സയന്‍സ് ഡെസ്‌ക്‌

എറിക് ഗിയാദോസ് / വിക്ടോറിയ ജഗ്ഗാര്‍ഡ്‌

ലോകത്തില്‍ മറ്റെവിടെയെങ്കിലും ജീവനുണ്ടോ? ഉണ്ടെങ്കില്‍ അവര്‍ എങ്ങനെയാരിക്കും ജീവിക്കുന്നത്? വായുവും വെള്ളവും അവര്‍ക്കും വേണ്ടിവരില്ലേ? ശാസ്ത്രലോകത്തെ മാത്രമല്ല സാധാരണക്കാരെ വരെ എന്നും കുഴക്കിയിരുന്ന ചോദ്യങ്ങള്‍ . ഇവക്കുത്തരം തേടാനുള്ള ശ്രമങ്ങള്‍ ഇപ്പൊഴും കൊണ്ടുപിടിച്ച് നടക്കുന്നുണ്ട്.

എന്നാല്‍ നമ്മള്‍ ഈ വിഷയത്തെ ഒരു കാല്പനിക കഥയായി മാത്രമേ കാണുന്നുള്ളു എന്നത് നേര്. കാരണം ഭൂമിയില്‍ അധിവസിക്കുന്ന നമ്മള്‍ നമ്മെപ്പോലെത്തന്നെയുള്ള ജീവകളെയാണ് അന്വേഷിക്കുന്നത്. ഭൂമിയില്‍ ഉള്ള പോലെ ജലമുള്ള മറ്റൊരു ഗ്രഹമുണ്ടോ എന്നാണ് നമ്മുടെ അന്വേഷണത്തിന്റെ ദിശ.

ഭൂമിയെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം ജലം ഒരു സുപ്രധാന ഘടകടമാണെന്നത് നേരുതന്നെ. അതുകൊണ്ടാണ് ജീവനുള്ള ഗ്രഹത്തിന്റെ മാനദണ്ഡമായി ജലത്തെ കണക്കാക്കാന്‍ നമ്മേ പ്രരിപ്പിക്കുന്ന ഘടകവും. സത്യത്തില്‍ ഈ രീതിയിലുള്ള അന്വേഷണങ്ങള്‍ ഒരുപക്ഷെ തെറ്റായിരിക്കാം എന്നാണ് അടുത്തിടെ വന്നിട്ടുള്ള പഠനങ്ങള്‍ വ്യക്തമാക്കുന്നത്.

പരമ്പരാഗതമായ അധിവാസ മേഖലക്ക് പുറത്ത് ജീവന്‍ ഉത്ഭവിച്ചത് എങ്ങനെയൊക്കെയായിരിക്കാമെന്ന് ഗ്രഹങ്ങളെക്കുറിച്ചു ഗവേഷണം നടത്തുന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞരായ റേമണ്ട് പിയറി ഹമ്പര്‍ട്ടും എറിക് ഗിയാദോസും വിവരിക്കുകയുണ്ടായി. ‘അസ്‌ട്രോ ഫിസിക്കല്‍ ജേര്‍ണല്‍ ലെറ്റേഴ്‌സി’ല്‍ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച പഠനത്തിലാണ് അവരിത് വ്യക്തമാക്കുന്നത്. അവരുടെ അഭിപ്രായത്തില്‍ ഹൈഡ്രജന്‍ നിബിഡമായ ഗ്രഹങ്ങളിലെ അന്തരീക്ഷത്തില്‍ അസ്വാഭാവികമായ വിധം ഹരിതഗൃഹ പ്രഭാവവും ഉഷ്ണവും ഉണ്ടാകും. ഇത് ജീവന്റെ ഉത്ഭവത്തിനു കാരണമാകാം.

എറിക് ഗിയാദോസ്സുമായി വിക്ടോറിയ ജഗ്ഗാര്‍ഡ് നടത്തിയ  അഭിമുഖസംഭാഷണമാണ് ചുവടെ.

നമ്മളാരും തന്നെ ഹൈഡ്രജനെ ഒരു ഹരിതഗൃഹ പ്രഭാവ വാതകമായി കണക്കാക്കിയിരുന്നില്ല. ഹൈഡ്രജന്‍ ഭൂമിയിലും ഹരിതഗൃഹ പ്രഭാവം സൃഷ്ടിക്കുന്നുണ്ടോ?

ഇല്ല. ഭൂമിയുടെ അന്തരീക്ഷത്തില്‍ ഹൈഡ്രജന്‍ തന്മാത്രകള്‍ (H2) തീരെ ഇല്ലെന്നുതന്നെ പറയാം. ഒരുപക്ഷെ അമിതമായി ഉണ്ടായിരുന്നുവെങ്കില്‍ തന്നെ ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് രശ്മികളെ ആഗിരണം ചെയ്യാനാവും വിധം അന്തരീക്ഷ മര്‍ദ്ദവുമില്ല. എങ്കില്‍ മാത്രമേ ഹൈഡ്രജന്‍ നല്ലൊരു ഹരിതഗൃഹ പ്രഭാവ വാതകമാകുകയുള്ളു.

മറ്റു ഗ്രഹങ്ങളില്‍ എങ്ങനെയാണ് ഹൈഡ്രജന്‍ താപത്തെ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നത്?

വാസ്തവത്തില്‍ നമുക്ക് ചൂടായി അനുഭവപ്പെടുന്നത് ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് രഷ്മികളാണ്. ഈ ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് രഷ്മികളെ ആഗിരണം ചെയ്യുകയും അത് ശൂന്യാകാശത്തേക്ക് എളുപ്പം തിരികെപ്പോകുന്നതിനെ തടയുകയും ചെയ്യുകയാണ് ഹരിതഗൃഹ പ്രഭാവവാതകങ്ങള്‍ ചെയ്യുന്നത്. ഈ രശ്മികള്‍ വളയുകയോ കറങ്ങുകയോ ചെയ്യുന്നതിന് കാരണമായാല്‍ അവ തന്മാത്രകളില്‍ ശേഖരിക്കപ്പെടും. ഒരു നേര്‍ രേഖയിലൂടെ ഓടിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന നൂലിനെ കടന്നുപോകുന്ന കാറ്റിന്റെ തരംഗം വളക്കുന്നതുപോലെ. ഹൈഡ്രജന്റേത് വളരെ ലളിതമായ തന്മാത്രയാണ്. ഇതില്‍ 2 ആറ്റങ്ങള്‍ മാത്രമേയുള്ളു. ഈ തന്മാത്ര ഇന്‍ഫ്രാറെഡിനെ കടത്തിവിടുന്നതുകൊണ്ട് (അഥവ സുതാര്യമായതു കൊണ്ട്) ഇവ മാത്രമായി ഹൈഡ്രജന്‍ തന്മാത്രയില്‍ യാതൊരു സ്വാധീനവും ചെലുത്തുന്നില്ല. എന്നാല്‍ സമുദ്ര നിരപ്പില്‍ വെച്ച് ഞങ്ങള്‍ നടത്തിയ പരീക്ഷണത്തില്‍ ഒരുപാട് തവണ മര്‍ദ്ദം കൊടുത്തപ്പോള്‍ തന്മാത്രകള്‍ പരസ്പരം തീവ്രതയോടെ കൂട്ടിമുട്ടുകയും രൂപം മാറാന്‍ തുടങ്ങുകയും ചെയ്തു. ഇന്‍ഫ്രാറെഡിനെ അഥവാ താപത്തെ പ്രതിരോധിച്ചുകൊണ്ട് താപപ്രതിരോധകമായി മാറുകയണുണ്ടായത്. നേര്‍ത്തൊരു പ്ലാസ്റ്റിക് അടപ്പുപോലെ. കുറച്ചുകൂടി കഴിഞ്ഞപ്പോള്‍ അത് തീര്‍ത്തും അതാര്യമായിത്തീര്‍ന്നു.

ഏതു തരത്തിലുള്ള നക്ഷത്രങ്ങളെയാണ് താങ്കള്‍ പഠിക്കാനായി തിരഞ്ഞെടുത്തത്? അതിനെ നമുക്ക് സൂര്യനുമായി താരതമ്യം ചെയ്യാനാകുമോ?

സൂര്യനോട് അടുത്ത സാദൃശ്യമുള്ള (hypothetical) നക്ഷത്രങ്ങളെ ചുറ്റിത്തിരിയുന്ന ഗ്രഹങ്ങളെയും സൂര്യന്റെ പകുതി വലിപ്പവും മങ്ങിയ പ്രകാശവും മുള്ള ‘M’ അല്ലെങ്കില്‍ ചുവന്ന കുള്ളന്മാരെന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന നക്ഷത്രങ്ങളെ ചുറ്റിത്തിരിയുന്ന ഗ്രഹങ്ങളെയുമാണ് പഠിക്കാന്‍ ശ്രമിച്ചത്.

ജൈവാധിവാസ യോഗ്യമായ മേഖലയുടെ (habitable zone) പരമ്പരാഗതമായ നിര്‍വചനം എന്താണ്? ഉദാഹരണമായി സൗരയൂഥത്തിലെ ഏതൊക്കെ ഗ്രഹങ്ങളെ നമുക്ക് ഇതില്‍ ഉള്‍പ്പെടുത്താം? മറ്റ് നക്ഷത്രങ്ങളിലേക്ക് വരുമ്പോള്‍ ഈ മേഖലക്ക് മാറ്റം വരുന്നുണ്ടോ?

ജൈവാധിവാസ യോഗ്യമായ മേഖലക്കുള്ള നീതിപൂര്‍വ്വമായ നിര്‍വചനം ഇതാണ്: ഭൂമിയെ അതിന്റെ ഇപ്പോഴുള്ള ഭ്രമണപഥത്തില്‍ നിന്ന് മാറ്റുകയാണെന്ന് കരുതുക. നമ്മള്‍ സൂര്യന് സമീപത്തേക്കാണ് മാറ്റുന്നതെങ്കില്‍ ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തില്‍ നിന്ന് ജലം നീരാവിയായിപ്പോകും. നീരാവി നല്ലൊരു ഹരിതഗൃഹ പ്രഭാവ വാതകമാണല്ലോ. സ്വാഭാവികമായും ഭൗമാന്തരീക്ഷത്തിലെ ഊഷ്മാവ് വീണ്ടും വര്‍ധിക്കും. ഭൂമിയെ കുറച്ചുകൂടെ സൂര്യനടുത്തേക്ക് നീക്കിയാലോ? ഭൂമി കൂടുതല്‍ ചൂടാകുകയും നീരാവിയാകുന്ന പ്രക്രിയ തടയാനാകാത്ത വിധം വര്‍ധിക്കുകയും ഭൗമാന്തരീക്ഷം ചൂടേറിയ ‘നീരാവിസമുദ്രമായി’ മാറുകയും ചെയ്യും. ഇത് ജൈവാധിവാസ യോഗ്യമായ മേഖലയുടെ ഒരറ്റത്തെ കുറിക്കുന്നു.

ഇനി ഭൂമിയെ സൂര്യന്റെ അകലേക്ക് മാറ്റുന്നുവെന്നിരിക്കട്ടെ. ഭൂമി തണുക്കും, ഇല്ലെ? ഹിമപാളികള്‍ ഉണ്ടാകാന്‍ തുടങ്ങും. ഹിമക്കട്ടകള്‍ പ്രകാശത്തെ കൂടുതല്‍ ബാഹ്യാകാശത്തേക്ക് പ്രതിഫലിപ്പിച്ച് പായിക്കും. ഇത് ഭൂമിയെ കൂടുതല്‍ തണുപ്പിക്കും. സൂര്യനില്‍നിന്ന് കുറച്ചുകൂടി അകലേക്ക് മാറ്റിയാലോ? ഉത്തര-ദക്ഷിണ ധ്രുവങ്ങള്‍ തണുത്തുറയും. അന്തരീക്ഷത്തിലുള്ള കാര്‍ബണ്‍ ഡൈയോക്‌സൈഡ് തണുത്തുറഞ്ഞ് ഖരാവസ്ഥയിലായി ‘ഡ്രൈ ഐസ്സുകള്‍’ രുപപ്പെടാന്‍ തുടങ്ങും.ഇത് ഗൗരവമേറിയതാണ്. കാരണം കാര്‍ബണ്‍ ഡൈയോക്‌സൈഡിന്റെ പ്രവര്‍ത്തനഫലമായുണ്ടാകുന്ന ഹരിതഗൃഹ പ്രഭാവത്തിനിത് തിരിച്ചടിയുണ്ടാക്കും. ഊഷ്മാവ് കുത്തനെ താഴും. സമുദ്രങ്ങള്‍ ഖനീഭവിക്കും. ഭൂമിയൊരു ‘ഹിമപ്പന്താ’യിമാറും. ഇത് ജൈവാധിവാസ യോഗ്യമായ മേഖലയുടെ അടുത്ത അറ്റത്തെ കുറിക്കുന്നു.

നമ്മുടെ ഭൂമിയും ഒരു പരിധിവരെ ചൊവ്വാ ഗ്രഹവും ജൈവാധിവാസ യോഗ്യമായ മേഖലയാണ്. ചൊവ്വക്ക് ചില പ്രശ്‌നങ്ങളുണ്ട്. അതിന് ആഗ്നേയപരമായ പ്രവര്‍ത്തനങ്ങളതിനില്ല. അതുകൊണ്ട് തന്നെ അത് വാസയോഗ്യമല്ല (inhospitable).

ഞാനീപ്പറഞ്ഞതെല്ലാം തന്നെ ഭൂമിയിലെത്തുന്ന സൂര്യപ്രകാശത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കും. പ്രകാശം മങ്ങിയ ഒരു നക്ഷത്രത്തെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം ജൈവാധിവാസ യോഗ്യമായ മേഖല അതിനടുത്തായിരിക്കും സ്ഥിതിചെയ്യുന്നത്, തീകായാന്‍ വേണ്ടി അണയാന്‍ പോകുന്ന ക്യാമ്പ് ഫയറിനടുത്തേക്ക് നമ്മള്‍ നീങ്ങിയിരിക്കുന്നതുപോലെ. എന്നാല്‍ പ്രകാശം കൂടിയ ഒരു ഗ്രഹത്തെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം ജൈവാധിവാസ യോഗ്യമായ മേഖല അകലെയായിരിക്കും.

ഒരു ഹൈഡ്രജന്‍ ഹരിതഗൃഹപ്രഭാവഹമുള്ള ഗ്രഹം ജൈവാധിവാസ യോഗ്യമായി നിലനില്‍ക്കണമെങ്കില്‍ അത് അതിന്റെ നക്ഷത്രത്തില്‍ നിന്നും എത്ര അകലെവരെയാകാം?

സൂര്യനെപ്പോലെയുള്ള ഒരു നക്ഷത്രമാണെങ്കില്‍ ഭൂമിയും സൂര്യനും തമ്മിലുള്ള അകലത്തിന്റെ പത്തിരട്ടി ദൂരം വരെയെങ്കിലും വേണം. എന്നാല്‍ പ്രകാശം മങ്ങിയ ഒരു ‘M’ നക്ഷത്രത്തെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം ഒന്നര ഇരട്ടി ദൂരം മതിയാകും.

ഹൈഡ്രജന്‍ ഹരിതഗൃഹപ്രഭാവഹമുള്ള ഒരു ലോകത്തില്‍ ഏതുതരത്തിലുള്ള ജീവികളായിരിക്കും ഉണ്ടായിരിക്കുക? അതുപോലെത്തന്നെ അവിടത്തെ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ ബലം, അന്തരീക്ഷ മര്‍ദ്ദം, പ്രകാശ നില എന്നിവ ഭൂമിയിലുള്ളതില്‍ നിന്ന് എങ്ങനെയൊക്കെ വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു?

നമുക്ക് അതേപറ്റി ഊഹിക്കാന്‍ കഴിയില്ല. എന്നാലും സൂര്യ പ്രകാശം കൊണ്ട് ജീവിക്കുന്ന വിവിധയിനം ബാക്ടീരിയകളെ (സിയനോ ബാക്ടീര്യ/cyanobacteria) നമുക്ക് പരിഗണിക്കേണ്ടിവരും.

അത്തരമൊരു ലോകത്തില്‍ നിങ്ങള്‍ക്ക് എത്തിപ്പെടാന്‍ കഴിഞ്ഞാല്‍ വാഹനത്തിന് പുറത്തിറങ്ങാന്‍ നിങ്ങള്‍ക്കാവില്ല. കാരണം അവിടത്തെ അന്തരീക്ഷ മര്‍ദ്ദം ഭൂമിയിലുള്ളതിനേക്കാള്‍ 40 മടങ്ങായിരിക്കും. ഇത് ‘നൈട്രജന്‍ നാര്‍സോസിസ്’ എന്ന പ്രതിഭാസമുണ്ടാക്കും. മാത്രവുമല്ല ‘ഓക്‌സിജന്‍ വിഷലിപ്തത’ക്കും കാരണമാകും.

അത്തരമൊരു ഗ്രഹത്തില്‍ നില്‍ക്കുന്ന ഒരാള്‍ക്ക് അതിന്റെ ഭൂപ്രകൃതി എങ്ങനെയായിരിക്കും അനുഭവപ്പെടുക?

ആകാശം ചുവപ്പ് നിറമായിരിക്കും. കാരണം അതിസാന്ദ്രതയേറിയ അന്തരീക്ഷത്തിലുടെ, വായുനില്‍ പ്രതിഫലനമുണ്ടായി ചിന്നിച്ചിതറിപ്പോവുകയോ ശൂന്യാകാശത്തേക്ക് തിരികെ പ്രതിഫലിച്ചുപോവുകയോ ചെയ്യാതെ താഴെ വരെയെത്താന്‍ ചുവപ്പ് രശ്മികള്‍ക്ക് മാത്രമേ കഴിയൂ. (പ്രതിഫലനമുള്ളതുകൊണ്ടാണ് നമ്മുടെ ആകാശം നീലനിറത്തില്‍ കാണപ്പെടുന്നത്.)

അഞ്ഞൂറില്‍പ്പരം ഗ്രഹങ്ങളില്‍ ഹൈഡ്രജന്‍ ഹരിതഗൃഹ പ്രഭാവമുള്ള ഏതെങ്കിലും ഗ്രഹമുണ്ടോ?

ഭൂമിയുടെയത്ര വലിപ്പമുള്ള, സ്വന്തം നക്ഷത്രത്തില്‍ നിന്നും പര്യാപ്തമായ വിധം അകലം സൂക്ഷക്കുന്ന ഗ്രഹങ്ങളില്‍ ഹൈഡ്രജന്‍ ഹരിതഗൃഹ പ്രഭാവമുണ്ട്. അവ ഒന്നോ അതില്‍ കൂടുതല്‍ ഉണ്ടോ എന്ന് നമുക്കറിയില്ല. രണ്ട് വര്‍ഷം മുമ്പ് നാസ ‘കെപ്ലര്‍’ എന്നൊരു കൃത്രിമോപഗ്രഹം വിക്ഷേപിച്ചിരുന്നു. ഇത്തരത്തിലുള്ള നൂറ് കണക്കിന് ഗ്രഹങ്ങളെ മറ്റു നക്ഷത്രങ്ങളില്‍ കെപ്ലര്‍ കണ്ടെത്തിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു. ഒരു ഗ്രഹം നമുക്കും അതിന്റെ നക്ഷത്രത്തിനുമിടയിലൂടെ യാദൃശ്ചികമായി കടന്നുപോകുമ്പോള്‍ അതില്‍ പതിക്കുന്ന നക്ഷത്ര പ്രകാശത്തിനെ പരിശോധിച്ചാണ് കെപ്ലര്‍ ഇത് സാധ്യമാക്കുന്നത്. കെപ്ലറിന്റെ ദൗത്യം തുടരുമ്പോള്‍ മറ്റുനക്ഷത്രങ്ങളില്‍ വളരെ അകലെ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന ധാരാളം ഗ്രഹങ്ങളെ അത് കണ്ടെത്തും. ഞാന്‍ നേരത്തെ വിവരിച്ചതു പോലെയുള്ള ‘M’ നക്ഷത്രങ്ങള്‍ക്ക് ചുറ്റുമുള്ള ഗ്രഹങ്ങളെയും -ഹൈഡ്രജന്‍ ഹരിതഗൃഹ പ്രഭാവമില്ലെങ്കില്‍ ഇവ അതി ശൈത്യം നിറഞ്ഞതായിരിക്കും- കെപ്ലര്‍ കണ്ടത്തും.

ശനിയുടെ ഉപഗ്രഹമായ ടൈറ്റന്‍ മുമ്പെപ്പോഴെങ്കിലും ഒരു ഹൈഡ്രജന്‍ ഹരിതഗൃഹ പ്രഭാവ ലോകമായിരുന്നോ?

നല്ല ചോദ്യമാണിത്. അതേപ്പറ്റി ഊഹിക്കുന്നത് വളരെ രസമായിരിക്കും. ഞാനും അങ്ങനെ സംശയിക്കുന്നുണ്ട്.ടൈറ്റന്‍ വളരെ വലിയ ഉപഗ്രഹമാണ്. എന്നാല്‍ ഗ്രഹവുമായി തട്ടിച്ചുനോക്കിയാല്‍ അത് തീരെ ചെറുതുമാണ്. സൗരയൂഥത്തില്‍ നിന്നുമുള്ള ഹൈഡ്രജനെ ആഗീരണം ചെയ്യുന്നതിനോ അത് തിരികെ ബാഹ്യാകാശത്തേക്ക് പ്രസരിച്ച് നഷ്ടപ്പെടുന്നത് തടയുന്നതിനോ ആവശ്യമായ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണം ടൈറ്റനില്ല. മാത്രവുമല്ല ടൈറ്റനിലെ ഹൈഡ്രജന്‍ ആറ്റങ്ങളില്‍ അള്‍ട്രാ വൈലറ്റ് രശ്മികള്‍ പതിച്ചാല്‍ അത് വിഘടിച്ച് മീതെയിന്‍ തന്മാത്രകളായി മാറുകയും ചെയ്യും.