिसून येतं आहे. या बदलत्या निकषांत बसणारे ग्रहही आता संशोधकांना सापडले आहेत. या ग्रहांना नाव दिलं गेलं आहे – हायसिन ग्रह!

पूर्वीच्या निकषांनुसार जीवसृष्टीच्या निर्मितीसाठी वातावरणात प्राणवायू असणं, हे अत्यावश्यक समजलं गेलं होतं. परंतु खुद्द पृथ्वीवरची जीवसृष्टी ही प्राणवायूविरहित वातावरणात निर्माण झाली आहे. त्यामुळे एखाद्या ग्रहावर जीवसृष्टी अस्तित्वात असण्यासाठी वातावरणात प्राणवायू असण्याची आवश्यकता नाही. सजीव हे आत्यंतिक दाबाखालीही अस्तित्वात असू शकतात. कारण, समुद्रात काही किलोमीटर खोलीवरही सजीव आढळतात. अशा खोलीवर तर पाण्याचा दाब हा वातावरणाच्या दाबाच्या तुलनेत शेकडोपट असतो. तसंच, तापमानाच्या दृष्टीनं आत्यंतिक असणाऱ्या परिस्थितीतही जीवसृष्टी अस्तित्वात असू शकते. याची उदाहरणं म्हणजे, अतिशय उष्ण झऱ्यांच्या पाण्यात आढळणारे जीवाणू किंवा अतिथंड प्रदेशातील बर्फांच्या थराखाली खोलवर आढळणारे जीवाणू!

गेल्या वर्षी ‘नेचर ‍अ‍ॅस्ट्रॉनॉमी’ या शोधपत्रिकेत प्रसिद्ध झालेल्या, अमेरिकेतील मॅसॅच्यूसेट्स इंस्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी या संस्थेतील प्रा. सारा सिगर आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांच्या संशोधनातून, हायड्रोजनच्या वातावरणातही ‘इ.कोलाय’सारख्या जीवाणूंची वाढ होत असल्याचं दिसून आलं. प्रा. सारा सिगर आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांच्या या संशोधनानं, ग्रहांवर जीवसृष्टी अस्तित्वात असण्यासंबंधीच्या निकषांना वेगळंच वळण दिलं. हायड्रोजनयुक्त वातावरण असलेले ग्रहही जीवसृष्टीसाठी योग्य असू शकण्याची शक्यता या संशोधनावरून दिसून आली. विश्व हे नव्वद टक्के हायड्रोजननं भरलेलं असल्यानं, पृथ्वीपेक्षा आकारानं मोठ्या असणाऱ्या अनेक ग्रहांवर हायड्रोजनयुक्त वातावरण असण्याची शक्यता बरीच आहे. किंबहुना, असं हायड्रोजनयुक्त वातावरण असलेले ग्रह खगोलशास्त्रज्ञांना सापडलेही आहेत. अर्थात या ग्रहांवरही जीवसृष्टीच्या निर्मितीसाठी द्रवस्वरूपी पाण्याची गरज आहेच, तसंच खडकाळ भागाचीही गरज आहे. कारण हे खडक इथे निर्माण होणाऱ्या सजीवांना, या द्रवस्वरूपी पाण्याद्वारे पोषणद्रव्यं पुरवतात.

सन २०१५मध्ये, दूरच्या एका ग्रहमालेत सापडलेला, के२-१८बी हा या प्रकारचाच ग्रह आहे. केपलर अंतराळ दुर्बिणीद्वारे शोधला गेलेला हा ग्रह एका लाल रंगाच्या छोट्या ताऱ्याभोवती फिरतो आहे. या ग्रहाचं वातावरण हायड्रोजनयुक्त असून, त्याच्या वातावरणात मोठ्या प्रमाणात बाष्पाच्या स्वरूपातलं पाणी असल्याचं त्याच्या वर्णपटावरून दिसून आलं आहे. या ग्रहाच्या पृष्ठभागाचं तापमान अडीचशे अंश सेल्सियसहून थोडसं अधिक आहे. हा ग्रह पृथ्वीच्या तुलनेत सुमारे नऊपटींनी वजनदार असून, त्याचा आकार पृथ्वीच्या सुमारे अडीचपट इतका आहे. या ग्रहाच्या शोधाचा आधार घेऊन, इंग्लंडमधील केंब्रिज विद्यापीठातील संशोधक निक्कू मधुसूदन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी आता यापुढचा टप्पा गाठला आहे. हायड्रोजनयुक्त व द्रवस्वरूपातील पाणी अस्तित्वात असणाऱ्या ग्रहांचा आकार केवढा असू शकतो, याचं प्रारूप निक्कू मधुसूदन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी तयार केलं आहे. अशा ग्रहांची घनता पृथ्वीच्या घनतेपेक्षा कमी असावी. या ग्रहांचं किमान वजन हे पृथ्वीइतकं, तर कमाल वजन हे पृथ्वीच्या तुलनेत दहापट इतकं अपेक्षित आहे. पृथ्वीइतकंच वजन असलेल्या, अशा प्रकारच्या ग्रहाचा आकार पृथ्वीच्या तुलनेत दहा टक्क्यांनी मोठा असावा. तसंच, पृथ्वीच्या तुलनेत दहापट वजनदार असणारा ग्रह हा आकाराने पृथ्वीच्या अडीचपट मोठा असावा. या मोठ्या ग्रहावरील वातावरणाचा दाब हा पृथ्वीवरील वातावरणाच्या दाबाच्या तुलनेत सुमारे तीसपट जास्त असेल. या दाबाखाली तिथे सव्वादोनशे अंश सेल्सियस तापमानापर्यंत पाणी द्रवस्वरूपात राहू शकेल. या परिस्थितीत प्राथमिक स्वरूपाच्या जीवसृष्टीची निर्मिती होऊ शकते.

या ग्रहांची जडण-घडण वैशिष्ट्यपूर्ण असल्याचं हे प्रारूप दर्शवतं. या ग्रहांच्या गाभ्याच्या आतला भाग हा पृथ्वीच्या गाभ्याप्रमाणेच लोहाचा असावा व (गाभ्याचाच) बाहेरचा भाग हा खडकांनी बनलेला असावा. मुख्य म्हणजे या ग्रहांवर जमीन अजिबात अस्तित्वात नसावी. या हायसिन ग्रहांचा हा गाभा संपूर्णपणे, समुद्राच्या पाण्यानं वेढलेला असावा. या पाण्याचं वजन ग्रहा-ग्रहानुसार वेगवेगळं असून ते, ग्रहाच्या एकूण वजनाच्या दहा टक्के ते नव्वद टक्के यादरम्यान असावं. पाण्याचं प्रमाण इतकं मोठं असल्यानं, काही प्रमाणात बाष्पीभवन झालं तरी या ग्रहांवरचं पाणी कित्येक अब्ज वर्ष टिकून राहू शकतं. जीवसृष्टीच्या उत्क्रांतीला लागणारा दीर्घ काळ पाहता, ही बाब महत्त्वाची आहे. या पाण्याच्या पृष्ठभागाबाहेर अर्थातच हायड्रोजनयुक्त वातावरण वसलेलं आहे. या वातावरणाचं वजन जरी ग्रहाच्या एकूण वजनाच्या ०.१ टक्क्याहूनही कमी असलं तरी, हे वातावरण बऱ्याच उंचीपर्यंत पसरलेलं असेल. मधुसूदन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी अशा ग्रहांना ‘हायसिन’ या नावानं संबोधलं आहे. हा हायसिन शब्द तयार केला गेला आहे तो, Hydrogen आणि Ocean या दोन शब्दांवरून. म्हणजे हायड्रोजन आणि समुद्र या दोहोंचं अस्तित्व असणारा ग्रह!

जीवसृष्टी धारण करू शकणारे हे हायसिन ग्रह, पितृताऱ्यापासून किती जवळ वा किती दूर सापडू शकतील, हे त्या-त्या पितृताऱ्याच्या तापमानावर अवलंबून असेल. तसंच या हायसिन ग्रहांचं स्वतःचं तापमान किती असेल हेही, या घटकांवर अवलंबून असेल. हायसिन ग्रह हे तीव्र तापमान सहन करू शकत असल्यानं, ते पितृताऱ्यापासून जवळच्या कक्षेत असू शकतात. मात्र, ते पितृताऱ्यापासून दूरच्या कक्षांतही आढळू शकतात. कारण, अशा ग्रहांवरील समुद्राचा वरचा भाग जरी गोठला तरी, गाभ्यातल्या उष्णतेमुळे समुद्राच्या खोल भागातलं पाणी द्रवस्वरूपात राहू शकतं. या दोन्ही कारणांनी जीवसृष्टीयोग्य ग्रहांच्या कक्षांची व्याप्ती खूपच वाढली आहे. निक्कू मधुसूदन यांच्या मते, अंतराळात यापुढे असे बरेच ग्रह सापडण्याची शक्यता आहे. या संशोधकांनी आतापर्यंत सापडलेल्या अशा हायसिन ग्रहांची यादीही तयार केली आहे. निक्कू मधुसूदन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांचं हे सर्व संशोधन ‘दी अ‍ॅस्ट्रोफिजिकल जर्नल’ या शोधपत्रिकेत अलीकडेच प्रसिद्ध झालं आहे.

एखाद्या हायसिन ग्रहावर जीवसृष्टी अस्तित्वात असली तर, तिथल्या वातावरणात डायमेथिल सल्फाइड, कार्बोनिल सल्फाइड यासारखे विशिष्ट रेणू सापडायला हवेत. या हायसिन ग्रहांचा आकार मोठा असल्यानं आणि त्यावरील वातावरणाची जाडीही अधिक असल्यानं, त्यांच्या वातावरणातील या रेणूंचा वर्णपटशास्त्राद्वारे वेध घेणं, हे काहीसं सोपं ठरण्याची अपेक्षा निक्कू मधुसूदन व्यक्त करतात. नासा आणि इतर अंतराळ संस्थांतर्फे लवकरच अंतराळात पाठवल्या जाणाऱ्या जेम्स वेब दुर्बिणीद्वारे, के२-१८बी या हायसिन ग्रहावरील वातावरणाचा वेध घेण्याची योजनाही आता प्रा. निक्कू मधुसूदन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांकडून आखली जात आहे.

चित्रवाणीः https://www.youtube.com/embed/fGfyQO1HPjc?rel=0

— डॉ. राजीव चिटणीस.

छायाचित्र सौजन्य:Amanda Smith / University of Cambridge