रहने योग्य क्षेत्र को फिर से परिभाषित करने वाला तरल — "पानी के बिना" जीवित रहना: आयनिक तरल पदार्थों द्वारा खोला गया अंतरिक्ष पारिस्थितिकी तंत्र

पानी "मानक" है "अवश्यंभावी" नहीं

"जीवन के लिए तरल पानी की आवश्यकता होती है" — इस धारणा को, जो खगोल विज्ञान की पाठ्यपुस्तकों में अंकित है, MIT की अनुसंधान टीम ने एक बड़ा झटका दिया है। उन्होंने दिखाया कि "पानी नहीं बल्कि तरल" ब्रह्मांड के चट्टानी ग्रहों पर स्वाभाविक रूप से उत्पन्न हो सकता है और लंबे समय तक बना रह सकता है। इसका मुख्य तत्व है "आयनिक तरल"। यह एक पदार्थ समूह है जिसमें नमक 100℃ से कम तापमान पर भी तरल अवस्था में रहता है, और इसकी वाष्प दाब बहुत कम होती है, जिससे यह आसानी से वाष्पित नहीं होता।MIT News

शुरुआत शुक्र के बादलों से: संयोग से बची "एक बूंद"

कहानी शुक्र की खोज की तैयारी के प्रयोगशाला में शुरू हुई। अनुसंधान टीम ने शुक्र के बादलों के मुख्य घटक सल्फ्यूरिक एसिड को वाष्पित कर नमूने का विश्लेषण करने की प्रक्रिया का परीक्षण किया। लेकिन जब इसे नाइट्रोजन युक्त कार्बनिक पदार्थों (उदाहरण: ग्लाइसिन) के साथ मिलाया गया, तो सल्फ्यूरिक एसिड के लगभग उड़ जाने के बाद भी, एक "तरल परत" जिद्दी रूप से बची रही। जांच करने पर, यह पाया गया कि सल्फ्यूरिक एसिड से हाइड्रोजन कार्बनिक पदार्थों में स्थानांतरित हो गया था, जिससे नमक का मिश्रण यानी आयनिक तरल बन गया था। इस संयोगपूर्ण अवलोकन ने यह परिकल्पना उत्पन्न की कि "जहां पानी नहीं हो सकता, वहां भी तरल बन सकता है।"MIT News

प्रयोगों द्वारा चित्रित "चट्टानी ग्रहों की रसायनशास्त्र"

टीम ने 30 से अधिक प्रकार के नाइट्रोजन युक्त कार्बनिक पदार्थों और सल्फ्यूरिक एसिड को विभिन्न तापमान और दबाव में मिलाकर, और यहां तक कि बेसाल्ट पर भी इसे सोखकर परीक्षण किया। परिणामस्वरूप, यह पाया गया कि 180℃ जैसे उच्च तापमान और पृथ्वी की तुलना में बहुत कम दबाव पर भी आयनिक तरल बन सकता है, और चट्टान की दरारों में एसिड सोखने के बावजूद सतह पर तरल बूंदें रह सकती हैं। इसका मतलब है कि ज्वालामुखीय गैस से उत्पन्न सल्फ्यूरिक एसिड और उल्कापिंड जैसे सार्वभौमिक कार्बनिक पदार्थों के मिलने पर, तरल के "बिखरे हुए नखलिस्तान" बन सकते हैं।Phys.org

रहने योग्य क्षेत्र का विस्तार करने वाला "एक और विलायक"

आयनिक तरल की ताकत "वाष्पित न होने" और "विस्तृत स्थिर क्षेत्र" में है। पानी उच्च तापमान और निम्न दबाव में कमजोर होता है, लेकिन आयनिक तरल ऐसी स्थितियों में भी तरल रह सकता है। इसके अलावा, कुछ प्रोटीन जैसे जैविक अणु आयनिक तरल में स्थिर रह सकते हैं, जो चरम स्थितियों में चयापचय के "मंच" बन सकते हैं। यदि रहने योग्य क्षेत्र की परिभाषा को "जहां चयापचय हो सकता है" के रूप में विस्तारित किया जाए, तो चट्टानी ग्रहों के "रहने योग्य" क्षेत्र सैद्धांतिक रूप से काफी बढ़ सकते हैं।MIT News

प्रसंग: पानी के अलावा अन्य विलायकों की खोज की प्रवृत्ति

"पानी के अलावा अन्य विलायकों" को जीवन के उम्मीदवार के रूप में प्रस्तुत करने की चर्चा नई नहीं है। उदाहरण के लिए, टाइटन के मीथेन-एथेन समुद्र, या अमोनिया और सुपरक्रिटिकल कार्बन डाइऑक्साइड जैसे विविध "तरल ब्रह्मांड" की जांच की गई है। हाल के वर्षों में समीक्षाएं और सैद्धांतिक ढांचे भी विकसित किए गए हैं, और "पर्यावरण के अनुसार वैकल्पिक विलायकों" का व्यवस्थित मूल्यांकन जारी है। इस अध्ययन का महत्व इस तथ्य में है कि इसने "चट्टानी ग्रह की सतह पर स्वाभाविक रूप से उत्पन्न होने वाले नमक के तरल" का एक ठोस उदाहरण प्रस्तुत किया है।Liebert Publishing

शुक्र से एक्सोप्लैनेट तक: अवलोकन और अन्वेषण के संपर्क बिंदु

शुक्र के बादल सल्फ्यूरिक एसिड के समुद्र हैं, लेकिन कार्बनिक पदार्थ सौर मंडल के छोटे खगोलीय पिंडों और ग्रहों में व्यापक रूप से वितरित हैं। यदि ज्वालामुखीय सल्फ्यूरिक एसिड कार्बनिक पदार्थ के जमाव से संपर्क करता है, तो तरल पैच उत्पन्न हो सकते हैं। अनुसंधान का नेतृत्व करने वाले प्रोफेसर सैगर शुक्र के वायुमंडलीय अन्वेषण (Morning Star Missions) में भी शामिल हैं, और प्रयोग की प्रेरणा भी वहीं से आती है। भविष्य की चुनौतियों में यह जांच शामिल है कि कौन से जैविक अणु आयनिक तरल में कार्य कर सकते हैं, और दूर के ग्रहों पर "आयनिक तरल की उपस्थिति की संभावना" को दर्शाने वाले अवलोकन संकेतक (जैसे स्पेक्ट्रल विशेषताएं) का डिज़ाइन करना।MIT News

कैसे मापें? अवलोकन पक्ष की वास्तविकता

अवलोकन के दृष्टिकोण से, उदाहरण के लिए, "तरल स्वयं" का प्रत्यक्ष पता लगाना कठिन है। लेकिन यदि ज्वालामुखीय सल्फ्यूरिक एसिड और कार्बनिक पदार्थ की प्रतिक्रिया आगे बढ़ती है, तो उत्पन्न होने वाले आयन प्रजातियों या सतह के ऑप्टिकल गुणों में परिवर्तन सुराग हो सकते हैं। इसके अलावा, हाल ही में यह संकेत मिला है कि अत्यधिक गर्म चट्टानी सुपर-अर्थ में भी वायुमंडल हो सकता है, जिससे नर्क जैसे वातावरण में भी रासायनिक चक्रण हो सकता है। ऐसे केस स्टडीज का संकलन आयनिक तरल परिकल्पना के परीक्षण का आधार बनेगा।Reuters

सोशल मीडिया की प्रतिक्रिया: उत्साह और सतर्कता का "द्वि-चरण मिश्रण"

समाचार के प्रकाशन के तुरंत बाद, Phys.org और MIT News के पोस्टों से X (पूर्व में ट्विटर) और Threads पर प्रसार हुआ। समर्थक पक्ष ने इसे "रहने योग्य क्षेत्र की पुनर्परिभाषा" और "अवलोकन लक्ष्यों की जनसंख्या का विस्तार" के रूप में स्वागत किया। वहीं, सतर्क पक्ष ने "आयनिक तरल में जैव रसायन कितनी वास्तविक है?" और "विषाक्तता, चिपचिपापन, प्रसार की सीमाएं क्या हैं?" जैसे प्रश्न उठाए। वास्तव में, Phys.org के आधिकारिक X पोस्ट में सकारात्मक उद्धरणों के साथ-साथ सत्यापन के रोडमैप के बारे में थ्रेड्स भी देखे गए। Threads पर भी "यदि उच्च तापमान और निम्न दबाव में तरल बना रहता है, तो सूखे ग्रह की सतह के विकास मॉडल को पुनः मूल्यांकन करना चाहिए" जैसी टिप्पणियां देखी गईं।X (formerly Twitter)Threads

विशेषज्ञों की दृष्टि और आलोचना के अंकुर

इस अध्ययन का PNAS में प्रकाशित होना यह दर्शाता है कि यह सहकर्मी समीक्षा से गुजर चुका है, लेकिन यह केवल प्रयोग और सिद्धांत की "संभाव्यता" की प्रस्तुति है। आलोचनात्मक दृष्टिकोण से, (1) प्राकृतिक वातावरण में प्रतिक्रिया पदार्थों का 1:1 समीपवर्ती रासायनिक अनुपात में मिलने की आवृत्ति, (2) बनने के बाद तरल बूंदों का मौसम, विकिरण, धूल जमाव के खिलाफ सहनशीलता का समय पैमाना, (3) उच्च चिपचिपापन वाले वातावरण में पदार्थ परिवहन और चयापचय प्रसार की वास्तविकता, आदि को उठाया जा सकता है। ये अगले प्रयोग डिजाइन और मॉडलिंग के फोकस होंगे।MIT News

फिर भी "मानचित्र" विस्तारित हुआ

रहने योग्य क्षेत्र की परिभाषा को "जहां पानी तरल हो सकता है" से "जहां कोई तरल अवस्था चयापचय की अनुमति देती है" तक विस्तारित करना अवलोकन रणनीति को भी प्रभावित करेगा। पारंपरिक "पानी की स्थिति" के तहत हटाए गए गर्म और निम्न दबाव वाले चट्टानी ग्रहों में भी खोज की संभावना पैदा होगी। अनुसंधान टीम ने इसे "पेंडोरा का बॉक्स खोलना" कहा, लेकिन यह अराजकता का रूपक नहीं है। बल्कि, यह ग्रह सतह रसायन और जीवन रसायन के संपर्क को विविध बनाने वाले "अनुसंधान प्रश्नों के बॉक्स" के खुलने का संकेत है।Phys.org