2018-ஆம் ஆண்டில் தனது முனைவர் பட்டத்தை முடித்திருந்த பெஹ்ரெண்ட் கல்விக்கான விருது ஒன்றையும் வென்றிருந்தார், அதற்காக அவருக்குச் சில பணப்பரிசுகள் கிடைத்தன. அவர் பார்டனைத் தொடர்புகொண்டு, தேடல் பயணம் ஒன்றுக்குத் தன்னுடன் வர முடியுமா என்று கேட்டார். அவரும் அந்த கோரிக்கையை ஒப்புக்கொண்டார்.

“கார்ல்ஸ்பாட் குகைக்குள் செல்லும்போது முதலில் சுற்றுலாப் பாதையில் கீழே இறங்கி, பின்னர் ஒரு மூலையில் திரும்பவேண்டும்,” என்கிறார் பார்டன்.

“அந்தப் பாதையில் நான் எத்தனை முறை சென்றிருப்பேன் என்று தெரியவில்லை, 40 முறையாகக் கூட இருக்கலாம். அந்த இடத்தில் மூலையில் திரும்பும்போது, அந்த இடத்தில் பின்னால் ஒரு சிறிய மறைவிடம் இருக்கும், அது முற்றிலும் இருட்டாக இருக்கும்.”

இருபது ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக நிலத்தடியில் ஆழமாகக் காணப்படும் நுண்ணிய உயிரினங்களைப் பற்றி ஆய்வு செய்து வரும் பார்டனுக்கு, அடுத்து நடந்தது ஆச்சரியமாக இருந்தது.

பெஹ்ரெண்ட் அந்தச் சுவற்றின் மீது டார்ச் வெளிச்சத்தைப் பாய்ச்சினார். அந்த இடம் இருட்டாக இருந்தபோதிலும், வெளிச்சம் பட்டதும் சுவரில் ஒட்டியிருந்த பச்சை நிற நுண்ணுயிரிகளின் படலம் தெரிந்தது. பின்னர் நடத்தப்பட்ட சோதனைகளில் அவை ‘சயனோபாக்டீரியா’ என்பது தெரியவந்தது; இவை பாக்டீரியாவுடன் தொடர்புடைய ஒற்றை செல் உயிரினங்கள். இருப்பினும், அவை பெரும்பாலான பாக்டீரியாக்களைப் போலல்லாமல், சயனோபாக்டீரியாக்கள் (நீல-பச்சை பாசிகள் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன) உணவைத் தயாரிக்க சூரிய ஒளியைப் பயன்படுத்துகின்றன.

“குகையின் ஆழத்திற்குச் செல்லச் செல்ல, ஒரு கட்டத்தில் டார்ச் விளக்குகள் இல்லாமல் எதையுமே பார்க்க முடியாத நிலை ஏற்பட்டது. எங்கள் முகத்திற்கு முன்னால் இருக்கும் கைகளைக் கூடப் பார்ப்பதற்கு தலைக்கவச விளக்கை பயன்படுத்த வேண்டியிருந்தது. இருப்பினும், அங்கிருந்த சுவர்களில் பச்சை நிற நுண்ணுயிரிகளை எங்களால் காண முடிந்தது,” என்கிறார் பார்டன்.

குளோரோஃபில் எனப்படும் ஒரு வேதிப்பொருளின் காரணமாக தாவரங்கள் பச்சை நிறத்தில் உள்ளன, இது ஒளி ஆற்றலை உறிஞ்சும் பச்சையம் ஆகும். ஒளிச் சேர்க்கையின் போது, இந்த ஆற்றல் கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் நீரை குளுக்கோஸ் மற்றும் ஆக்சிஜனாக மாற்றப் பயன்படுகிறது. இதே போன்ற செயல்முறைதான் சயனோபாக்டீரியாவிலும் நடைபெறுகிறது. ஆனால், சூரிய ஒளியே இல்லாத இந்தக் குகையில் இது எப்படிச் சாத்தியமானது?

அப்படியானால் என்ன நடந்து கொண்டிருந்தது?

அந்தக் குகையில் உள்ள சயனோபாக்டீரியாக்கள், அகச்சிவப்பு கதிர்களுக்கு அருகிலுள்ள ஒளியை ஈர்க்கக் கூடிய ஒரு சிறப்பு வகை பச்சையத்தைக் கொண்டிருப்பது தெரியவந்தது. இந்த ஒளியானது கண்ணுக்குத் தெரியும் ஒளியை விட நீண்ட அலைநீளம் கொண்டது மற்றும் மின்காந்த நிறமாலையில் அகச்சிவப்பு கதிர்களுக்குச் சற்று முன்பாகத் தோன்றும். இதனை மனிதக் கண்களால் பார்க்க முடியாது.

தாவரங்கள் மற்றும் சாதாரண சயனோபாக்டீரியாக்கள் ஒளிச்சேர்க்கைக்கு ‘குளோரோபில் ஏ’ பிரிவைப் பயன்படுத்துகின்றன. ஆனால், கார்ல்ஸ்பாட் குகைகளில் உள்ள சயனோபாக்டீரியாக்கள் ‘குளோரோபில் டி மற்றும் எஃப்’ ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்துகின்றன. இவை அகச்சிவப்பு கதிர் ஒளியிலிருந்து ஆற்றலை உருவாக்கும் திறன் கொண்டவை.

கண்ணுக்குத் தெரியும் ஒளி குகைக்குள் சில நூறு அடிகள் மட்டுமே பயணிக்க முடியும். ஆனால், அங்கிருக்கும் சுண்ணாம்புப் பாறைகளின் பிரதிபலிக்கும் தன்மையால் அகச்சிவப்பு கதிர்கள் மேலும் அதிக தூரம் பயணிக்கின்றன.

“குகை உருவாகக் காரணமான அந்தச் சுண்ணாம்புப் பாறைகள் கண்ணுக்குத் தெரியும் ஒளியை அப்படியே உறிஞ்சிக் கொள்ளும். ஆனால் அகச்சிவப்பு கதிர் ஒளியைப் பொறுத்தவரை, இந்தக் குகைகள் ஒரு ‘கண்ணாடி மாளிகை’ போலச் செயல்படுகின்றன,” என்கிறார் பார்டன்.

உண்மையில், குகையின் மிகவும் இருட்டான உட்பகுதியில் ஒளியை அளந்தபோது, குகை நுழைவாயிலை விட அங்கு 695 மடங்கு அதிக அடர்த்தியான அகச்சிவப்பு ஒளி இருப்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிந்தனர். அதே சமயம், குளோரோபில் டி மற்றும் எஃப் கொண்ட சயனோபாக்டீரியாக்கள் குகையின் அனைத்துப் பகுதிகளிலும் இருந்தபோதிலும், அவை மிகவும் ஆழமான மற்றும் இருட்டான இடங்களிலேயே அதிக அளவில் காணப்பட்டன.

கார்ல்ஸ்பாட் தேசிய பூங்காவிலுள்ள பிற குகைகளுக்கும், மக்கள் அதிகம் செல்லாத பகுதிகளுக்கும் சென்று சோதனை நடத்திய ஆராய்ச்சியாளர்கள், ஒவ்வொரு இடத்திலும், நிலத்தடியில் ஆழமான பகுதிகளில் ஒளிச்சேர்க்கை செய்யும் இந்த நுண்ணுயிரிகளை அவர்கள் கண்டறிந்தனர்.

“அவை அங்கே வாழ்வது மட்டுமல்லாமல், சுமார் 49 மில்லியன் ஆண்டுகளாக எவ்வித இடையூறுமின்றி பாதுகாக்கப்பட்ட சூழலில் ஒளிச்சேர்க்கை செய்து வருகின்றன என்பதையும் நாங்கள் நிரூபித்துள்ளோம்,” என பெஹ்ரெண்ட் கூறுகிறார்.

பார்டன் மற்றும் பெஹ்ரெண்ட் மட்டுமே இருட்டில் வாழக்கூடிய நுண்ணுயிரிகளைக் கண்டறியவில்லை.

1890 ஆம் ஆண்டில், யுக்ரேனிய-ரஷ்ய நுண்ணுயிரியலாளரான செர்ஜி நிக்கோலெவிச் வினோகிராட்ஸ்கி, சில நுண்ணுயிரிகள் கனிமப் பொருட்களை மட்டுமே கொண்டு வாழ முடியும் என்பதைக் கண்டறிந்தார். இந்தச் செயல்முறை வேதிச்சேர்க்கை என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த நுண்ணுயிரிகள் சுற்றியுள்ள பாறைகள் மற்றும் நீரிலிருந்து மீத்தேன் அல்லது ஹைட்ரஜன் சல்பைடு போன்ற வேதிப்பொருட்களை எடுத்துக்கொண்டு, வேதிவினைகள் மூலம் ஆற்றலைப் பெறுகின்றன.

1996 ஆம் ஆண்டில், நாசாவின் முதுகலை திட்டத்தில் அப்போது மாணவராக இருந்த ஹிடேகி மியாஷிதா, புலப்படும் மற்றும் அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு ஒளியைப் பயன்படுத்தி ஒளிச்சேர்க்கை செய்யக்கூடிய அகாரியோக்ளோரிஸ் மெரினா என்ற கடல் சயனோபாக்டீரியத்தைக் கண்டுபிடித்தார். இது கண்ணுக்குத் தெரிந்த ஒளி மற்றும் அகச்சிவப்பு ஒளி ஆகிய இரண்டையும் பயன்படுத்தி ஒளிச்சேர்க்கை செய்யும் திறன் கொண்டது. இந்தக் கண்டுபிடிப்பு, ஒளிச்சேர்க்கைக்குத் தேவையான ஒளியின் அலைநீளங்கள் குறித்த பல தசாப்த கால ஆராய்ச்சிக்கு தொடக்கமாக அமைந்தது.

பின்னர், 2018 ஆம் ஆண்டில், லண்டன் இம்பீரியல் கல்லூரி விஞ்ஞானிகள், அமெரிக்காவின் யெல்லோஸ்டோன் தேசிய பூங்காவில் உள்ள பாக்டீரியா படலங்களிலும், ஆஸ்திரேலியாவில் உள்ள சில கடற்கரைப் பாறைகளிலும் நிழலான சூழலில் வாழும் ஒளிச்சேர்க்கை செய்யும் சயனோபாக்டீரியாக்களைக் கண்டறிந்தனர்.

அவர்கள் அகச்சிவப்பு எல்.ஈ.டி விளக்குகள் பொருத்தப்பட்ட இருண்ட அலமாரிக்குள் இத்தகைய நுண்ணுயிரிகளை வளர்த்தும் காட்டினர். ஒவ்வொரு முறையும், அந்தச் சயனோபாக்டீரியாக்கள் கண்ணுக்குத் தெரியும் ஒளியைப் பயன்படுத்தி ஒளிச்சேர்க்கை செய்ய ‘குளோரோபில் ஏ’-வைப் பயன்படுத்தின. ஆனால் வெளிச்சம் குறையும் போது, மனிதக் கண்களுக்கு புலப்படாத அகச்சிவப்பு ஒளியைப் பயன்படுத்தி ஒளிச்சேர்க்கை செய்ய ‘குளோரோபில் எஃப்’-க்கு மாறின.

இந்தக் கண்டுபிடிப்புகள் பிற கிரகங்களில் உயிர்கள் எப்படி இருக்கும் என்பது குறித்த புதிய பார்வையை வழங்குகின்றன. வாழத் தகுதியான ஒரு வெளிப்புற கோளை (மற்றொரு சூரிய குடும்பத்தில் உள்ள நட்சத்திரத்தைச் சுற்றி வரும் கிரகம்) தேடும்போது, அது எந்த வகையான நட்சத்திரத்தைச் சுற்றி வருகிறது என்பதைக் கணக்கில் கொள்வது அவசியம்.

வானியலாளர்கள் நட்சத்திரங்கள் வெளியிடும் ஒளியின் நிறத்தைக் கொண்டு அவற்றை O, B, A, F, G, K மற்றும் M என ஏழு வகைகளாகப் பிரித்துள்ளனர். இவை அதிக வெப்பநிலையிலிருந்து குறைந்த வெப்பநிலை வரை வரிசைப்படுத்தப்பட்டுள்ளன. O மற்றும் B வகை நட்சத்திரங்கள் பிரபஞ்சத்திலேயே அதிக வெப்பமானவை, மிகப்பெரியவை மற்றும் அதிக பிரகாசமானவை. இவை நீலம்-வெள்ளை நிறத்தில் காணப்படுகின்றன.

“அவை அதிகப்படியான புற ஊதா கதிர்வீச்சை வெளியிடுகின்றன, எனவே அவை உயிரினங்களுக்கு நச்சுத்தன்மை வாய்ந்தவை,” என்கிறார் பார்டன்.

நமது சூரியன் உள்ளிட்ட G-வகை நட்சத்திரங்கள் மஞ்சள் நிறத்தில் இருக்கும் மற்றும் கண்ணுக்குத் தெரியும் நிறமாலையில் அதிக ஒளியை உருவாக்குகின்றன. கோட்பாட்டளவில், இவை உயிர்கள் வாழத் தகுதியான இடங்களாக இருக்கலாம். ஆனால் பிரபஞ்சத்தில் உள்ளதாக மதிப்பிடப்பட்ட ஒரு பில்லியன் டிரில்லியன் நட்சத்திரங்களில் G-வகை நட்சத்திரங்கள் வெறும் 8% மட்டுமே.

நமது விண்மீன் மண்டலத்தில் மிக அதிகமாகக் காணப்படும் நட்சத்திர வகை, சிவப்பு குள்ள நட்சத்திரங்கள் அல்லது M-வகை நட்சத்திரங்கள் ஆகும். இதுவரை கண்டுபிடிக்கப்பட்ட பாறைகள் நிறைந்த வெளிப்புறக்கோள்களில் பெரும்பாலானவை இந்த வகை நட்சத்திரங்களைச் சுற்றி வருபவையே.

சிவப்பு குள்ள நட்சத்திரங்களை அவற்றின் கிரகங்கள் மிக நெருக்கமாகச் சுற்றி வருகின்றன. இது அக்கிரகங்களைக் கண்டறிவதை எளிதாக்குகிறது. விஞ்ஞானிகளின் வெளிக்கோள் தேடலில் ‘M’ வகை நட்சத்திரங்கள் இவ்வளவு முக்கியத்துவம் பெற மற்றொரு காரணம், அவை பிரபஞ்சத்தில் மிக அதிக எண்ணிக்கையில் இருப்பதே ஆகும்.

இருப்பினும், தற்போதுள்ள புரிதலின்படி, சிவப்பு குள்ள நட்சத்திரங்கள் மிகவும் குறுகிய ‘வாழத்தகுந்த மண்டலத்தை’ கொண்டுள்ளதாகக் கருதப்படுகிறது. இது ஒரு நட்சத்திரத்திற்கு மிக அருகில் உள்ள பகுதியாகும்; இங்கே நிலவும் சூழல் ஒரு கிரகத்தின் மேற்பரப்பில் நீர் திரவ நிலையில் இருப்பதற்கு ஏதுவாக, மிக அதிக வெப்பமாகவும் இல்லாமலும், மிகக் குளிராகவும் இல்லாமலும் இருக்கும்.

பூமியில் உயிர்கள் வாழ்வதற்கு நீர் திரவ நிலையில் இருப்பது இன்றியமையாதது என்பதால், வேற்றுக்கிரக உயிரினங்களைத் தேடும் விண்வெளி உயிரியலாளர்கள், நட்சத்திரத்தின் இந்த “கோல்டிலாக்ஸ் மண்டலம்” என்பதையே முதன்மையாகக் கவனத்தில் கொள்கின்றனர். இதுவரை, அத்தகைய டஜன்கணக்கான கிரகங்களை அவர்கள் கண்டறிந்துள்ளனர்.

இருப்பினும், இந்தக் கிரகங்கள் அனைத்திலும் உயிர்கள் வாழ முடியும் என்று கூறிவிட முடியாது. ஜேம்ஸ் வெப் விண்வெளித் தொலைநோக்கி போன்ற அதிநவீனக் கருவிகளை ஒரு குறிப்பிட்ட கிரகத்தை நோக்கித் திருப்பி ஆய்வு செய்வதற்கு அதிக நேரமும் கணிசமான வளங்களும் தேவைப்படுகின்றன.

பூமியில், பெரும்பாலான உணவுச் சங்கிலிகளின் அடிப்படையாக ஒளிச்சேர்க்கை உள்ளது. இதுவே நாம் சுவாசிக்கும் ஆக்சிஜனையும் வழங்குகிறது. உயிர்கள் வாழ முடியுமா என்பதைத் தீர்மானிக்கும் மற்றொரு முக்கியமான காரணி, அங்கு ஒளிச்சேர்க்கை நடைபெற முடியுமா என்பதாகும்.

இந்தக் காரணத்திற்காக, நமது தேடலை ஒளிச்சேர்க்கைக்குத் துணைபுரியும் கிரகங்களுக்கானதாக மட்டுப்படுத்துவது அர்த்தமுள்ளதாக இருக்கும். இது ஒரு நட்சத்திரத்தைச் சுற்றி உயிர்கள் வாழக்கூடிய மண்டலத்தின் அளவை வெகுவாகக் குறைக்கக்கூடும்.

கடந்த காலங்களில், விண்வெளி உயிரியலாளர்கள் ஒளிச்சேர்க்கைக்கான வரம்பை ஒளி நிறமாலையில் 700nm அலைநீளம் என நிர்ணயித்திருந்தனர். இது சிவப்பு நிறத்தின் அலைநீளத்திற்குச் சமமானது. ‘குளோரோபில் ஏ’-வைப் பயன்படுத்தும் ஒளிச்சேர்க்கையின் திறன் குறையத் தொடங்கும் புள்ளி இதுவாகும். இருப்பினும், கார்ல்ஸ்பாட் குகை அமைப்புகளில் கண்டறியப்பட்ட சயனோபாக்டீரியாக்கள், ‘குளோரோபில் எஃப்’-ஐப் பயன்படுத்தி 780nm அலைநீளம் வரையிலான ஒளியையும் பயன்படுத்தும் திறன் கொண்டவை.

“நமது விண்மீன் மண்டலத்தில் உள்ள நட்சத்திரங்களில் பெரும்பாலானவை இந்த M மற்றும் K வகை நட்சத்திரங்களே” என்று பார்டன் கூறுகிறார். “இதன் பொருள், நமது விண்மீன் மண்டலத்தின் பெரும்பாலான நட்சத்திரங்கள் அகச்சிவப்பு ஒளியையே வெளியிடுகின்றன. அப்படியிருந்தும், அத்தகைய நட்சத்திரங்கள் உருவாக்கும் ஒளிச் சூழலில் ஒளிச்சேர்க்கையும் உயிர்களும் எவ்வாறு உயிர்வாழ முடியும் என்பது பற்றி நமக்கு பெரிய அளவில் எதுவும் தெரியாது.”

பேராசிரியர் பார்டன் இந்த நிலையை மாற்றத் திட்டமிட்டுள்ளார். ஒளிச்சேர்க்கை மூலம் உயிர்வாழும் உயிரினங்கள் எந்த எல்லை வரை உயிர்வாழ முடியும் என்பதைக் கண்டறிய, அவர் பெஹ்ரெண்டுடன் இணைந்து நாசாவிடம் ஆய்வுத் திட்டம் ஒன்றை முன்வைத்துள்ளார்.

இந்த ஆய்வானது, மிகவும் இருட்டான குகைகளின் ஆழத்திற்குச் சென்று, சயனோபாக்டீரியாக்கள் உயிர்வாழத் தேவையான ஒளியின் துல்லியமான அளவு எவ்வளவு என்பதை அளவிடுவதை உள்ளடக்கியது. இந்தத் தகவலை பயன்படுத்தி, உயிர்கள் வாழத்தகுந்த உலகங்களுக்கான தேடலை சுருக்கிக் கொள்ள முடியும். உதாரணத்திற்கு, ஜேம்ஸ் வெப் விண்வெளித் தொலைநோக்கி மூலம், பிற கிரகங்கள் பெறும் ஒளியின் அளவு மற்றும் வகையை விஞ்ஞானிகளால் அளவிட முடியும்.

“ஒளிச்சேர்க்கை செய்வதற்குத் தேவையான ஒளியின் மிக நீண்ட அலைநீளம் மற்றும் மிகக் குறைந்த அளவு ஒளி எது என்பதைக் கண்டறியவே எங்கள் ஆய்வு முயல்கிறது” என பார்டன் கூறுகிறார்.

“இவ்வாறு செய்வதன் மூலம், ஜேம்ஸ் வெப் தொலைநோக்கியைக் கொண்டு ஆராயக்கூடிய 100 பில்லியன் நட்சத்திரங்களின் எண்ணிக்கையை, உயிர்கள் வாழ வாய்ப்புள்ள சுமார் 50 நட்சத்திரங்களாகக் குறைத்துத் துல்லியமாகத் தேட முடியும்.”

சுருக்கமாகச் சொன்னால், உயிர்கள் வாழ முடியும் என்று நாம் நம்பும் உலகங்களின் வகையை விண்வெளி உயிரியலாளர்கள் விரிவுபடுத்த இது வழிவகுக்கும். அதன் பிறகு செய்ய வேண்டியதெல்லாம், குறிப்பிட்ட அந்த நட்சத்திரத்தை நோக்கி ஜேம்ஸ் வெப் தொலைநோக்கியைத் திருப்பி, அதன் முன்னால் கடந்து செல்லும் கிரகங்களைக் கண்காணிப்பது மட்டுமே.

நட்சத்திரத்திலிருந்து வரும் ஒளி, கிரகத்தின் வளிமண்டலத்தின் வழியாகப் பயணிக்கும்போது, அங்குள்ள தனிமங்களைப் பொறுத்து ஒளியின் குறிப்பிட்ட அலைவரிசைகள் உறிஞ்சப்படுகின்றன. எனவே, உட்கவர் நிறமாலையில் விடுபட்ட கோடுகளைக் கவனிப்பதன் மூலம், ஆக்சிஜன் போன்ற உயிர் இருப்பதற்கான அறிகுறியைக் காட்டக்கூடிய தனிமங்கள் அந்த கிரகத்தின் வளிமண்டலத்தில் உள்ளனவா என்பதை வானியலாளர்களால் கண்டறிய முடியும்.

“உயிரினங்கள் இல்லாமல் ஒரு கிரகத்தின் வளிமண்டலத்தில் ஆக்சிஜன் உருவாவதற்கான வழிகள் அரிதினும் அரிது” என பார்டன் கூறுகிறார். “எனவே, அந்த வெளிப்புறக் கோள்களில் ஒன்றின் வளிமண்டலத்தில் ஆக்சிஜனைக் கண்டறிய முடிந்தால், அது அங்கு உயிர் வாழ்வதற்கான சாத்தியக்கூறு இருப்பதைக் காட்டும் மிக மிக வலுவான அடையாளமாகும்.”

– இது, பிபிசிக்காக கலெக்டிவ் நியூஸ்ரூம் வெளியீடு