बाहरी सौर मंडल तरल पानी से सराबोर है। बृहस्पति के चौथे सबसे बड़े चंद्रमा, यूरोपा की बर्फीली परत के नीचे एक नमकीन महासागर छिपा हुआ है – जिसमें पृथ्वी के सभी महासागरों की तुलना में अधिक पानी है। शनि के चंद्रमा एन्सेलाडस पर एक उपसतह समुद्र अंतरिक्ष में जल वाष्प के ढेर उगलता है। और ऐसे आकर्षक संकेत हैं कि गेनीमेड, कैलिस्टो, टाइटन और अन्य दूर के चंद्रमाओं पर भी महासागर मौजूद हो सकते हैं।
अब एक और चंद्रमा गुप्त रूप से बाढ़ग्रस्त होता दिख रहा है। शनि का चंद्रमा मीमास, शनि से अपनी अनोखी समानता के लिए जाना जाता है स्टार वार्स डेथ स्टार के बर्फीले गोले के नीचे तरल पानी हो सकता है। यदि यह सच है, तो समान समुद्र स्पष्ट दृश्य में छिपे हो सकते हैं, और बाहरी सौर मंडल पहले की तुलना में कहीं अधिक रहने योग्य हो सकता है।
2014 में, वैज्ञानिकों ने पहली बार साक्ष्य प्रकाशित किया कि मीमास एक पानी वाली दुनिया हो सकती है – जिसने समुदाय को एक दशक लंबी बहस में डुबो दिया। कोलोराडो के बोल्डर में साउथवेस्ट रिसर्च इंस्टीट्यूट में ग्रह वैज्ञानिक एलिसा रोडेन सहित कई लोग इस संभावना पर अत्यधिक संदेह कर रहे थे। उनका तर्क सरल था: मीमास की भारी गड्ढों वाली सतह पर आंतरिक महासागर का कोई संकेत नहीं दिखा। एन्सेलाडस की तरह, शनि के गुरुत्वाकर्षण को मीमास के भीतर समुद्र के पानी को मथना चाहिए, जिससे सतह की बर्फ में बड़ी दरारें दिखाई देंगी। ऐसा कोई फ्रैक्चर नहीं देखा गया है.
अब शायद पासा पलट गया है। दो अध्ययन, एक रोडेन और उनके सहयोगियों द्वारा और दूसरा पेरिस वेधशाला के वैलेरी लैनी और उनके सहयोगियों द्वारा, एक महासागर के लिए एक मजबूत मामला बनाते हैं और यहां तक कि सतह पर पहेली को भी समझाते हैं। साथ में, शोध से पता चलता है कि मीमास में एक युवा और बदलता महासागर हो सकता है। यदि ऐसा है, तो यह गतिविधि से भरे बाहरी सौर मंडल की संभावना को बढ़ाता है। यही संभावना रोडेन को सबसे ज्यादा उत्साहित करती है, जिनसे बात की थी ज्ञेय पत्रिका संभावित महासागर के बारे में और यह वैज्ञानिकों के लिए इतना वरदान क्यों हो सकता है।
इस बातचीत को लंबाई और स्पष्टता के लिए संपादित किया गया है।
हम इन छिपे हुए महासागरों के बारे में क्या जानते हैं?
कई मायनों में, वे हमारे जैसे ही दिखते हैं – कम से कम इस मायने में कि वे संभवतः खारे पानी से बने हैं।
हम जानते हैं कि इन महासागरों की सतहें अपनी समग्र चमकदार उपस्थिति से बर्फीली हैं, जैसा कि दूरबीन और अंतरिक्ष यान मापों से पुष्टि होती है जो पानी की बर्फ के हस्ताक्षर का पता लगाते हैं। कुछ समुद्री चंद्रमाओं का घनत्व इतना कम होता है कि संभवतः उनके आंतरिक भाग में चट्टान में पानी की बर्फ मिली हुई होती है। गर्मी के साथ, वह पानी की बर्फ पिघलकर तरल पानी बन जाती है, जो चट्टान को नष्ट करके खारे पानी का निर्माण करेगी। एन्सेलेडस पर, खारा पानी आसानी से अंतरिक्ष में उगल रहा है।
यह देखते हुए कि बाहरी सौर मंडल में कितनी ठंड है, गर्मी किससे उत्पन्न होती है?
दूर के महासागरों का पहली नजर में कोई सवाल ही नहीं उठता। सूर्य से इतनी दूर बर्फ को पिघलाने के लिए ऊष्मा का आना कठिन है। लेकिन गुरुत्वाकर्षण विचित्रता के कारण, बाहरी सौर मंडल काफी आरामदायक हो सकता है।
बृहस्पति और उसके चंद्रमा यूरोपा पर विचार करें। बृहस्पति यूरोपा पर एक मजबूत गुरुत्वाकर्षण बल लगाता है, जिससे यूरोपा बृहस्पति की दिशा में लंबा हो जाता है। क्योंकि यूरोपा की कक्षा विलक्षण है – यह दूर जाने से पहले बृहस्पति के करीब घूमती है – यूरोपा समय के साथ खिंचता और मुक्त होता जाता है। इससे आंतरिक भाग में घर्षण पैदा होता है जो तरल महासागर को बनाए रखने के लिए आवश्यक गर्मी प्रदान करता है।
हमने पहली बार संकेत देखा कि यूरोपा एक उपसतह महासागर की मेजबानी कर सकता है जब वोयाजर मिशन 1979 में बृहस्पति के पास से गुजरा था। यूरोपा हमारे चंद्रमा या आंतरिक सौर मंडल के अधिकांश पिंडों जैसा नहीं दिखता है। इसकी बर्फीली सतह पर बहुत सारे गड्ढे नहीं हैं, बल्कि यह आड़ी-तिरछी रेखाओं और इधर-उधर खिसके हुए टूटे हुए टुकड़ों से ढकी हुई है। आपको यह कल्पना करने के लिए बहुत मुश्किल से देखने की ज़रूरत नहीं है कि वहां कुछ अलग हो रहा है।
आप सतही विशेषताओं का उल्लेख करते हैं। छिपे हुए महासागर का पता लगाने के लिए हम अन्य किन सबूतों पर भरोसा करते हैं?
एक तरीका चुंबकीय क्षेत्र को देखना है। क्योंकि खारा पानी विद्युत प्रवाहकीय होता है, यह चंद्रमा के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र बना सकता है जो ग्रह के चुंबकीय क्षेत्र को बाधित करता है। यूरोपा के उपसतह महासागर के लिए यह एक प्रमुख साक्ष्य है।
लेकिन सिर्फ इतना ही काफी नहीं है. यह साक्ष्यों का संयोजन है जो हमें इस निष्कर्ष पर ले जाता है कि वहाँ एक महासागर है। उदाहरण के लिए, हम सतह पर नमक की माप और चंद्रमा का गुरुत्वाकर्षण किसी अंतरिक्ष यान को कैसे खींचता है, इस पर भी विचार कर सकते हैं। चूँकि चट्टान या तरल धातु का घनत्व तरल पानी के घनत्व से भिन्न होता है, उन टगों का आकार सामग्री का सुराग देता है, साथ ही यह चंद्रमा के भीतर कहाँ केंद्रित है।
या हम बस कल्पना कर सकते हैं कि चंद्रमा का चेहरा अपनी कक्षा में दिशा कैसे बदलता है। आम तौर पर, ये छोटे चंद्रमा हमेशा हमारे चंद्रमा की तरह ही अपने मूल ग्रह को अपना एक ही चेहरा दिखाते हैं। लेकिन जैसे ही चंद्रमा अपनी कक्षा में घूमता है, वह जिस दिशा को इंगित करता है वह थोड़ा आगे-पीछे हो सकता है – दृश्य भाग में एक चमक पैदा हो सकती है। उस शिमी की सीमा आंतरिक भाग पर निर्भर करती है। समुद्र के ऊपर बर्फ का गोला चट्टान के ऊपर बने बर्फ के गोले की तुलना में अधिक स्वतंत्र रूप से घूम सकता है, इसलिए परिवर्तन बड़े होते हैं। इस तरह एन्सेलाडस में समुद्र का पता चला। और यह मिमास में एक महासागर के लिए साक्ष्य की सबसे अच्छी पंक्तियों में से एक है।
आइए मीमास के बारे में बात करते हैं। आख़िर आपने चंद्रमा का अध्ययन कैसे किया?
मैंने यूरोपा और अन्य बर्फीले चंद्रमाओं पर काम करते हुए लगभग एक दशक बिताया था जब 2014 का मीमास पेपर सामने आया था। उस पेपर ने चंद्रमा के दृश्य भाग में बदलाव के रूप में उस शिम्मी या कंपन को मापा, जिससे पता चला कि मीमास में या तो एक उपसतह महासागर या एक अजीब आकार का कोर था।
लेकिन एक महासागर असंभव लग रहा था। मीमास हमारे चंद्रमा की तरह दिखता है, जिसकी सतह पर भारी गड्ढे हैं। इसमें यूरोपा की तरह कोई आड़ी-तिरछी रेखाएं या टूटे हुए टुकड़े नहीं थे। और यह निश्चित रूप से एन्सेलाडस जैसे गीजर नहीं उगल रहा था। इसलिए मैंने मीमास पर एक नजर डाली और मैंने कहा, “ऐसा कोई तरीका नहीं है कि यह समुद्री चंद्रमा हो।” फिर भी मुझे एहसास हुआ कि मैं इस विचार का खंडन नहीं कर सकता।
मैंने वर्षों तक मीमास को अपने दिमाग में रखा और अंततः इसके लिए एक पेपर तैयार किया पृथ्वी और ग्रह विज्ञान की वार्षिक समीक्षा2023 में। उस पेपर ने कई समुद्री परिदृश्यों को खारिज कर दिया और केवल एक विकल्प छोड़ा, एक महासागर जो हाल ही में बना था, मीमास के काफी बाद। एक युवा महासागर गुप्त हो सकता है। लेकिन यह अभी भी एक परिकल्पना ही थी।
चंद्रमा का एक ही चेहरा हमेशा पृथ्वी की ओर निर्देशित होता है, लेकिन चंद्रमा की कक्षा के झुकाव और आकार के कारण समय के साथ यह थोड़ा आगे-पीछे हो सकता है। इस डगमगाहट को लाइब्रेशन कहा जाता है। नासा का यह वीडियो चंद्रमा के चरणों को भी दर्शाता है।
श्रेय: नासा का वैज्ञानिक विज़ुअलाइज़ेशन स्टूडियो
सबसे हालिया काम ने तस्वीर कैसे बदल दी है?
2024 की शुरुआत में, वैलेरी लैनी और उनके समूह ने मीमास पर एक महासागर के पक्ष में नए अवलोकन संबंधी साक्ष्य की सूचना दी। उन्होंने लाइब्रेशन को नहीं बल्कि समय के साथ मीमास की कक्षा में होने वाले परिवर्तनों को देखा – वे परिवर्तन जो आंतरिक संरचना पर निर्भर करते हैं। उन्होंने पाया कि उन परिवर्तनों को एक अजीब आकार के कोर द्वारा समझाया नहीं जा सकता है, इसलिए महासागर ही सबसे व्यवहार्य विकल्प है।
जून में प्रकाशित मेरी टीम का शोध, दृश्य सतह फ्रैक्चर की कमी को समझाने के लिए आगे बढ़ा है। हमारा तर्क है कि महासागर इतना युवा है – केवल 10 मिलियन वर्ष पुराना – कि हाल ही में इसका बढ़ना बंद हुआ है। हम सोचते हैं कि एक युवा मंथन सागर का ज्वारीय तनाव ऊपर की बर्फ को तोड़ने के लिए पर्याप्त नहीं हो सकता है। इसके बजाय, जिस चीज़ की ज़रूरत है वह तनाव है जो तब आता है जब समुद्र अंततः फिर से जम जाता है। क्योंकि समय के साथ मीमास की कक्षा कम विलक्षण हो जाने के कारण गर्मी कम हो रही है, पुनः जमने से – जो अभी मीमास पर शुरू हुआ है – ऊपर की बर्फ के फटने का कारण बनेगा।
शोध से पता चलता है कि अंततः मीमास शायद अपना महासागर खो देगा, जो थोड़ा दुखद है, क्योंकि इसे अभी पहचाना जा रहा है। लेकिन दूसरी तरफ, मीमास नया एन्सेलेडस बन सकता है – शनि का नया सबसे ठंडा चंद्रमा – गहरी दरारें और शायद पानी के जेट के साथ।
इस शोध के बड़े चित्र निहितार्थ क्या हैं?
मुझे भूभौतिकीय दृष्टिकोण से इसमें रुचि है। हम अपने सौर मंडल के शुरुआती युगों को गर्म समय के रूप में सोचते हैं, जब सभी गतिविधियां होती हैं, तब सब कुछ एक शांत स्थिति की ओर विकसित होता है। प्लूटो के चंद्रमा कैरन का एक महासागर नष्ट हो सकता है। और यूरोपा और गेनीमेड के महासागर काफी पुराने हैं। क्या एक चंद्रमा अपने इतिहास में एक नए महासागर का निर्माण कर सकता है, और हम इसे देख सकते हैं? यह रोमांचक है! यह इस संभावना को खोलता है कि कोई भी दुनिया, जिसमें पुरानी, गड्ढों वाली सतह भी शामिल है, इसी तरह के संक्रमण से गुजर रही होगी।
वासयोग्यता में भी रुचि है – क्या ये महासागर जीवन का समर्थन करने के लिए उपयुक्त हैं। हम वर्तमान में यह नहीं जानते हैं कि हमारे महासागरों के अलावा, सौर मंडल का कोई भी महासागर रहने योग्य है, आबाद हो चुका है या वर्तमान में आबाद है। लेकिन अगर मीमास के पास वास्तव में एक महासागर है, तो हमें यह देखने का मौका मिल सकता है कि ये दुनिया कैसे विकसित होती हैं और यहां तक कि निवास स्थान कैसे बनते हैं और कैसे नष्ट हो जाते हैं। इन प्रक्रियाओं को उनके घटित होने के रूप में देखने में सक्षम होना रोमांचक है – हमेशा उन चीजों की अंतिम स्थिति को देखने के बजाय जो बहुत पहले घटित हुई थीं।
अप्रैल 2023 में लॉन्च के बाद ज्यूपिटर आइसी मून्स एक्सप्लोरर या जूस कैसे फहराया गया, इस पर एक कलाकार की छाप देखें। यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी के मिशन, जूस के 2031 में बृहस्पति पर पहुंचने और विशाल ग्रह के बर्फीले चंद्रमाओं पर डेटा एकत्र करने में कम से कम तीन साल बिताने की उम्मीद है।
कौन से आगामी मिशन हमें और अधिक बता सकते हैं?
यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी ने पहले ही ज्यूपिटर आइसी मून्स एक्सप्लोरर या जूस लॉन्च कर दिया है, जो यूरोपा और चंद्रमाओं गेनीमेड और कैलिस्टो का विस्तृत अवलोकन करेगा, जो महासागरों के संकेत दिखाते हैं। और 2024 की शरद ऋतु में, नासा यूरोपा क्लिपर को बृहस्पति की कक्षा में भेजेगा ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि यूरोपा में जीवन के लिए उपयुक्त परिस्थितियाँ हैं या नहीं।
भविष्य के मिशन के लिए नासा के एजेंडे में सबसे ऊपर यूरेनस प्रणाली है, जहां मैं इस हालिया काम के लिए सबसे अधिक निहितार्थ देखता हूं। यह आश्चर्यजनक रूप से शनि प्रणाली के समान है, जिसमें मीमास और एन्सेलेडस के समान बर्फ-समृद्ध, मध्यम आकार के चंद्रमाओं की मेजबानी भी शामिल है। यदि मिमास पर एक युवा महासागर है, तो यह विचार करना कोई बड़ी छलांग नहीं है कि पानी की दुनिया यूरेनियन चंद्रमाओं के बीच भी मौजूद हो सकती है।
