Exoplanets: గ్రహాలపై నీటి గుట్టు వీడింది.. హైడ్రోజన్తోనే మహాసముద్రాలు!
- గ్రహాలు సొంతంగా నీటిని సృష్టించుకోగలవని తేల్చిన కొత్త అధ్యయనం
- హైడ్రోజన్, గ్రహాల లోపలి శిలలతో చర్య జరిపి నీటిని ఉత్పత్తి చేస్తుందని వెల్లడి
- భూమి, నెప్ట్యూన్ మధ్య పరిమాణంలో ఉండే సబ్-నెప్ట్యూన్లపై పరిశోధన
- ఇలాంటి గ్రహాలు నక్షత్రాలకు దూరంగానే ఏర్పడతాయనే పాత వాదనకు తెర
- జీవం ఉండే గ్రహాల అన్వేషణలో కీలకం కానున్న తాజా ఆవిష్కరణ
విశ్వంలోని బాహ్య గ్రహాలపై నీరు ఎలా ఏర్పడుతుందనే అంశంపై ఇప్పటివరకు ఉన్న సిద్ధాంతాలను ఓ కొత్త అధ్యయనం పూర్తిగా మార్చేసింది. నక్షత్రాలకు దగ్గరగా ఉండే గ్రహాలు సైతం తమ అంతర్గత రసాయనిక చర్యల ద్వారా భారీగా నీటిని, చివరికి మహాసముద్రాలను కూడా సృష్టించుకోగలవని ఈ పరిశోధన తేల్చింది. ఈ ఆవిష్కరణ జీవం ఉండే గ్రహాల అన్వేషణకు కొత్త దారులు చూపడమే కాకుండా, గ్రహాల ఏర్పాటుపై ఉన్న అవగాహనను పునర్నిర్మిస్తోంది.
పాత సిద్ధాంతాలకు చెక్
ఇప్పటివరకు శాస్త్రవేత్తలు నీటితో నిండిన గ్రహాలు వాటి నక్షత్రాలకు చాలా దూరంగా, స్నో లైన్ దాటిన ప్రాంతంలో ఏర్పడతాయని భావించారు. అక్కడ ఉష్ణోగ్రతలు తక్కువగా ఉండటం వల్ల నీరు మంచు రూపంలో ఘనీభవించి ఉంటుందని, ఆ తర్వాత అవి క్రమంగా నక్షత్రం వైపు కదులుతాయని నమ్మేవారు. కానీ, తాజా అధ్యయనం ప్రకారం, నక్షత్రానికి సమీపంలో ఏర్పడిన పొడి గ్రహాలు కూడా కాలక్రమేణా నీటితో నిండిన తడి గ్రహాలుగా మారగలవు.
నీరు ఎలా ఏర్పడుతుంది?
భూమి నుంచి నెప్ట్యూన్ మధ్య పరిమాణంలో ఉండే సబ్-నెప్ట్యూన్ గ్రహాలపై ఈ పరిశోధన దృష్టి సారించింది. ఈ గ్రహాలు హైడ్రోజన్తో నిండిన వాతావరణాన్ని కలిగి ఉంటాయి. గ్రహం లోపల ఉండే తీవ్రమైన ఒత్తిడి, అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, ఈ హైడ్రోజన్ ద్రవరూపంలో ఉన్న శిలలతో (సిలికేట్ రాక్) చర్య జరుపుతుంది. ఈ ప్రక్రియలో శిలల నుంచి ఆక్సిజన్ విడుదలై, అది హైడ్రోజన్తో కలిసి నీరుగా మారుతుంది. ఈ విధంగా గ్రహం బరువులో 10 శాతం వరకు నీరు ఏర్పడవచ్చని శాస్త్రవేత్తలు అంచనా వేస్తున్నారు. ఈ నీరు, హైడ్రోజన్ వాతావరణం కింద లోతైన మహాసముద్రాల రూపంలో ఉంటుంది.
కొన్ని కోట్ల సంవత్సరాల తర్వాత నక్షత్ర కిరణాల ప్రభావంతో హైడ్రోజన్ వాతావరణం ఆవిరైపోయినప్పుడు, ఆ గ్రహాలు మహాసముద్రాలతో కూడిన సూపర్-ఎర్త్లు లేదా హైసియన్ గ్రహాలుగా కనిపిస్తాయి. అంటే, హైడ్రోజన్ గ్రహాలు, నీటి గ్రహాలు వేర్వేరు కాదని, ఒకే పరిణామ క్రమంలోని దశలని ఈ అధ్యయనం సూచిస్తోంది.
పరిశోధన ఎలా జరిపారు?
ఈ సిద్ధాంతాన్ని నిరూపించేందుకు, పరిశోధకులు ప్రయోగశాలలో గ్రహాల లోపలి పరిస్థితులను సృష్టించారు. డైమండ్-అన్విల్ సెల్, పల్స్డ్ లేజర్ హీటింగ్ వంటి సాంకేతికతలను ఉపయోగించి అత్యధిక పీడనం, ఉష్ణోగ్రతలను అనుకరించారు. అక్కడ హైడ్రోజన్, సిలికేట్ ఖనిజాల మధ్య జరిగిన రసాయనిక చర్యలను ఎక్స్-రే డిఫ్రాక్షన్, రామన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ ద్వారా విశ్లేషించి నీరు ఏర్పడటాన్ని ధృవీకరించారు.
భవిష్యత్తులో ప్రాధాన్యత
ఈ ఆవిష్కరణ జీవానికి అనువైన గ్రహాల అన్వేషణ పరిధిని విస్తృతం చేస్తుంది. కేవలం నక్షత్రాలకు దూరంగా ఉన్న గ్రహాలపైనే కాకుండా, దగ్గరగా ఉన్న వాటిపైనా దృష్టి సారించడానికి ఇది వీలు కల్పిస్తుంది. భవిష్యత్తులో జేమ్స్ వెబ్ స్పేస్ టెలిస్కోప్ (JWST) వంటి శక్తిమంతమైన టెలిస్కోపుల ద్వారా బాహ్య గ్రహాల వాతావరణాన్ని పరిశీలించి, అక్కడ నీటి ఆవిరి, హైడ్రోజన్, సిలికాన్ హైడ్రైడ్ల ఉనికిని గుర్తించడం ద్వారా ఈ సిద్ధాంతాన్ని మరింత బలపరచవచ్చని శాస్త్రవేత్తలు భావిస్తున్నారు. ఈ పరిశోధన వివరాలు ప్రతిష్ఠాత్మక 'నేచర్' జర్నల్లో ప్రచురితమయ్యాయి.
పాత సిద్ధాంతాలకు చెక్
ఇప్పటివరకు శాస్త్రవేత్తలు నీటితో నిండిన గ్రహాలు వాటి నక్షత్రాలకు చాలా దూరంగా, స్నో లైన్ దాటిన ప్రాంతంలో ఏర్పడతాయని భావించారు. అక్కడ ఉష్ణోగ్రతలు తక్కువగా ఉండటం వల్ల నీరు మంచు రూపంలో ఘనీభవించి ఉంటుందని, ఆ తర్వాత అవి క్రమంగా నక్షత్రం వైపు కదులుతాయని నమ్మేవారు. కానీ, తాజా అధ్యయనం ప్రకారం, నక్షత్రానికి సమీపంలో ఏర్పడిన పొడి గ్రహాలు కూడా కాలక్రమేణా నీటితో నిండిన తడి గ్రహాలుగా మారగలవు.
నీరు ఎలా ఏర్పడుతుంది?
భూమి నుంచి నెప్ట్యూన్ మధ్య పరిమాణంలో ఉండే సబ్-నెప్ట్యూన్ గ్రహాలపై ఈ పరిశోధన దృష్టి సారించింది. ఈ గ్రహాలు హైడ్రోజన్తో నిండిన వాతావరణాన్ని కలిగి ఉంటాయి. గ్రహం లోపల ఉండే తీవ్రమైన ఒత్తిడి, అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, ఈ హైడ్రోజన్ ద్రవరూపంలో ఉన్న శిలలతో (సిలికేట్ రాక్) చర్య జరుపుతుంది. ఈ ప్రక్రియలో శిలల నుంచి ఆక్సిజన్ విడుదలై, అది హైడ్రోజన్తో కలిసి నీరుగా మారుతుంది. ఈ విధంగా గ్రహం బరువులో 10 శాతం వరకు నీరు ఏర్పడవచ్చని శాస్త్రవేత్తలు అంచనా వేస్తున్నారు. ఈ నీరు, హైడ్రోజన్ వాతావరణం కింద లోతైన మహాసముద్రాల రూపంలో ఉంటుంది.
కొన్ని కోట్ల సంవత్సరాల తర్వాత నక్షత్ర కిరణాల ప్రభావంతో హైడ్రోజన్ వాతావరణం ఆవిరైపోయినప్పుడు, ఆ గ్రహాలు మహాసముద్రాలతో కూడిన సూపర్-ఎర్త్లు లేదా హైసియన్ గ్రహాలుగా కనిపిస్తాయి. అంటే, హైడ్రోజన్ గ్రహాలు, నీటి గ్రహాలు వేర్వేరు కాదని, ఒకే పరిణామ క్రమంలోని దశలని ఈ అధ్యయనం సూచిస్తోంది.
పరిశోధన ఎలా జరిపారు?
ఈ సిద్ధాంతాన్ని నిరూపించేందుకు, పరిశోధకులు ప్రయోగశాలలో గ్రహాల లోపలి పరిస్థితులను సృష్టించారు. డైమండ్-అన్విల్ సెల్, పల్స్డ్ లేజర్ హీటింగ్ వంటి సాంకేతికతలను ఉపయోగించి అత్యధిక పీడనం, ఉష్ణోగ్రతలను అనుకరించారు. అక్కడ హైడ్రోజన్, సిలికేట్ ఖనిజాల మధ్య జరిగిన రసాయనిక చర్యలను ఎక్స్-రే డిఫ్రాక్షన్, రామన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ ద్వారా విశ్లేషించి నీరు ఏర్పడటాన్ని ధృవీకరించారు.
భవిష్యత్తులో ప్రాధాన్యత
ఈ ఆవిష్కరణ జీవానికి అనువైన గ్రహాల అన్వేషణ పరిధిని విస్తృతం చేస్తుంది. కేవలం నక్షత్రాలకు దూరంగా ఉన్న గ్రహాలపైనే కాకుండా, దగ్గరగా ఉన్న వాటిపైనా దృష్టి సారించడానికి ఇది వీలు కల్పిస్తుంది. భవిష్యత్తులో జేమ్స్ వెబ్ స్పేస్ టెలిస్కోప్ (JWST) వంటి శక్తిమంతమైన టెలిస్కోపుల ద్వారా బాహ్య గ్రహాల వాతావరణాన్ని పరిశీలించి, అక్కడ నీటి ఆవిరి, హైడ్రోజన్, సిలికాన్ హైడ్రైడ్ల ఉనికిని గుర్తించడం ద్వారా ఈ సిద్ధాంతాన్ని మరింత బలపరచవచ్చని శాస్త్రవేత్తలు భావిస్తున్నారు. ఈ పరిశోధన వివరాలు ప్రతిష్ఠాత్మక 'నేచర్' జర్నల్లో ప్రచురితమయ్యాయి.
