प्लूटो से परे बौने ग्रहों के अंदर महासागर क्यों हो सकते हैं?

पृथ्वी की उत्तरी सागर तटरेखा, जिसमें कैथनेस में डंकन्सबी के स्टैक्स भी शामिल हैं। (© जॉर्ज / एडोब स्टॉक)

लंबे समय तक यह माना जाता था कि पृथ्वी ही हमारे सौरमंडल का एकमात्र ऐसा ग्रह है जिस पर महासागर है, लेकिन अब ऐसा लगने लगा है कि सबसे आश्चर्यजनक बर्फीले पिंडों के अंदर भी भूमिगत महासागर हैं।

दरअसल, बाहरी सौर मंडल में बर्फीले चंद्रमाओं और बौने ग्रहों में मोटी बर्फ की परतों के नीचे तरल महासागर दिखाई देते हैं। हाल के शोध से पता चलता है कि प्लूटो से परे पिंडों के अंदर भी महासागर हो सकते हैं। यह आश्चर्यजनक है, क्योंकि इन पिंडों की सतह का तापमान -200 डिग्री सेल्सियस से भी कम है।

सत्तर साल पहले, यह संभावना थी कि शुक्र का भाप से भरा वातावरण हमारी नज़र से वैश्विक महासागर को छिपा रहा है। यह विचार 1962 में तब गलत साबित हुआ जब अंतरिक्ष यान मेरिनर 2 शुक्र के पास से गुज़रा और पाया कि इसकी सतह तरल पानी के लिए बहुत ज़्यादा गर्म है।

हमें यह समझने में अधिक समय नहीं लगा कि शुक्र और मंगल पर जो भी महासागर थे, वे वहां की जलवायु में बड़े बदलावों के कारण अरबों वर्ष पहले लुप्त हो गए।

ज्वारीय तापन
सौरमंडल के महासागरों के बारे में हमारे नए दृष्टिकोण का मार्ग प्रशस्त करने वाली सोच में क्रांति का पता खगोल भौतिकीविद् स्टेन पील द्वारा 1979 में लिखे गए एक शोधपत्र से लगाया जा सकता है। इसमें भविष्यवाणी की गई थी कि बृहस्पति का सबसे भीतरी बड़ा चंद्रमा, आयो, अंदर से इतना गर्म होगा कि उसमें ज्वालामुखी सक्रिय हो सकता है।

ऐसा संभव बनाने वाला ऊष्मा स्रोत गुरुत्वाकर्षण प्रभाव है - आयो और बृहस्पति से अगले चंद्रमा, यूरोपा के बीच बार-बार होने वाला ज्वारीय खिंचाव। आयो की दो परिक्रमाओं के लिए यूरोपा ठीक एक परिक्रमा पूरी करता है। इसलिए आयो हर दो परिक्रमाओं के बाद यूरोपा से आगे निकल जाता है, यूरोपा से नियमित रूप से बार-बार होने वाला ज्वारीय खिंचाव आयो की कक्षा को वृत्ताकार बनने से रोकता है।

इसका अर्थ यह है कि बृहस्पति से आयो की दूरी लगातार बदल रही है, और इसलिए बृहस्पति से आने वाले अधिक शक्तिशाली ज्वारीय बल की ताकत भी बदल रही है, जो वास्तव में आयो के आकार को विकृत कर देती है।

इसके आंतरिक भाग का बार-बार ज्वारीय विरूपण आंतरिक घर्षण द्वारा आयो को गर्म करता है, उसी तरह जैसे यदि आप एक कठोर तार को कई बार आगे-पीछे मोड़ते हैं और फिर नए मुड़े हुए भाग को अपने होंठ से छूते हैं (इसे कोट हैंगर या पेपर क्लिप के साथ आज़माएं), तो आप गर्मी महसूस कर पाएंगे।

ज्वारीय तापन के बारे में पील की भविष्यवाणी प्रकाशन के एक सप्ताह बाद ही सही साबित हो गई, जब बृहस्पति के पास से गुजरने वाले पहले परिष्कृत यान वॉयेजर-1 ने आयो पर फटते ज्वालामुखियों के चित्र भेजे।

आयो एक चट्टानी दुनिया है, जिसमें किसी भी रूप में पानी नहीं है, इसलिए ऐसा लग सकता है कि इसका महासागरों से कोई लेना-देना नहीं है। हालाँकि, बृहस्पति-आयो-यूरोपा ज्वारीय टग दोनों तरह से काम करता है। यूरोपा ज्वारीय रूप से भी गर्म होता है, न केवल आयो के कारण, बल्कि अगले चंद्रमा, गैनीमीड के कारण भी।

महासागरीय दुनियाएँ, तरल पानी के साथ नीले रंग में दिखाई गई हैं। ऊपर बाएँ से दक्षिणावर्त: यूरोपा, गेनीमीड, कैलिस्टो, एनसेलेडस। (छवि: नासा)

अब इस बात के बहुत अच्छे सबूत हैं कि यूरोपा के बर्फीले आवरण और उसके चट्टानी अंदरूनी भाग के बीच 100 किलोमीटर गहरा महासागर है। गेनीमीड में बर्फ की परतों के बीच तीन या चार तरल परतें हो सकती हैं। इन मामलों में, तरल पानी को जमने से रोकने वाली गर्मी संभवतः ज़्यादातर ज्वार की वजह से होती है।

बृहस्पति के सबसे बाहरी बड़े चंद्रमा कैलिस्टो के भीतर नमकीन तरल जल क्षेत्र के भी प्रमाण मिले हैं। यह ज्वारीय ताप के कारण नहीं बल्कि संभवतः रेडियोधर्मी तत्वों के क्षय से निकलने वाली गर्मी के कारण हो सकता है।

शनि के पास एक अपेक्षाकृत छोटा (504 किमी त्रिज्या वाला) बर्फीला चंद्रमा है जिसे एन्सेलेडस कहा जाता है, जिसमें डायोन नामक बड़े चंद्रमा के साथ संपर्क से ज्वारीय ताप के कारण एक आंतरिक महासागर है। हम पूरी तरह से निश्चित हैं कि यह महासागर मौजूद है क्योंकि एन्सेलेडस का बर्फीला खोल इस तरह से डगमगाता है जो केवल इसलिए संभव है क्योंकि यह खोल ठोस आंतरिक भाग से जुड़ा नहीं है।

इसके अलावा, इस आंतरिक महासागर से पानी और ट्रेस घटकों का नमूना कैसिनी अंतरिक्ष यान द्वारा लिया गया था। इसके मापों से पता चला कि एन्सेलेडस के समुद्री पानी ने समुद्र तल के नीचे गर्म चट्टान के साथ प्रतिक्रिया की होगी, और वहाँ का रसायन सूक्ष्मजीव जीवन को सहारा देने के लिए उपयुक्त लगता है।

अन्य महासागर
हैरानी की बात यह है कि यहां तक कि उन चंद्रमाओं के लिए भी जिनमें ज्वारीय तापन नहीं होना चाहिए, और उन पिंडों के लिए जो चंद्रमा हैं ही नहीं, आंतरिक महासागरों के प्रमाण बढ़ते जा रहे हैं। उन दुनियाओं की सूची में, जिनमें आंतरिक महासागर हो सकते हैं, या कभी थे, यूरेनस के कई चंद्रमा शामिल हैं, जैसे एरियल, ट्राइटन, नेपच्यून का सबसे बड़ा चंद्रमा और प्लूटो।

एरियल की यह सबसे अच्छी तस्वीरों में से एक है। (छवि: नासा/जेपीएल)

सूर्य के सबसे निकट का आंतरिक महासागर संभवतः बौने ग्रह सेरेस के अंदर है, हालांकि अब तक वह संभवतः अधिकांशतः जम चुका होगा, या फिर उसमें केवल नमकीन कीचड़ हो सकता है।

मेरे लिए सबसे आश्चर्यजनक बात यह है कि प्लूटो से कहीं आगे महासागरीय दुनिया के संकेत मिले हैं। ये जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप के हाल ही में प्रकाशित परिणामों से मिले हैं, जिसमें विभिन्न आइसोटोप (परमाणु जिनके नाभिक में न्यूट्रॉन नामक कण कम या ज्यादा होते हैं) के अनुपात को देखा गया है, जो एरिस और माकेमेक को ढकने वाली जमी हुई मीथेन में है, जो प्लूटो से थोड़े छोटे और काफी दूर के दो बौने ग्रह हैं।

लेखकों का दावा है कि उनके अवलोकन आंतरिक महासागरीय जल और महासागरीय तल की चट्टान के बीच रासायनिक प्रतिक्रियाओं के प्रमाण हैं, और साथ ही काफी युवा, संभवतः वर्तमान समय के जल के गुच्छों के भी। लेखकों का सुझाव है कि चट्टान में रेडियोधर्मी तत्वों के क्षय से उत्पन्न ऊष्मा यह समझाने के लिए पर्याप्त है कि इन आंतरिक महासागरों को जमने से बचाने के लिए किस तरह से गर्म रखा गया है।

एरिस और माकेमेके में स्थितियों की वर्तमान संभावित सीमाएँ। (चित्र: साउथवेस्ट रिसर्च इंस्टीट्यूट)

आप सोच रहे होंगे कि क्या यह सब एलियन जीवन खोजने की हमारी संभावनाओं को बढ़ा सकता है। मुझे पार्टी को खराब करने का दुख है, लेकिन इस साल ह्यूस्टन (11-15 मार्च) में चंद्र और ग्रह विज्ञान सम्मेलन में कई शोधपत्र थे, जिनमें बताया गया था कि यूरोपा के महासागर के तल के नीचे की चट्टान इतनी मजबूत होनी चाहिए कि दोष इसे तोड़कर उसके महासागर तल पर गर्म झरने (हाइड्रोथर्मल वेंट) बना सकें, जिसने प्रारंभिक पृथ्वी पर सूक्ष्मजीव जीवन को पोषित किया।

यह संभव है कि अन्य भूमिगत महासागर भी इसी तरह से दुर्गम हों। लेकिन अभी तक, अभी भी उम्मीद बाकी है।

लेखक
डेविड रोथरी, ग्रहीय भूविज्ञान के प्रोफेसर, द ओपन यूनिवर्सिटी

(स्रोत: द कन्वर्सेशन)