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Wednesday, June 16, 2021

क्या क्षुद्रग्रह प्रभाव जीवन को सक्षम करने के लिए गर्मी और कच्ची सामग्री दोनों प्रदान करते हैं? – यूनिवर्स टुडे

यह हमारा महान प्रश्न है: पृथ्वी पर जीवन की शुरुआत कैसे हुई? जो कोई भी कहता है कि उनके पास इसका जवाब है, वह लंबी दास्तां कह रहा है। हम अभी नहीं जानते।

जबकि एक निश्चित उत्तर एक लंबा रास्ता तय कर सकता है – या कभी नहीं मिल सकता है – उस महान प्रश्न के किनारों पर कुतरने के कुछ चतुर तरीके हैं। जापान में कोबे विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं का एक समूह अपने स्वयं के एक प्रश्न के साथ उस सम्मोहक प्रश्न से अपनी काट निकाल रहा है: क्या क्षुद्रग्रह के प्रभाव से निकलने वाली गर्मी ने जीवन को शुरू करने में मदद की?

शोधकर्ताओं की यह टीम क्षुद्रग्रह के प्रभावों और पृथ्वी पर जीवन की उपस्थिति में उनकी क्या भूमिका हो सकती है, इस बारे में आश्चर्य करने वाले पहले व्यक्ति नहीं हैं। लेकिन पृथ्वी को प्रभावित करने वाले और पानी और रसायनों को पहुंचाने वाले क्षुद्रग्रहों पर ध्यान केंद्रित करने के बजाय, वे क्षुद्रग्रहों और अन्य छोटे पिंडों के बीच के प्रभावों को देख रहे हैं। यह संभव है कि उन प्रभावों से गर्मी ने क्षुद्रग्रह की सतह पर पानी और जीवन-मूल रसायनों को उत्पन्न किया, फिर पृथ्वी पर पहुंचाया।

वैज्ञानिकों के समूह ने एक लक्ष्य के रूप में झरझरा जिप्सम से बने क्षुद्रग्रह प्रॉक्सी के साथ शुरुआत की। उन्होंने गर्मी को मापने के लिए थर्मोकपल को अपने क्षुद्रग्रह के अंदर रखा। फिर उन्होंने कोबे विश्वविद्यालय के साथ प्रोजेक्टाइल को तेज करके उच्च-वेग प्रभाव बनाया गैस बंदूक. उनकी दो चरणों वाली गैस गन विशेष भौतिकी उपकरण है जो चीजों को अत्यधिक उच्च वेग में गति प्रदान कर सकती है।

बाईं ओर कोबे विश्वविद्यालय में गैस गन है। भौतिकी अनुसंधान के लिए गैस बंदूकें प्रोजेक्टाइल को अत्यधिक उच्च वेगों पर प्रेरित कर सकती हैं। दाईं ओर की छवि GM/Delco सुविधा में गैस गन की है। यह एक एल्युमिनियम ब्लॉक में 7,000 मीटर प्रति सेकंड की रफ्तार से गैस गन से दागे गए 7 ग्राम प्लास्टिक प्रोजेक्टाइल का परिणाम है। छवि क्रेडिट: (एल) यासुई एट अल २०२१, कोबे विश्वविद्यालय। (आर) कैमरा ऑपरेटर द्वारा: आरडी वार्ड। सेवा प्रदर्शित: अन्य सेवा – आईडी: DDSC8513609, सार्वजनिक डोमेन, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=876520

उनके प्रयोग के पीछे एक महत्वपूर्ण विचार जलीय परिवर्तन और इसे बनाने के लिए आवश्यक गर्मी है। जलीय परिवर्तन तब होता है जब पानी के साथ रासायनिक प्रतिक्रियाओं के कारण चट्टान में खनिज बदल जाते हैं। वे प्रतिक्रियाएं कार्बनिक ठोस बना सकती हैं। लेकिन उन प्रतिक्रियाओं के होने के लिए, क्षुद्रग्रह की बर्फ को पिघलाने के लिए गर्मी होनी चाहिए। बड़े पिंडों में, वैज्ञानिक सोचते हैं कि एल्युमिनियम 26 का क्षय, एक रेडियोधर्मी समस्थानिक, जलीय परिवर्तन के लिए ऊष्मा प्रदान कर सकता है। लेकिन यह केवल लगभग 10 किमी व्यास के बड़े क्षुद्रग्रहों में होता है और हो सकता है कि केवल सौर मंडल के पहले 10 मिलियन वर्षों में हुआ हो या इससे पहले कि सभी अल 26 का क्षय हो गया हो। क्या सौर मंडल के जीवन में बहुत बाद में छोटे क्षुद्रग्रहों पर प्रभाव के कारण जलीय परिवर्तन हो सकता है?

उन्होंने प्रभावों द्वारा बनाए गए तापमान की निगरानी की क्योंकि उन्होंने अपने प्रोजेक्टाइल के वेग को बढ़ाया। वे न केवल यह जानना चाहते थे कि कितनी ऊष्मा उत्पन्न हुई बल्कि वह ऊष्मा कितने समय तक बनी रहेगी। क्या क्षुद्रग्रहों के प्रभाव से क्षुद्रग्रहों को नष्ट किए बिना जीवन-मूल रसायन बनाने के लिए पर्याप्त गर्मी पैदा हो सकती है? सौर मंडल में ये स्थितियां कितनी व्यापक हैं, और क्या ये रसायन अभी भी हमारे जैसे पुराने सौर मंडल में उत्पन्न हो सकते हैं?

अपने पेपर में टीम ने बताया कि मुख्य क्षुद्रग्रह बेल्ट में क्षुद्रग्रहों के बीच सापेक्ष वेग लगभग 4 से 5 किमी/सेकंड है। उन टक्करों के झटके ने परिणामी क्रेटर के आसपास का तापमान तुरंत बढ़ा दिया होगा। हमारे सौर मंडल के युवाओं में इस तरह के टकराव आम थे, जब तक कि अल 26 के सभी क्षय हो गए थे। इन प्रभावों से गर्मी अधिक छिद्रपूर्ण क्षुद्रग्रह निकायों पर सबसे अधिक स्पष्ट होती। इन प्रभावों से गर्मी के कई संख्यात्मक अध्ययन हुए हैं, लेकिन इस पत्र के लेखकों का कहना है कि उनका पहली बार सीधे अध्ययन किया जा सकता है।

शोधकर्ताओं ने प्रभाव तापन का एक मॉडल विकसित करने के लिए विभिन्न वेगों से यात्रा करने वाले विभिन्न प्रकार के प्रोजेक्टाइल का उपयोग किया। नीचे दी गई छवि उनके कुछ प्रयोगात्मक परिणाम दिखाती है।

बाईं ओर का ग्राफ 1.7?km?s?1 पर यात्रा कर रहे पॉली कार्बोनेट प्रोजेक्टाइल से प्रभाव परिणाम दिखाता है।  दाईं ओर का ग्राफ 4.3?km?s?1 पर यात्रा कर रहे एक एल्यूमीनियम प्रक्षेप्य से प्रभाव के परिणाम दिखाता है।  छवि क्रेडिट: यासुई एट अल 2021।
बाईं ओर का ग्राफ 1.7?km?s . पर यात्रा करने वाले पॉली कार्बोनेट प्रक्षेप्य से प्रभाव के परिणाम दिखाता है?1. दाईं ओर का ग्राफ 4.3?km?s . पर यात्रा कर रहे एक एल्यूमीनियम प्रक्षेप्य से प्रभाव के परिणाम दिखाता है?1. i=1 से 4 के रूप में चिह्नित बिंदु थर्मोकपल का प्रतिनिधित्व करते हैं। छवि क्रेडिट: यासुई एट अल 2021।

हाथ में अपने प्रयोगात्मक डेटा के साथ, टीम ने क्षुद्रग्रहों पर प्रभाव हीटिंग के प्रभावों के लिए अंगूठे का नियम विकसित किया। उस नियम के आधार पर गर्मी चालन मॉडल ने उन्हें प्रभाव क्रेटर के आसपास गर्मी वितरण की गणना करने की अनुमति दी। फिर उन्होंने अपने मॉडल की तुलना उल्कापिंडों के विश्लेषण से जलीय परिवर्तन और कार्बनिक ठोस पदार्थों के निर्माण के बारे में जानी।

यह छवि गर्मी चालन मॉडल का उपयोग करके गणना की गई क्षुद्रग्रह मूल निकायों के क्रेटर तल के आसपास गर्मी वितरण दिखाती है बिंदीदार रेखाएं इज़ोटेर्म समोच्च रेखाएं हैं।  इज़ोटेर्म समोच्च रेखाओं से मिलने वाली संख्याएं क्रेटर त्रिज्या द्वारा प्रभाव बिंदु से दूरी को सामान्य करते समय प्राप्त मूल्य को दर्शाती हैं।  प्रत्येक पैनल पृथ्वी से अलग-अलग दूरी पर वस्तुओं के लिए परिणाम दिखाता है।  छवि क्रेडिट: यासुई एट अल, 2021।
यह छवि गर्मी चालन मॉडल का उपयोग करके गणना की गई क्षुद्रग्रह मूल निकायों के क्रेटर तल के आसपास गर्मी वितरण दिखाती है
बिंदीदार रेखाएं इज़ोटेर्म समोच्च रेखाएं हैं। इज़ोटेर्म समोच्च रेखाओं से मिलने वाली संख्याएं क्रेटर त्रिज्या द्वारा प्रभाव बिंदु से दूरी को सामान्य करते समय प्राप्त मूल्य को दर्शाती हैं। प्रत्येक पैनल पृथ्वी से अलग-अलग दूरी पर वस्तुओं के लिए परिणाम दिखाता है। छवि क्रेडिट: यासुई एट अल, 2021।

कुल मिलाकर, शोधकर्ताओं ने पाया कि जीवन के लिए आवश्यक रसायनों को बनाने के लिए क्षुद्रग्रह प्रभावों की संभावना विचार से कहीं अधिक व्यापक है। यह स्थानिक और अस्थायी दोनों रूप से अधिक व्यापक है, और आवश्यक गर्मी उन प्रभावों से बनाई जा सकती है जो 100 मीटर व्यास के छोटे क्रेटर बनाते हैं। टीम का कहना है कि उनके परिणाम खगोलीय पिंडों की संख्या में वृद्धि करते हैं जो पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति के लिए पानी और कार्बनिक पदार्थ पहुंचा सकते थे।

उनके काम के एक और दिलचस्प परिणाम में कार्बनिक ठोस शामिल हैं जो हमारे सौर मंडल के गठन की शुरुआत में नेबुलर क्लाउड में उत्पन्न हुए थे। टीम ने दिखाया कि प्रभावों की गर्मी दोधारी तलवार की तरह हो सकती है। वह गर्मी न केवल नए कार्बनिक पदार्थ बना सकती है, बल्कि यह शुरुआती दिनों से क्षुद्रग्रहों और क्षुद्रग्रह मूल निकायों पर मौजूद उसी प्रकार की सामग्री को नष्ट कर सकती है।

हम शायद कभी नहीं जान पाएंगे कि पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति किस कारण से हुई। लेकिन हम कम से कम सबूतों के एक निशान का निर्माण कर सकते हैं जो इसे प्रकट होने की आवश्यकता की ओर ले जाता है। यदि यह पत्र अपने निष्कर्ष में सही है, तो जीवन के लिए आवश्यक कुछ रसायनों का निर्माण विचार से अधिक सामान्य हो सकता है।

लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि जीवन है।

इन परिणामों को प्रस्तुत करने वाले पेपर का शीर्षक है “प्रभाव जलीय परिवर्तन और क्षुद्रग्रह मूल निकायों पर कार्बनिक ठोस गठन के लिए गर्मी प्रदान कर सकते हैं।” यह नेचर कम्युनिकेशंस अर्थ एंड एनवायरनमेंट जर्नल में प्रकाशित हुआ है। पहले लेखक मिनामी यासुई हैं, जो कोबे यूनिवर्सिटी के ग्रेजुएट स्कूल ऑफ साइंस में लेक्चरर हैं।

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