बायोसिग्नेचर

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बायोसिग्नेचर (जिन्हें कभी-कभी रासायनिक भूतल या आणविक भूतल भी कहा जाता है) किसी ऐसे तत्व,आइसोटोप, या अणु - या घटना को संदर्भित करता है जो पृथ्वी के बाहर रहने वाले जीवन के पूर्व या वर्तमान अस्तित्व का वैज्ञानिक प्रमाण प्रदान करती है।[1][2][3] जीवन की मापने योग्य विशेषताओं में इसकी जटिल भौतिक या रासायनिक संरचनाएं और थर्मोडायनामिक मुक्त ऊर्जा का उपयोग और बायोमास और सेलुलर अपशिष्ट उत्पाद का उत्पादन सम्मलित है। बायोसिग्नेचर बाहरी प्राणियों के लिए प्रमाण प्रदान कर सकता है और उनके अद्वितीय उपज पर आधारित हो सकता है, जिनकी खोज करके सीधे या परोक्ष रूप से उनका पता लगाया जा सकता है।

प्रकार

सामान्य रूप से, बायोहस्ताक्षर दस विभिन्न श्रेणियों में समूहीकृत किए जा सकते हैं:[4]

  1. आइसोटोप पैटर्न: आयसोटोपिक प्रमाण या पैटर्न जो जैविक प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती हैं।
  2. रसायन विज्ञान: रासायनिक विशेषताएँ जो जैविक गतिविधि की आवश्यकता होती हैं।
  3. जैविक पदार्थ: जैविक प्रक्रियाओं द्वारा बने हुए जैविक या कार्बनिक पदार्थ।
  4. खनिज:ऐसे खनिज या बायोखनिज-चरण जिनकी संयोजना और/या आकृति जीवित गतिविधि की ओर संकेत करती हैं (जैसे, मैग्नेटाइट)
  5. माइक्रोस्कोपिक संरचनाएं और बनावट: जैविक रूप से बनी हुई सीमेंट, सूक्ष्मदृष्टि, सूक्ष्म जीवाश्म विज्ञान और फिल्में।
  6. मैक्रोस्कोपिक भौतिक संरचनाएं और बनावट: माइक्रोबायोटिक पारिस्थितिकी, बायोफिल्म (जैसे, स्ट्रोमैटोलाइट), या बड़े जीवों के जीवाश्म को संकेत करने वाली संरचनाएँ।
  7. अस्थायी परिवर्तनशीलता: वायुमंडलीय गैसों, प्रतिफलन या बड़ी स्थूल दिखावटी विशेषताओं में समय के आधार पर परिवर्तन जो जीवित जीवन की हुज़ूरी की संकेत देते हैं।
  8. सतह परावर्तन विशेषताएं: बायोलॉजिकल पिगमेंट्स के कारण होने वाली बड़ी स्थानिक प्रतिफलन विशेषताएँ, जो दूरस्थ से पहचानी जा सकती हैं।
  9. वायुमंडलीय गैसें: चयापचय और/या जलीय प्रक्रियाओं द्वारा निर्मित गैसें, जो ग्रह-व्यापी पैमाने पर सम्मलित हो सकती हैं।
  10. टेक्नोसिग्नेचर्स: हस्ताक्षर जो तकनीकी रूप से उन्नत सभ्यता का संकेत देते हैं।[5]


व्यवहार्यता

किसी संभावित जीव-लक्षण को जांचने के लिए यह निर्धारित करना कि वह खोजने योग्य है या नहीं, एक मौलिक रूप से कठिन प्रक्रिया है। वैज्ञानिकों को संभव वैकल्पिक स्पष्टीकरण को ध्यान में रखना चाहिए पहले निष्कर्ष निकालने से पहले। इसमें अन्य ग्रहों को अद्वितीय बनाने वाले सूक्ष्म विवरणों की जांच करने के समावेश है, और जब एक ग्रह पर अप्राकृतिक गैर-जीवाणुत्विक प्रक्रियाएँ हैं तो उनकी प्राप्त आशा से भटकने की क्षमता को समझने की क्षमता होनी चाहिए। जीवित ग्रह के मामले में, ये विभिन्नताएँ बहुत छोटी हो सकती हैं या पूर्णतः न प्राप्त हो सकती हैं, जो जीव-लक्षण खोजने की कठिनाइयों में जोड़ती हैं। वैज्ञानिक अध्ययन के वर्षों की समाप्ति से तीन मानदंडों में परिणत हो गई है जो एक संभावित जीव-लक्षण को आगे की खोज के लिए संभावित बनाते हैं: विश्वसनीयता, सहज स्थायित्व, और प्रत्यक्षता।[6][7][8][9]

विभिन्न ग्रह स्थितियों पर ऑक्सीजन के लिए गलत सकारात्मक प्रक्रियाएँ। प्रत्येक बड़े आयताकार घेरे में मौजूद मोलेक्यूल ग्रह के वायुमंडल के स्पेक्ट्रम के प्रमुख योगदाता हैं। पीले रंग में घेरे में चारों ओर चक्रित मोलेक्यूल गलत सकारात्मक जीव-चिह्नित यदि वे पहचाने गए होते। साथ ही, लाल से आवृत्त मोलेक्यूल गलत सकारात्मक जीव-चिह्नित पुष्टि करेंगे यदि वे पहचाने नहीं गए होते। कार्टून विक्टोरिया मीडोज के 2018 ऑक्सीजन के एक जीव-चिह्नित अध्ययन से अनुकूल बनाया गया है।[9]

विश्वसनीयता

एक जीव-चिह्नित को ऐसी गतिविधियों से बलवान होना चाहिए जो उसके शरीरिक, स्पेक्ट्रल, और रासायनिक सुविधाओं की तुलना में समान गुणवत्ता वाले अन्य प्रक्रियाओं के साथ कर सकती हैं। एक पोटेंशियल जीव-चिह्नित की जांच करते समय, वैज्ञानिकों को सवाल में जीव-चिह्नित के सभी अन्य संभव उत्पन्नताओं को ध्यान से विचार करना चाहिए। जीवित जीवों के कई रूप हैं जो भौतिक रिएक्शंस की नकल करते हैं। वास्तव में, जीवोत्पत्ति पर एक सिद्धांत में मोलेक्यूलों को यह समझने में मदद मिलती है कि वे भौतिक रिएक्शंस की कैटलाइज़ कैसे कर सकते हैं और उससे उत्पन्न ऊर्जा का उपयोग कर सकते हैं। ये कुछ प्राचीनतम ज्ञात जैविक जीवन-प्रक्रियाएँ हैं (मेथानोजेनेसिस देखें)।[10][11] इस तरह के मामले में, वैज्ञानिक भौतिक चक्र में असंतुलन की खोज कर सकते हैं, जो किसी प्रक्रिया को अधिक या कम बार घट रही है, इसके आधार पर। इस तरह के असंतुलन को जीवन के प्रमाण के रूप में व्याख्या किया जा सकता है।[11]


उत्तरजीविता

एक जीवीय आक्रोशण को पर्याप्त समय तक टिकाने की क्षमता होनी चाहिए ताकि एक प्रोब, दूरबीन या मानव उसे पहचान सके। जैविक जीवन के शोषणिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप आयोजित मेटाबॉलिक कचरे का उत्पादन होता है। साथ ही, किसी जीव की संरचना एक भूतकालीन अवशेष के रूप में संभावित रूप से सुरक्षित रह सकती है, और हमें पता है कि धरती पर कुछ भूतकालीन अवशेष 35 अरब साल पुराने हैं।[12][13] ये उत्पाद उत्तम जीवचिह्नित करने वाले हैं क्योंकि वे सीधे जीवन के प्रमाण प्रदान करते हैं। हालांकि, एक योग्य जीवचिह्नित के लिए उत्पाद को बाद में सुरक्षित रहना चाहिए ताकि वैज्ञानिक उसे खोज सकें।

पता लगाने की क्षमता

वैज्ञानिक अनुसंधान के संदर्भ में एक जीवचिह्नित को प्रासंगिक बनाने के लिए वह विज्ञान और प्रौद्योगिकी के साथ वर्तमान में उपलब्ध तकनीक के द्वारा दिखाई देना चाहिए। यह एक स्पष्ट बयान लगता है, हालांकि कई स्थितियां हैं जहां एक ग्रह पर जीवन मौजूद हो सकता है, लेकिन मानव-कारण सीमाओं के कारण वह अप्राप्य रह सकता है।

झूठी सकारात्मक

प्रत्येक संभवित बायोसिग्नेचर अपने विशिष्ट झूठी सकारात्मक और झूठी नकारात्मक तत्वों के साथ जुड़ा होता है, यानी गैर-जीवाणु प्रक्रियाओं के जो एक बायोसिग्नेचर के डिटेक्ट करने योग्य विशेषता की नकल कर सकते हैं। इसका एक महत्वपूर्ण उदाहरण ऑक्सीजन को बायोसिग्नेचर के रूप में उपयोग करना है। पृथ्वी पर, जीवन का अधिकांश ऑक्सीजन के चारों ओर है। यह प्रकाश संश्लेषण का एक उपउत्पाद है और इसे फिर श्वास लेने के लिए अन्य प्रकार के जीव द्वारा उपयोग किया जाता है। वर्णक्रमीय रेखा में ऑक्सीजन भी आसानी से पता लगाया जा सकता है, जिसमें अपेक्षाकृत व्यापक तरंग दैर्ध्य रेंज में कई बैंड होते हैं, इसलिए यह एक बहुत अच्छा बायोसिग्नेचर बनाता है। हालांकि, किसी ग्रह के वायुमंडल में अकेले ऑक्सीजन का पता लगाना बायोसिग्नेचर की पुष्टि करने के लिए पर्याप्त नहीं है क्योंकि इससे जुड़े झूठे-सकारात्मक तंत्र हैं। एक संभावना यह है कि अगर गैर-संघनित गैसों की कम सूची है या यदि यह बहुत अधिक पानी खो देता है तो ऑक्सीजन अजैविक रूप से फोटोदीसशक्तिओं के माध्यम से निर्माण कर सकता है।[14][15] [16]किसी बायोसिग्नेचर को उसके संभावित झूठे-सकारात्मक तंत्र से अलग करना व्यवहार्यता के लिए परीक्षण के सबसे जटिल भागों में से एक है क्योंकि यह अजैविक-जैविक विकृति को तोड़ने के लिए मानव सरलता पर निर्भर करता है, अगर प्रकृति अनुमति देती है।

गलत नकारात्मक

"झूठे सकारात्मक परिणामों के विपरीत, झूठे नकारात्मक जीवन चिह्नित ऐसी स्थिति में उत्पन्न होते हैं जहां एक अन्य ग्रह पर जीवन मौजूद हो सकता है, लेकिन उस ग्रह पर कुछ प्रक्रियाओं के कारण संभावित जीवन चिह्नित अप्राप्य हो जाते हैं। यह एक ऐसी चुनौती है जो भविष्य के दूरदर्शी दूरबीनों की तैयारी में है जो बाहरी ग्रह की वायुमंडल की अवलोकनीयता की क्षमता रखेंगे।"

मानवीय सीमाएं

कई तरीकों से मानव एक संभावित जीवचिह्नित की संभावना को सीमित कर सकते हैं। दूरदर्शक का संकल्पना विशेष गलत सकारात्मक प्रक्रियाओं की जांच करते समय महत्वपूर्ण हो जाता है, और कई मौजूदा दूरदर्शक ऐसी संकल्पना की संभावना को जांचने के लिए आवश्यक रिज़ॉल्यूशन में नहीं हैं। साथ ही, प्रोब और दूरदर्शक विभिन्न वैज्ञानिक समूहों द्वारा काम किए जाते हैं जिनकी विभिन्न हितों की समानता होती है। इस परिणामस्वरूप, नए प्रोब और दूरदर्शक विभिन्न उपकरण लाते हैं जो सभी के विचारों के समझौते होते हैं। एक विभिन्न प्रकार के वैज्ञानिक को किसी ऐसी चीज की पहचान करने की क्षमता होने के लिए, किसी भी जीवचिह्नित की खोज करने की क्षमता में कटौती की बलि देनी पड़ सकती है।[17]


उदाहरण

जियोमाइक्रोबायोलॉजी

गहरे समुद्र में ड्रिलिंग कार्यक्रम द्वारा प्राप्त तलछट कोर से माइक्रोफॉसिल्स का इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ

पृथ्वी पर प्राचीन रिकॉर्ड यह देखने का अवसर प्रदान करता है कि माइक्रोबियल जीवन द्वारा कौन से भू-रासायनिक हस्ताक्षर उत्पन्न किए जाते हैं और ये हस्ताक्षर भूगर्भिक समय पर कैसे संरक्षित किए जाते हैं। कुछ संबंधित विषयों जैसे भू-रसायन, भू-जीव विज्ञान, और भू-सूक्ष्म जीव विज्ञान अक्सर यह निर्धारित करने के लिए जैव-हस्ताक्षर का उपयोग करते हैं कि जीवित जीव एक नमूने में सम्मलित हैं या नहीं। इन संभावित बायोसिग्नेचर्स में सम्मलित हैं: (a) माइक्रोफॉसिल्स और स्ट्रोमेटोलाइट्स; (b) आणविक संरचनाएं (बायोमार्कर) और कार्बनिक पदार्थों में कार्बन, नाइट्रोजन और हाइड्रोजन के आइसोटोप; (c) खनिजों के एकाधिक सल्फर और ऑक्सीजन समस्थानिक अनुपात; और (d) रेडॉक्स संवेदक धातुओं (जैसे कि फेरोम, मोलिब्डन, क्रोम, और दुर्लभ पृथ्वी तत्व) के प्राचुर्य संबंध और आयसोटोपिक संरचना।[18][19]

उदाहरण के लिए, एक नमूने में मापा गया विशेष वसायुक्त अम्ल दिखा सकते हैं कि किस प्रकार के जीवाणु और आर्किया उस पर्यावरण में रहते हैं। एक अन्य उदाहरण 23 से अधिक परमाणुओं वाली लंबी-श्रृंखला वसायुक्त शराब हैं जो प्लवक बैक्टीरिया द्वारा निर्मित होते हैं।[20] जब इस अर्थ में प्रयोग किया जाता है, तो भू-रसायनविद अक्सर बायोमार्कर शब्द पसंद करते हैं। एक अन्य उदाहरण मिट्टी या तलछट में 20-36 कार्बन परमाणुओं के साथ हाइड्रोकार्बन , अल्कोहल और फैटी एसिड के रूप में सीधी-श्रृंखला वाले [[लिपिड]] की उपस्थिति है। पीट का जमाव उच्च पौधों के उपरिकेंद्र मोम से उत्पन्न होने का संकेत है।

जीवन प्रक्रियाएं न्यूक्लिक एसिड, लिपिड, प्रोटीन, एमिनो एसिड , केरोजेन जैसी सामग्री और चट्टानों और तलछटों में पता लगाने योग्य विभिन्न रूपात्मक विशेषताओं जैसे बायोसिग्नेचर की एक श्रृंखला का उत्पादन कर सकती हैं।[21]

रोगाणुओं अक्सर भू-रासायनिक प्रक्रियाओं के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, जिससे रॉक रिकॉर्ड में विशेषताएं बायोसिग्नेचर का संकेत देती हैं। उदाहरण के लिए, कार्बोनेट चट्टानों में बैक्टीरियल माइक्रोमीटर के आकार के छिद्र संचरित प्रकाश के तहत समावेशन के समान होते हैं, लेकिन अलग-अलग आकार, आकार और पैटर्न (घुमावदार या वृक्ष के समान) होते हैं और सामान्य द्रव समावेशन से भिन्न रूप से वितरित होते हैं।[22] एक संभावित बायोसिग्नेचर एक ऐसी घटना है जो जीवन द्वारा उत्पन्न हो सकती है, लेकिन जिसके लिए वैकल्पिक अजैविक घटक उत्पत्ति भी संभव हो सकती है।

आकृति विज्ञान

कुछ शोधकर्ताओं ने सुझाव दिया कि मंगल ग्रह के ALH84001 उल्कापिंड पर ये सूक्ष्म संरचनाएं जीवाश्म बैक्टीरिया हो सकती हैं।[23][24]

एक अन्य संभावित बायोसिग्नेचर मॉर्फोलॉजी (जीव विज्ञान) हो सकता है क्योंकि कुछ वस्तुओं के आकार और आकार संभावित रूप से पिछले या वर्तमान जीवन की उपस्थिति का संकेत दे सकते हैं। उदाहरण के लिए, मंगल ग्रह के उल्कापिंड ALH84001 में सूक्ष्म मैग्नेटाइट क्रिस्टल[24][25][26] उस नमूने में कई संभावित बायोसिग्नेचर की सबसे लंबी बहस में से एक हैं।[27] मार्टियन ALH84001 में अध्ययन किए गए संभावित जैवखनिजीकरण में पुटेटिव माइक्रोबियल जीवाश्म, छोटे चट्टान जैसी संरचनाएं सम्मलित हैं, जिनका आकार एक संभावित बायोसिग्नेचर था क्योंकि यह ज्ञात बैक्टीरिया जैसा दिखता था। अधिकांश वैज्ञानिकों ने अंततः निष्कर्ष निकाला कि ये जीवाश्म कोशिका (जीव विज्ञान) बनने के लिए बहुत छोटे थे।[28] एक आम सहमति जो इन चर्चाओं से उभरी है, और अब इसे एक महत्वपूर्ण आवश्यकता के रूप में देखा जाता है, इस तरह के असाधारण दावों का समर्थन करने वाले किसी भी रूपात्मक डेटा के अतिरिक्त साक्ष्य की और पंक्तियों की मांग है।[1]वर्तमान में, वैज्ञानिक सहमति यह है कि आदिम जीवन का पता लगाने के लिए एक उपकरण के रूप में केवल आकृति विज्ञान का स्पष्ट रूप से उपयोग नहीं किया जा सकता है।[29][30][31] आकृति विज्ञान की व्याख्या कुख्यात रूप से व्यक्तिपरक है, और अकेले इसके उपयोग से व्याख्या की कई त्रुटियां हुई हैं।[29]


रासायनिक

किसी एकल यौगिक से नहीं प्रमाणित होगा कि पूर्व में जीवन मौजूद था। बल्कि यह विचित्र पैटर्न होगा जो किसी भी कार्बनिक यौगिक में होगा जो एक चयन प्रक्रिया का प्रकाशित करेगा।[32] उदाहरण के लिए, अवक्रमित कोशिकाओं द्वारा छोड़े गए झिल्लीदार लिपिड केंद्रित होंगे, एक सीमित आकार की सीमा होगी, और कार्बन की एक समान संख्या सम्मलित होगी। इसी तरह, जीवन केवल बाएं हाथ के अमीनो एसिड का उपयोग करता है।[32]हालाँकि, बायोसिग्नेचर को रासायनिक नहीं होना चाहिए, और एक विशिष्ट चुंबकीय बायोसिग्नेचर द्वारा भी सुझाया जा सकता है।[33]

मंगल ग्रह पर, सतह के ऑक्सीडेंट और यूवी विकिरण ने सतह पर या उसके पास कार्बनिक अणुओं को बदल दिया होगा या नष्ट कर दिया होगा।[3]एक मुद्दा जो इस तरह की खोज में अस्पष्टता जोड़ सकता है, वह तथ्य यह है कि पूरे मंगल ग्रह के इतिहास में, अबाजीनिक जैविक-समृद्ध चोंड्राइट ने निस्संदेह मंगल ग्रह की सतह पर बारिश की है। उसी समय, आयनकारी विकिरण के संपर्क में आने के साथ-साथ मंगल ग्रह की मिट्टी में मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट उल्कापिंडों या जीवों से आणविक हस्ताक्षर को बदल या नष्ट कर सकता है।[3]एक वैकल्पिक दृष्टिकोण मिट्टी और वाष्पीकरण जैसे दफन क्रिस्टलीय खनिजों की सांद्रता की तलाश करना होगा, जो कार्बनिक पदार्थ को आयनकारी विकिरण और मजबूत ऑक्सीडेंट के विनाशकारी प्रभावों से बचा सकता है।[3]मार्टियन बायोसिग्नेचर की खोज बन गई है, इस खोज के कारण अधिक आशाजनक है कि सतह और निकट-सतह जलीय वातावरण उसी समय मंगल पर सम्मलित थे जब जैविक कार्बनिक पदार्थ पृथ्वी पर प्राचीन जलीय अवसादों में संरक्षित किए जा रहे थे।[3]


वायुमंडलीय

एक्सोप्लेनेट्स की वायुमंडलीय गुणवत्ताएँ विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं, क्योंकि वायुमंडल निकट भविष्य में दिखाई देने वाली चीज़ें हैं, जिनमें बास योग्यता के संकेत और जीवन के संकेत शामिल हैं।[34] अरबों वर्षों में, ग्रह पर जीवन की प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप रसायनों का मिश्रण होता है, जो सामान्य रासायनिक संतुलन में बनने वाली किसी भी चीज़ के विपरीत होता है। [16][35][36] उदाहरण के लिए, पृथ्वी पर जीवन द्वारा बड़ी मात्रा में ऑक्सीजन और थोड़ी मात्रा में मीथेन उत्पन्न होती है।

एक्सोप्लैनेट का रंग-या परावर्तक स्पेक्ट्रम-का उपयोग उन पिगमेंट के प्रभाव के कारण बायोसिग्नेचर के रूप में भी किया जा सकता है जो मूल रूप से विशिष्ट जैविक हैं जैसे कि फोटोट्रोफ और प्रकाश संश्लेषक जीवन रूपों के पिगमेंट।[37][38][39][40][41] वैज्ञानिक दूर से देखने पर पृथ्वी का उदाहरण भी इसके लिए उपयोग करते हैं (हल्का नीला डॉट देखें) जो हमारे सौर मंडल की बाहरी ध्रुव द्वारा देखे गए विश्वों की तुलना में होती है।[42] जीवन रूपों पर पराबैंगनी विकिरण दृश्य तरंग दैर्ध्य में बायोफ्लोरेसेंस को भी प्रेरित कर सकता है जिसे विकास के तहत अंतरिक्ष वेधशालाओं की नई पीढ़ी द्वारा पता लगाया जा सकता है।[43][44]

कुछ वैज्ञानिकों ने अलौकिक वातावरण में हाइड्रोजन और मीथेन का पता लगाने के तरीकों की सूचना दी है।[45][46] रहने योग्य संकेतकों और बायोसिग्नेचर्स की ग्रहीय और पर्यावरणीय संदर्भ में व्याख्या की जानी चाहिए।[4]उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन और मीथेन की एक साथ उपस्थिति जीवन द्वारा उत्पन्न अत्यधिक थर्मोकेमिकल असमानता का संकेत दे सकती है।[47] शीर्ष 14,000 प्रस्तावित वायुमंडलीय बायोसिग्नेचर में से दो डाइमिथाइल सल्फाइड और क्लोरोमेथेन हैं (CH
3Cl).[36] एक वैकल्पिक बायोसिग्नेचर मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड का संयोजन है।[48][49]

शुक्र के वायुमंडल में फॉस्फीन की पहचान एक संभावित जीव-चिह्नित के रूप में जाँच की जा रही है।

मंगल ग्रह पर मीथेन

Main article: मंगल ग्रह पर मीथेन
मंगल का वातावरण#मीथेन (CH4) मंगल ग्रह पर - संभावित स्रोत और सिंक।

मंगल ग्रह के वायुमंडल में मिथेन की मौजूदगी एक चल रहे शोध का क्षेत्र है और एक उच्च विवादास्पद विषय है। प्रकाश रसायन द्वारा वायुमंडल में नष्ट हो जाने की प्रवृत्ति के कारण, ग्रह पर अतिरिक्त मिथेन की मौजूदगी एक सक्रिय स्रोत होने की संकेत दे सकती है। पृथ्वी पर जीवन सबसे मजबूत मिथेन का स्रोत है, इसलिए किसी अन्य ग्रह पर मिथेन की संपर्कता में विचित्रता देखने के लिए एक वैद्य जीव-चिह्नित हो सकता है।[50][51]

2004 से बाद में, मंगल ग्रह के वायुमंडल में कुछ संयंत्रों और मंगल सतह पर ग्राउंड-बेस्ड लैंडर्स के अलावा धरती पर स्थित कुछ संयंत्रों द्वारा मिथेन की कई बार खोज की गई है, साथ ही धरती पर स्थित धरती पर आधार स्तर के बीच विभिन्न मानों की रिपोर्ट की है। ये मिशन एक 'पृष्ठभूमि स्तर' के बीच होते हैं।[52][53][54][55][56][57] जो 0.24 से 0.65 पार्ट्स पर बिलियन आपूर्ति (पी.पी.बी.वी.) के बीच हो सकता है या फिर 45 ± 10 पी.पी.बी.वी. तक पहुंच सकता है।[58] [59]

हालांकि,ईएसए-रोस्कोस्मोस एक्सोमार्स ट्रेस गैस ऑर्बिटर बोर्ड पर एसीएस और नोमैड उपकरणों का उपयोग करने वाले हालिया माप दोनों मंगल गोलार्द्धों पर अक्षांश और देशांतर की एक सीमा पर किसी भी मीथेन का पता लगाने में विफल रहे हैं। ये अत्यधिक संवेदनशील उपकरण 0.05 पी.पी.बी.वी पर समग्र मीथेन बहुतायत पर एक ऊपरी सीमा लगाने में सक्षम थे।[60] यह गैर-पता लगाना एक बड़ा विरोधाभास है जो पहले कम संवेदनशील उपकरणों के साथ देखा गया था और मंगल ग्रह के वातावरण में मीथेन की उपस्थिति पर चल रही बहस में एक मजबूत तर्क बना रहेगा।

इसके अतिरिक्त, वर्तमान फोटोकैमिकल मॉडल मंगल ग्रह की वायुमंडल में मिथेन की मौजूदगी और इसकी सूचित तेज वैश्विक परिवर्तनों की व्याख्या नहीं कर सकते हैं।[61] न इसके त्वरित उपस्थिति न उद्भव विलुप्ति अभी तक किसी भी रूप में समझा गया है। संदर्भ>मार्स ट्रेस गैस मिशन Archived 2011-07-21 at the Wayback Machine (10 सितंबर, 2009)</ref> मीथेन के लिए बायोजेनिक उत्पत्ति का पता लगाने के लिए, एक मास स्पेक्ट्रोमीटर की मेजबानी करने वाले भविष्य की जांच या लैंडर की आवश्यकता होगी, क्योंकि मीथेन में कार्बन-12 से कार्बन-14 के समस्थानिक अनुपात अलग हो सकते हैं बायोजेनिक और गैर-बायोजेनिक उत्पत्ति के बीच, इसी तरह पृथ्वी पर बायोजेनिक मीथेन को पहचानने के लिए δ13C मानक के उपयोग के लिए। रेफरी नाम = नासा> रिमोट सेंसिंग ट्यूटोरियल, धारा 19-13ए Archived 2011-10-21 at the Wayback Machine - तीसरी सहस्राब्दी के के माध्यम से मंगल मिशन, निकोलस एम. शॉर्ट सीनियर, एट अल., नासा</ref>

वायुमंडलीय असमानता

जीवशर्करा मिथेन उत्पादन पृथ्वी की सतह से आने वाले मिथेन फ्लक्स का प्रमुख योगदानकर्ता है। मिथेन की प्राचुर्य का एक फोटोकैमिकल सिंक वायुमंडल में है, लेकिन अगर फ्लक्स पर्याप्त रूप से उच्च है तो मिथेन बढ़ता रहेगा। यदि किसी अन्य ग्रह की वायुमंडल में पहचाने योग्य मिथेन है, विशेष रूप से G या K प्रकार के मालिक तारे के साथ, तो यह एक संभव जीवशर्करा के रूप में व्याख्यित किया जा सकता है।[62]

गैस प्रकार की प्राचुर्य में असंतुलन एक वायुमंडल में एक जीवशर्करा के रूप में व्याख्यित किया जा सकता है। पृथ्वी पर, जीवन ने वायुमंडल को बदल दिया है जिस तरह से अन्य किसी प्रक्रिया के लिए असंभव होगा। इसलिए, संतुलन से अलगी पृथ्वी के गैस में जीवशर्करा के लिए सबूत है।[50][51][63][64]उदाहरण के लिए, पृथ्वी की वायुमंडल में मिथेन की प्राचुर्य संतुलनीय मान से कई आदमियों से ऊपर है क्योंकि सतह पर जीवन द्वारा निरंतर मिथेन फ्लक्स है।[63][65] मिथेन की प्राचुर्य में असंतुलन किसी अन्य ग्रह पर मालिक तारे पर आधारित हो सकता है, इसकी विभिन्नता पर निर्भर करेगी।[66]


अज्ञेय बायोसिग्नेचर

क्योंकि पृथ्वी पर ज्ञात जीवन की एकमात्र प्रकृति है, इसलिए बायोसिग्नेचर्स की खोज पृथ्वी पर जीवन द्वारा उत्पन्न प्रोडक्ट्स के द्वारा गहरी रूप से प्रभावित है। चूँकि, जीवन जो पृथ्वी पर जीवन से भिन्न है, अभी भी बायोसिग्नेचर का उत्पादन कर सकता है जो मनुष्यों द्वारा पता लगाया जा सकता है, भले ही उनके विशिष्ट जीव विज्ञान के बारे में कुछ भी ज्ञात न हो। बायोसिग्नेचर के इस रूप को अज्ञेय बायोसिग्नेचर कहा जाता है क्योंकि यह जीवन के उस रूप से स्वतंत्र होता है जो इसे उत्पन्न करता है। यह व्यापक रूप से सहमत है कि सभी जीवन- चाहे वह पृथ्वी पर जीवन से कितना ही अलग क्यों न हो- को फलने-फूलने के लिए ऊर्जा के स्रोत की आवश्यकता होती है।[67] इसमें कुछ प्रकार की रासायनिक असमानता सम्मलित होनी चाहिए, जिसका चयापचय के लिए शोषण किया जा सकता है।[68][50][51]भौगोलिक प्रक्रियाएँ जीवन के अलग होती हैं, और यदि वैज्ञानिक दूसरे ग्रह पर भौगोलिक प्रक्रियाओं को पर्याप्त रूप से सीमित कर पाएं, तो उनको पता होता है कि उस ग्रह के विशिष्ट भौगोलिक संतुलन क्या होना चाहिए। भौगोलिक संतुलन से अतिरिक्त चुनौती हो सकती है जो हवाई तापमान संतुलन और अग्नोस्टिक बायोसिग्नेचर के रूप में व्याख्या की जा सकती है।

प्रतिजैविक हस्ताक्षर

एक ग्रह के बारे में बायोसिग्नेचर की पुष्टि करने की तरह, एक ग्रह पर जीवन की उपस्थिति के साक्ष्य को पाने के तरीके से एक महत्वपूर्ण खोज न होने की भी एक महत्वपूर्ण खोज हो सकती है। जीवन संसाधनों को ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए रिडॉक्स असंतुलन पर निर्भर करता है। किसी ग्रह पर कोई चीज़ "मुफ्त भोजन" का फायदा नहीं उठा रही है, जिसके कारण एक पर्यवेक्षित रेडक्स असंतुलन के कारण उपलब्ध संसाधनों का उपयोग नहीं कर रही है, उसे "एंटीबायोसिग्नेचर" कहा जाता है।[61]


मंगल ग्रह का वातावरण

मंगल ग्रह का वायुमंडल फोटोकैमिकल रूप से उत्पन्न होने वाले CO और हाइड्रोजन गैस की उच्च प्रचुरता होती है, जो कम करने वाली अणु हैं। मंगल का वायुमंडल वैसे तो अधिकतर ऑक्सीकरण करने वाला है, जो जीवन के लिए अपनाए जाने वाले किसी भी जीवन प्रकार को नष्ट कर सकता है, लेकिन यदि वह एक ऐसे जीवन प्रकार को उपयुक्त बनाता है जो इन दोनों अणुओं के साथ संगत अपचय विधि का उपयोग करता है, तो यह अपशिष्ट ऊर्जा की स्थानांतरित करने का स्रोत हो सकता है। ये गैसें देखी जा सकती हैं, और[69][70] वैज्ञानिक इसे एक एंटीबायोसिग्नेचर के रूप में प्रमाण के रूप में उपयोग करते हैं। वैज्ञानिकों ने मंगल पर जीवन के खिलाफ यह सिद्धांत का उपयोग कर चुके हैं।[71]


सौर मंडल के अंदर मिशन

खगोल की स्थापना इस आधार पर की गई है कि अंतरिक्ष में पाए जाने वाले बायोसिग्नेचर्स को अलौकिक जीवन के रूप में पहचाना जाएगा। एक बायोसिग्नेचर की उपयोगिता न केवल इसे बनाने वाले जीवन की संभावना से निर्धारित होती है बल्कि इसे बनाने वाली गैर-जैविक (अजैविक) प्रक्रियाओं की असंभवता से भी निर्धारित होती है।[72] यह निष्कर्ष निकालने के लिए कि एक अलौकिक जीवन रूप (अतीत या वर्तमान) के साक्ष्य की खोज की गई है, यह सिद्ध करने की आवश्यकता है कि एक संभावित बायोसिग्नेचर जीवन की गतिविधियों या अवशेषों द्वारा निर्मित किया गया था।[1]जैसा कि अधिकांश वैज्ञानिक खोजों के साथ होता है, बायोसिग्नेचर की खोज के लिए साक्ष्य निर्माण की आवश्यकता होगी जब तक कि कोई अन्य स्पष्टीकरण सम्मलित न हो।

जीवन की अनुपस्थिति में पूर्णतः संभव न होने के कारण संगठित कार्बनिक मोलेक्यूल या संरचनाओं के उदाहरण जैसे बायोसिग्नेचर के संभावित मिसालें निम्न मान ली गई हैं:[72]

  1. कोशिकीय और बाह्य कोशिकीय आकृति विज्ञान
  2. चट्टानों में जैव अणु
  3. जैव-कार्बनिक आणविक संरचनाएं
  4. चिरायता
  5. बायोजेनिक सिलिका
  6. खनिजों और कार्बनिक यौगिकों में बायोजेनिक आइसोटोप पैटर्न
  7. वायुमंडलीय गैसें
  8. प्रकाश संश्लेषक वर्णक

मंगल ग्रह के लिए वाइकिंग मिशन

Main article: वाइकिंग जैविक प्रयोग

1970 के दशक में मंगल ग्रह की ओर विकिंग मिशन ने पहली बार सीधे बायोसिग्नेचर की खोज करने के लिए योजना बनाई। दो विकिंग लैंडर में हर एक लैंडर ने तीन वाइकिंग जैविक प्रयोग ले जिन्हें जीवन की गतिविधियों के संकेत ढूंढने के लिए डिज़ाइन किया गया था; हालांकि, परिणाम अनिर्णायक घोषित किए गए थे।[21][73][74][75][76]


मंगल विज्ञान प्रयोगशाला

Main article: मंगल विज्ञान प्रयोगशाला की समयरेखा

मंगल विज्ञान प्रयोगशालामिशन के क्यूरिओसिटी रोवर वर्तमान में मंगल ग्रह के पृष्ठ पर पूर्व और वर्तमान बस्तियों की संभावितता की मूल्यांकन कर रहा है और बायोसिग्नेचर की खोज कर रहा है।[3]MSL उपकरण पैकेज को ध्यान में रखते हुए, निम्नलिखित श्रेणियों के बायोसिग्नेचर MSL पहचान खिड़की में हैं: जीवाणु आकार-रूप (कोशिकाओं, शरीर के अवशेष, कास्ट), जैविक फैब्रिक (समेटिक मैट, सहिष्णु चटनी), नैदानिक जैविक मोलेक्यूल, आइसोटोपीय संकेत, जैविक खनिजीकरण और जैविक परिवर्तन के सबूत, रासायनिकता में अंतरिक्षीय पैटर्न, और जैविक गैस।[3] क्यूरिओसिटी रोवर आवासीय ठहराव के उत्तरदायित्व के लिए बाहर निकलता है जो चिकित्सा में संवेदनशील जैविक पदार्थ पाने की संभावना को बढ़ाता है।

एक्सोमार्स ऑर्बिटर

2016 एक्सोमार्स ट्रेस गैस ऑर्बिटर (टीजीओ) मंगल ग्रह का एक दूरसंचार ऑर्बिटर और हवा में गैस विश्लेषण मिशन है। इसने स्कियापरेली EDM लैंडर को पहुंचाया और फिर अपने विज्ञान गतिरिक्ति में बस गया, मंगल पर मेथेन के स्रोतों को मानचित्रित करने और अन्य गैसों को पता लगाने के लिए। इसके द्वारा रोज़लिंड फ्रैंकलिन रोवर के लैंडिंग स्थान का चयन करने में मदद मिलेगी जो 2022 में प्रक्षेपित किया जाएगा।[77] रोज़लिंड फ्रैंकलिन रोवर मिशन का प्राथमिक उद्देश्य सतह और उपसतह पर बायोसिग्नेचर की खोज है, जिसे 2 metres (6.6 ft), गहनाई तक नमूने ले सकने वाले एक ड्रिल का उपयोग करके किया जाएगा, जो सतह पर स्रोत रेडिएशन से दूर होगा।[76][78]

मंगल 2020 रोवर

2020 में प्रक्षेपित हुए मार्स 2020 रोवर का उद्देश्य मंगल पर एक एस्ट्रोबायोलॉजिकली महत्वपूर्ण प्राचीन पर्यावरण की जांच करना है, इसकी सतही भौगोलिक प्रक्रियाओं और इतिहास की जांच करना है, साथ ही पूर्व बस्तविता, मार्स पर संभव्य पूर्व जीवन की संभावना, और सुलभ भौगोलिक सामग्री में बायोसिग्नेचर के संरक्षण की आकलन करना है।[79][80] इसके अलावा, यह सबसे दिलचस्प नमूनों को कैश करेगा जो भविष्य में संभवतः पृथ्वी पर परिवहन के लिए हो सकते हैं।

टाइटन ड्रैगनफ्लाई

नासा के ड्रैगनफ्लाई (अंतरिक्ष यान)[81] लैंडर/विमान अवधारणा को 2025 में लॉन्च करने का प्रस्ताव है और टाइटन (चंद्रमा) की जैविक समृद्ध सतह और वातावरण पर बायोसिग्नेचर के साक्ष्य की खोज करेगा, साथ ही इसके संभावित प्रीबायोटिक प्राथमिक सूप का अध्ययन करेगा।[82][83] टाइटन शनि का सबसे बड़ा चंद्रमा है और व्यापक रूप से माना जाता है कि इसमें एक बड़ा उपसतह महासागर है जिसमें एक नमकीन पानी होता है।[84][85] इसके अलावा, वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि टाइटन में प्रीबायोटिक (रसायन विज्ञान) रसायन विज्ञान को बढ़ावा देने के लिए आवश्यक शर्तें हो सकती हैं, जिससे यह बायोसिग्नेचर खोज के लिए एक प्रमुख उम्मीदवार बन सकता है।[86][87][88]

See also: टाइटन पर जीवन

यूरोपा क्लिपर

यूरोपा क्लिपर

नासा के यूरोपा क्लिपर जांच को बृहस्पति के सबसे छोटे गैलीलियन चंद्रमाओं, यूरोपा (चंद्रमा) के लिए फ्लाईबी मिशन के रूप में डिजाइन किया गया है।[89] 2024 में लॉन्च करने के लिए सेट, यह जांच यूरोपा पर रहने की क्षमता की जांच करेगी। यूरोपा सौर मंडल में बायोसिग्नेचर खोज के लिए सबसे अच्छे उम्मीदवारों में से एक है क्योंकि वैज्ञानिक सहमति है कि यह पृथ्वी पर दो से तीन गुना पानी की मात्रा के साथ एक उपसतह महासागर को बनाए रखता है। इस उपसतह महासागर के साक्ष्य में सम्मलित हैं:

  • मल्लाह 1 (1979): यूरोपा की पहली क्लोज-अप तस्वीरें ली गई हैं। वैज्ञानिकों का प्रस्ताव है कि सतह पर टेक्टोनिक जैसे निशान एक उपसतह महासागर के कारण हो सकते हैं।[90]
  • गैलीलियो (अंतरिक्ष यान) (1997): इस जांच पर सवार चुंबकत्वमापी ने यूरोपा के पास चुंबकीय क्षेत्र में एक सूक्ष्म परिवर्तन का पता लगाया। इसे बाद में यूरोपा पर एक संवाहक परत में करंट के सम्मलित होने के कारण अपेक्षित चुंबकीय क्षेत्र में व्यवधान के रूप में व्याख्या की गई। इस संवाहक परत की संरचना नमकीन उपसतह महासागर के अनुरूप है।[91]
  • हबल अंतरिक्ष सूक्ष्मदर्शी (2012): यूरोपा की एक तस्वीर ली गई थी, जिसमें सतह से जल वाष्प के एक पंख के निकलने का सबूत दिखाया गया था।[92][93]

यूरोपा क्लिपर जांच उपसतह महासागर और मोटी बर्फीली परत के अस्तित्व और संरचना की पुष्टि करने में मदद करने के लिए उपकरण ले जाएगी। इसके अलावा, यह उन विशेषताओं का अध्ययन करने के लिए सतह का मानचित्रण करेगा जो एक उपसतह महासागर के कारण विवर्तनिक गतिविधि की ओर इशारा कर सकती हैं।[94]


एन्सेलेडस

एन्सेलेडस की सतह से निकलते हुए पानी और बर्फ के फुहारों की एक छवि। भविष्य के मिशन इन ज्वालामुखियों का अध्ययन करेंगे ताकि संयोजन निर्धारित कर सकें और जीवन के संकेतों की खोज करें।

चूंकि शनि के छठे सबसे बड़े चंद्रमा, एन्सेलाडस पर बायोसिग्नेचर खोजने की कोई योजना नहीं है,लेकिन वहां बायोसिग्नेचर खोज की संभावनाएं इतनी रोमांचक हैं कि भविष्य में कई मिशन कॉन्सेप्ट्स को वित्तपोषित करने के लिए पात्र हैं। जैसा कि बृहस्पति के चंद्रमा यूरोपा के लिए है, एन्सेलेडस पर भी एक उपतली समुद्र अस्तित्व में होने के बहुत सबूत है। 2005 में कैसिनी मिशन द्वारा पहली बार पानी के वाष्प की धुंद देखी गई थी[95][96] और बाद में साल्ट के साथ-साथ कार्बनिक यौगिकों को शामिल होने का निर्धारित किया गया।[97][98] 2014 में, एन्सेलेडस पर भविष्यवाणी मानव गतिकी मापों का उपयोग कर और यकीन करने के लिए किया गया कि वास्तव में एक बड़ी पानी की संग्रहालयकुंडल एक बर्फीली सतह के नीचे है।[99][100][101] मिशन डिजाइन अवधारणाओं में सम्मलित हैं:

इन सभी कॉन्सेप्ट मिशनों के समान विज्ञान लक्ष्य हैं: एन्सेलेडस की आवासीयता का मूल्यांकन करना और बायोसिग्नेचर खोज करना, जो समुद्री विश्व एन्सेलेडस के अन्वेषण के लिए रणनीतिक नक्शे के साथ मेल खाता है।[112]


सौर मंडल के बाहर खोज करना

पृथ्वी से 4.2 प्रकाश-वर्ष (1.3 पारसेक, 40 ट्रिलियन किमी, या 25 ट्रिलियन मील) की दूरी पर सबसे, निकटतम संभावित रहने योग्य एक्सोप्लैनेट प्रॉक्सिमा सेंटौरी बी है, जिसे 2016 में खोजा गया था।[113][114] इसका अर्थ है कि अगर कोई जहाज जूनो (अंतरिक्ष यान) अंतरिक्ष यान (250,000 किलोमीटर प्रति घंटे या 150,000 मील प्रति घंटे) के रूप में तेजी से यात्रा कर सकता है, तो वहां पहुंचने में 18,100 से अधिक वर्ष लगेंगे।[115] सौरमंडल की बाहर संभावित बायोसिग्नेचर खोजने के लिए व्यक्तियों या परख को भेजना वर्तमान में संभव नहीं है। सौरमंडल की बाहरी सीमा के बाहर बायोसिग्नेचर खोजने का एकमात्र तरीका दूरबीनों के द्वारा बाइओसिग्नेचर धारण करने वाले ग्रहों की पर्यवेक्षण करके है।

सौरमंडल के बाहर कोई विश्वसनीय या पुष्टिकृत बायोसिग्नेचर डिटेक्शन नहीं हुआ है। इसके अतिरिक्त, अगली पीढ़ी के टेलीस्कोप की संभावनाओं के कारण यह अनुसंधान का तेजी से बढ़ता हुआ क्षेत्र है। जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप, जो दिसंबर 2021 में प्रक्षेपित हुआ, बायोसिग्नेचर की खोज में एक आशाजनक अगला कदम होगा। यद्यपि इसकी तरंग दैर्ध्य रेंज और रिज़ॉल्यूशन कुछ अधिक महत्वपूर्ण वायुमंडलीय बायोसिग्नेचर गैस बैंड जैसे ऑक्सीजन के साथ संगत नहीं होगा, फिर भी यह ऑक्सीजन झूठी सकारात्मक तंत्र के लिए कुछ सबूतों का पता लगाने में सक्षम होगा।[116]

नई पीढ़ी के ग्राउंड-आधारित 30-मीटर वर्ग के विचारशक्ति वाले दूरबीन ( तीस मीटर टेलीस्कोप और अत्यंत विशाल टेलीस्कोप ) एक विविधता के विभिन्न धराणों पर एक्सोप्लानेट वातावरण के उच्च-संकल्प विश्लेषण करने की क्षमता रखेंगे।[117] इन दूरबीनों की योग्यता देवत्वीय ऑक्सीजन के बिना जनित संचय की गठन पहचानने की क्षमता रखेगी जैसे कि फोटोलाइसिस के माध्यम से। साथ ही, उनके बड़े संग्रह क्षेत्र उच्च कोणीय संकल्प अध्ययन को संभव बनाएगा, जो प्रत्यक्ष इमेजिंग अध्ययन को सुगम बना देगा।

यह भी देखें

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