اجنبی زندگی کو دریافت کرنے کا خواب نئی امید تلاش کرتا ہے۔

کئی بار میں سے ایک لیزا کالٹینگرکا خواب حقیقت کی طرف تھوڑا سا جھٹکا ایک دہائی قبل ایک فلکیات کی کانفرنس میں اپریل کی ایک سرد صبح تھا۔ وہ پکڑے ہوئے تھی جو اسے یاد ہے کہ کافی کا ایک خوفناک، صرف خوفناک کپ تھا، اس لیے نہیں کہ وہ اس میں سے مزید پینے والی تھی بلکہ اس لیے کہ وہ لائن میں انتظار کر رہی تھی اور اس کے ہاتھوں میں گرمی تھی۔ پھر بل بورکی اس کی سمت مڑ گیا۔

وہ کافی سے بچنے کے لیے اسے کہنے کے لیے تیار ہو گئی۔ لیکن بورکی، ناسا کے کیپلر مشن کے سربراہ، ایک خلائی دوربین جو دوسرے ستاروں (یا "ایکسپوپلینٹس") کے گرد چکر لگانے والے سیاروں کی تلاش کے لیے بنائی گئی تھی، کے پاس بات کرنے کے لیے کچھ اور تھا۔ کیپلر نے جھلک لیا تھا۔ اس کے پہلے دو زمینی سائز کے سیاروں کی سطحوں پر مائع پانی ہونے کا معقول موقع ہے۔ یہ اس طرح کی عجیب نئی دنیایں تھیں جن کا کانفرنس میں موجود ہر شخص نے - اور ممکنہ طور پر زیادہ تر نسل انسانی نے کم از کم ایک بار تصور کیا تھا۔ کیا Kaltenegger اس بات کی تصدیق کرے گا کہ سیارے رہائش کے قابل ہو سکتے ہیں؟

Kaltenegger، اس وقت جرمنی کے Heidelberg میں Max Planck Institute for Astronomy کے ماہر فلکیات نے کانفرنس ختم ہونے سے پہلے نئے موسمیاتی ماڈل چلانا شروع کر دیے تھے، جس میں بنیادی حقائق جیسے سیاروں کے قطر اور ان کے ستارے کی ہلکی ہلکی چمک شامل تھی۔ اس کا حتمی جواب: ایک اہل ہاں. سیارے زندگی کے لیے یا کم از کم مائع پانی کے لیے موزوں ہو سکتے ہیں۔ وہ پانی کی دنیایں بھی ہو سکتی ہیں، جو لامتناہی سمندروں میں محصور ہو کر لہروں کے اوپر ایک بھی چٹانی چٹان کے بغیر ہیں۔ انتباہ یہ تھا کہ اسے یقینی بنانے کے لیے مزید جدید مشاہدات کی ضرورت ہوگی۔

اس کے بعد سے Kaltenegger ممکنہ طور پر قابل رہائش دنیاوں کا شاید دنیا کا معروف کمپیوٹر ماڈلر بن گیا ہے۔ 2019 میں، جب TESS نامی ایک اور exoplanet-Hunting NASA کے خلائی جہاز نے اپنا اپنا پایا پہلی پتھریلی، معتدل دنیاکوسمک ہوم انسپکٹر کا کردار ادا کرنے کے لیے انہیں دوبارہ بلایا گیا۔ ابھی حال ہی میں، بیلجیم میں مقیم SPECULOOS سروے نے اس کی مدد کی تفہیم کے لیے رابطہ کیا۔ زمین کے سائز کا ایک نیا سیارہ SPECULOOS-2c کو ڈب کیا گیا جو اپنے ستارے کے قریب ہے۔ اس نے اور اس کے ساتھیوں نے ایک تجزیہ مکمل کیا، جیسا کہ اپ لوڈ کیا گیا۔ ایک پری پرنٹ ستمبر میں، یہ ظاہر کرتا ہے کہ SPECULOOS-2c کا پانی سونا بخارات کی طرح بھاپ لینے کے عمل میں ہو سکتا ہے، جیسا کہ زہرہ کے کسی بھی سمندر نے بہت پہلے کیا تھا اور جیسا کہ زمین کے اپنے سمندر نصف ارب سالوں میں کرنا شروع کر دیں گے۔ ٹیلی سکوپ کے مشاہدات کو چند سالوں میں یہ بتانے کے قابل ہونا چاہیے کہ آیا ایسا ہو رہا ہے، جو ہمارے اپنے سیارے کے مستقبل کو ظاہر کرنے میں مدد کرے گا اور کہکشاں میں دشمن اور رہائش پذیر دنیا کے درمیان چاقو کے کنارے کے فرق کو مزید واضح کرے گا۔

ارتھز ارتھز اور زندہ سیاروں کے زیادہ قیاس آرائی پر مبنی نظاروں کی تقلید کرتے ہوئے، Kaltenegger زمین پر پائی جانے والی عجیب و غریب زندگی اور ارضیات کا فائدہ اٹھاتا ہے تاکہ اس بارے میں توقعات کا ایک زیادہ منظم سیٹ تیار کیا جا سکے کہ کہیں اور کیا ممکن ہو سکتا ہے۔ "میں بنیادی باتیں کرنے کی کوشش کر رہی ہوں،" اس نے مجھے کارنیل یونیورسٹی کے حالیہ دورے کے دوران بتایا، جہاں وہ کارل ساگن کے نام سے ایک انسٹی ٹیوٹ کی رہنمائی کرتی ہیں، جو کہ ایک اور کرشماتی اتھاکا میں مقیم فلکیات دان ہے جو کائنات میں انسانیت کی تنہائی کی زندگی کو ختم کرنے کے بارے میں بڑے خیالات رکھتے ہیں۔

اس کی اہم جستجو - اجنبی زندگی کی تلاش - ایک بے مثال مرحلے میں داخل ہو رہی ہے۔ ایک ماورائے زمین ریڈیو براڈکاسٹ جیسی کسی چیز کی نیلے رنگ کی آمد کو چھوڑ کر، زیادہ تر ماہرین فلکیات کا خیال ہے کہ کائنات میں دوسری زندگیوں کا سامنا کرنے کا ہمارا بہترین قریب ترین موقع بائیو سیگنیچر گیسوں کا پتہ لگانا ہے — وہ گیسیں جو صرف زندگی سے ہی آ سکتی تھیں۔ exoplanets کے ماحول میں تیرتا ہے۔ اس قسم کا پتہ لگانے کے لیے جس طرح کی ریموٹ پیمائش ضروری ہے اس نے انسانیت کی جدید ترین رصد گاہوں کی صلاحیتوں کو بھی تنگ کر دیا ہے۔ لیکن جیمز ویب اسپیس ٹیلی سکوپ (JWST) کے ساتھ اب اپنے ابتدائی چند مہینوں کے مشاہدات میں ایسی دریافت ممکن ہو گئی ہے۔

اگلے چند سالوں میں، بہت بڑی خلائی دوربین مٹھی بھر چٹانی دنیاوں کا باریک بینی سے جائزہ لے گی جن کو قابل رہائش سمجھا جاتا ہے، جس میں شاید نیا SPECULOOS-2c بھی شامل ہے۔ کم از کم، JWST کے مطالعے سے یہ معلوم کرنا چاہیے کہ آیا ان سیاروں میں ماحول موجود ہے؛ وہ یہ بھی دکھا سکتے ہیں کہ کچھ مائع پانی سے ٹپک رہے ہیں۔ سب سے زیادہ امید کے ساتھ - اگر حیاتیات زمین جیسی دنیاوں سے آسانی سے کھلتے ہیں - تو دوربین ان سیاروں میں سے کسی ایک پر کاربن ڈائی آکسائیڈ، آکسیجن اور میتھین کے عجیب تناسب کا پتہ لگا سکتی ہے۔ اس کے بعد ماہرین فلکیات کو ایک ماورائے ارضی ماحولیاتی نظام کی موجودگی سے کنکوکشن کو منسوب کرنے کے لیے سخت آزمائش ہو سکتی ہے۔

بائیو دستخطوں کو تلاش کرنے کے لیے کالٹینیگر اور اس کے ساتھیوں کے ایک چھوٹے سے گروپ کی ضرورت ہوگی کہ وہ بہت کم فوٹونز سے یقین کو نچوڑ لیں۔ نہ صرف وہ ماحولیاتی سگنلز کمزور ہوں گے جن کی وہ تلاش کر رہے ہیں، بلکہ اسے اور اس کے ساتھیوں کو کسی سیارے کے ستاروں کی روشنی، چٹان اور ہوا کے ممکنہ باہمی تعامل کو کافی درست طریقے سے ماڈل بنانا چاہیے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ زندگی کے علاوہ کوئی بھی چیز کسی خاص ماحولیاتی گیس کی موجودگی کی وضاحت نہیں کر سکتی۔ اس طرح کے کسی بھی تجزیے کو Scylla اور Charybdis کے درمیان جانا چاہیے، دونوں غلط منفیوں سے گریز کرتے ہوئے — زندگی وہاں تھی لیکن آپ نے اسے کھو دیا — اور جھوٹے مثبتات جو زندگی کو تلاش کرتے ہیں جہاں کوئی نہیں ہے۔

اسے غلط سمجھنا اس کے نتائج بھگتتا ہے۔ زیادہ تر سائنسی کوششوں کے برعکس، ماورائے زمین زندگی کی علامات کی تلاش ایک ناگزیر روشنی کے تحت ہوتی ہے، اور ایک ٹربو چارجڈ انفارمیشن ایکو سسٹم میں جہاں کوئی بھی سائنسدان "زندگی!" پکارتا ہے۔ فنڈنگ، توجہ اور عوامی اعتماد کے تانے بانے کو خراب کرتا ہے۔ خود کالٹینیگر نے حال ہی میں ایسے ہی ایک ایپی سوڈ کے لیے اگلی قطار کی نشست رکھی تھی۔

اس کی نسل کو ایک اور دباؤ کا سامنا ہے، ایک میں نے نازک انداز میں پوز دینے کا ارادہ کیا تھا لیکن اس سے ملنے کے صرف ایک گھنٹے بعد ہی ختم ہو گیا۔ اس نے اور اس کے ساتھیوں نے اپنے کیریئر کا آغاز exoplanets کے دور کے آغاز میں کیا۔ اب وہ مرنے سے پہلے ایک پر زندگی دریافت کرنے کی دوڑ میں ہیں۔

سیاروں کے خواب دیکھنے والے

بائیو دستخطوں کی جدید تلاش 1995 میں پہلے ایکسپوپلینیٹ – ایک گیس دیو – کی دریافت کے فوراً بعد شروع ہوئی جو سورج جیسے ستارے کے گرد چکر لگاتا تھا۔ سیارے کا شکار جلد ہی جھگڑالو اور مسابقتی بن گیا، سرخیوں کی دوڑ۔ کچھ سینئر ماہرین فلکیات نے شک کیا کہ چمکدار، وسائل سے محروم ذیلی فیلڈ چند منفرد سیاروں کی ایک بار کی پیمائش سے کہیں زیادہ فراہم کر سکتا ہے۔ "لوگ کھلے عام شکوک و شبہات کا شکار تھے، اور کچھ لوگ اس کے خلاف ناراض تھے،" کہا سارہ سیگر، میساچوسٹس انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی میں ایک exoplanet فلکیات دان۔ دریں اثنا، ہم خیال محققین کے انکلیو نے کھلے آسمان کے نئے سوالات کی تلاش کے لیے ورکشاپس میں جمع ہونا شروع کر دیا۔ "ہم نے کبھی کسی خیال کو نہیں کہا،" سیگر نے کہا، جو اس وقت گریجویٹ طالب علم تھا۔

کالٹینیگر یونیورسٹی میں ایک نئے آدمی تھے جب پہلے دیو ہیکل سیاروں کے گرنے کی خبریں آئیں۔ وہ آسٹریا کے ایک چھوٹے سے قصبے میں پلا بڑھا، والدین کے ساتھ جنہوں نے ریاضی، طبیعیات اور زبانوں میں اس کی دلچسپیوں کی حمایت کی۔ شہر کے لائبریرین اسے اچھی طرح جانتے تھے کہ وہ اسے نئی کتابیں دیں گے جن کی انہوں نے ابھی تک درجہ بندی نہیں کی تھی۔ "سب کچھ ممکن تھا،" اس نے اپنی پرورش کے بارے میں کہا۔ گریز یونیورسٹی میں، وہ نئی دنیاؤں کی نئی جستجو کی طرف راغب ہوئی۔ سیجر، جس نے 1997 میں سمر اسکول کے ایک پروگرام میں کالٹینیگر سے ملاقات کی، اب اس قابل ذکر دلیری کی تعریف کرتا ہے جس کی وجہ سے ایک انڈر گریجویٹ ایک ایسے ذیلی فیلڈ میں شامل ہوا جو ابھی تک بہت ہی محدود اور عارضی تھا۔ "شروع میں وہاں ہونے کے قابل ہونا - یہ محض اتفاق نہیں تھا،" سیجر نے کہا۔ Kaltenegger کی انڈرگریجویٹ تعلیم کے اختتام تک، اس نے یورپی یونین سے فنڈز حاصل کر لیے تھے اور خود کو کینری جزائر پر Tenerife میں واقع ایک رصد گاہ میں کھلے مقام پر مدعو کیا تھا۔ وہاں اس نے طویل، کافی سے بھری راتیں exoplanets کا شکار کرتے ہوئے گزاریں، ایک پوسٹ ڈاک کے ڈائر سٹریٹس البم کو لوپ پر سنتے ہوئے باہر ٹھوکریں کھانے سے پہلے سورج کو لاوا کے پھیلے ہوئے منظر پر طلوع ہوتے دیکھا۔

اس دوران خلائی ایجنسیاں کارروائی میں مصروف تھیں۔ 1996 میں، ناسا کے ایک ایڈمنسٹریٹر، ڈین گولڈن، نے ایک ایسے منصوبے کی تشہیر کی جو مؤثر طریقے سے پہلے گیس دیو ایکسپوپلینٹس کی دریافت سے لے کر اختتامی زون تک پہنچ گئی تھی۔ اس کے منصوبے میں بڑے پیمانے پر خلا پر مبنی رصد گاہوں کا مطالبہ کیا گیا، جسے ٹیریسٹریل سیارہ فائنڈرز کہا جاتا ہے، جو اجنبی زمینوں کی تفصیلی سپیکٹروسکوپک پیمائش لے سکتی ہیں، ان کی روشنی کو اس کے اجزاء کے رنگوں میں توڑ کر ان کے کیمیائی میک اپ کو سمجھ سکتی ہیں۔

اس سے بھی بہتر، گولڈن سیاروں کی حقیقی تصاویر چاہتا تھا۔ 1990 میں ناسا کی وائجر پروب نے، ساگن کے کہنے پر، نیپچون کے مدار سے باہر سے گھر کی تصویر کھینچی تھی، جس سے ہماری پوری زندگی، سانس لینے والی، نازک دنیا کو ایک ہلکے نیلے نقطے میں معطل کر دیا گیا تھا۔ کیا ہوگا اگر ہم وہاں ایک اور ہلکے نیلے نقطے کو سیاہ میں چمکتے ہوئے دیکھ سکیں؟

یورپی خلائی ایجنسی نے زمین کے جڑواں اسکاؤٹنگ، زندگی کی تلاش کے مشن، جسے ڈارون کہا جاتا ہے، کا اپنا ورژن تیار کیا۔ اس وقت 24 سالہ کالٹینیگر نے اس پر کام کرنے کے لیے درخواست دی اور اسے نوکری مل گئی۔ "میں نے اپنے آپ سے پوچھا: اگر آپ ایسے وقت میں رہتے ہیں جہاں آپ یہ جان سکتے ہیں کہ کیا ہم کائنات میں اکیلے ہیں، اور اگر میں مدد کر سکتا ہوں؟" اس نے کارنیل میں ایک فیروزی جواہرات کا ہار پہنا کر کہا جو ہلکے نیلے رنگ کے نقطے کی علامت ہے اور اپنے گھٹنے پر چائے کی پیالی کو متوازن کر رہی ہے۔ "اپنی زندگی پر نظر ڈالتے ہوئے، شاید میں یہی کرنا چاہتا ہوں۔" اسے مشن کے ڈیزائن ٹریڈ آف پر غور کرنے اور ستاروں کی فہرست تیار کرنے کا کام سونپا گیا تھا جنہیں ڈارون کے دوربینوں کے بیڑے کو سیاروں کے لیے اسکین کرنا چاہیے۔ متوازی طور پر، اس نے ڈاکٹریٹ کی ڈگری حاصل کی۔

لیکن 2000 کی دہائی میں، بحر اوقیانوس کے دونوں کناروں پر اجنبی شکار کرنے والی عظیم دوربینوں کے نظارے ٹوٹ گئے۔ 2007 میں ڈارون کی پڑھائی میں ہلچل مچ گئی۔ اس کی ایک وجہ JWST کا اپنا ڈویلپمنٹ شیڈول تھا، جس نے بجٹ اور توجہ کا دورانیہ کھا لیا۔ ایک اور سائنسی شک تھا: اس وقت، ماہرین فلکیات کو اس بات کا کوئی اندازہ نہیں تھا کہ آکاشگنگا کے ستاروں کے کتنے حصے میں ایک مستحکم، معتدل آب و ہوا کے امکان کے ساتھ چٹانی سیارے ہیں۔

یہ حصہ پانچ میں سے ایک کے قریب نکلے گا، جیسا کہ کیپلر خلائی دوربین نے انکشاف کیا ہے، جس نے 2009 میں لانچ کیا اور ہزاروں ایکسپوپلینٹس کو دریافت کیا۔ زمینی سیارہ تلاش کرنے والا مشن، اگر کسی کو دوبارہ زندہ کیا جائے تو اس کے پاس نشاندہی کرنے کے لیے کافی جگہیں ہوں گی۔

اگرچہ کیپلر کے آغاز کے بعد سے، عملی سمجھوتوں نے ماہرین فلکیات کو چھوٹے خواب دیکھنے کی طرف راغب کیا ہے، اور اپنے وسائل کو ایک عاجزانہ راستے پر موڑ دیا ہے۔ ڈارون جیسی رصد گاہ کسی بہت زیادہ روشن ستارے کے ساتھ والے چٹانی سیارے کا اشارہ لے سکتی تھی - یہ ایک چیلنج اکثر فائر فلائی کی تصویر لینے کے مقابلے میں جب یہ سرچ لائٹ کے گرد اڑتی ہے۔ لیکن اب ایک اور، سستا طریقہ ہے۔

سیگر اور ہارورڈ کے ماہر فلکیات دیمتر ساسیلوف خواب دیکھا متبادل طریقہ 2000 میں - ایک exoplanet کے ماحول میں سونگھنے کا ایک طریقہ یہاں تک کہ اگر سیارے اور اس کے ستارے کی روشنی آپس میں گھل مل جائے۔ سب سے پہلے، دوربینیں ایسے سیاروں کی تلاش کرتی ہیں جو "ٹرانزٹ" ہوتے ہیں، جو اپنے ستارے کے سامنے سے گزرتے ہیں جیسا کہ زمین کے نقطہ نظر سے دیکھا جاتا ہے، جس کی وجہ سے ستارے کی روشنی میں معمولی کمی واقع ہوتی ہے۔ یہ ٹرانزٹ معلومات سے مالا مال ہیں۔ ٹرانزٹ کے دوران، ستارے کے سپیکٹرم میں نئے ٹکرانے اور ہلچل پیدا ہوتی ہے، کیونکہ ستاروں کی کچھ روشنی سیارے کے گرد ماحول کے حلقے سے چمکتی ہے اور فضا میں موجود مالیکیول مخصوص تعدد کی روشنی کو جذب کرتے ہیں۔ سپیکٹرل وِگلز کا فنی تجزیہ اونچائی کی کیمسٹری کو ظاہر کرتا ہے۔ ہبل خلائی دوربین نے 2002 میں اس تکنیک کی جانچ شروع کی، سوڈیم بخارات کی تلاش گیس کے ایک بڑے سیارے کے ارد گرد؛ دیگر دوربینوں کے ساتھ ساتھ، اس نے درجنوں اہداف پر اس چال کو دہرایا ہے۔

اب کائنات کو کچھ مناسب زمین جیسی دنیا کو دیکھنے کی ضرورت ہے۔

Exoplanet کے سروے سے ایسا لگتا ہے کہ بہت سے زیادہ پکے ہوئے مشتری کا سامنا ہے اور دوسرے ستاروں کے گرد نیپچون کا سائز چھوٹا ہے، لیکن کیپلر دور تک مائع پانی کی صلاحیت کے حامل پتھریلے سیارے نایاب رہے۔ 2010 کی دہائی کے وسط تک، کیپلر نے دکھایا تھا کہ زمین کے سائز کی دنیایں عام ہیں۔ یہاں تک کہ اس نے کچھ ممکنہ طور پر رہنے کے قابل افراد کو اپنے ستاروں کے سامنے منتقل ہوتے دیکھا، جیسے کالٹینیگر نے بورکی کے لیے ماڈل بنایا تھا۔ پھر بھی، کیپلر نے جو مخصوص مثالیں پیش کیں وہ اچھے فالو اپ مطالعہ کے لیے بہت دور تھیں۔ دریں اثنا، 2016 میں ماہرین فلکیات نے پایا کہ زمین سے قریب ترین ستارہ، پراکسیما سینٹوری، ممکنہ طور پر قابل رہائش زمین کے سائز کا سیارہ ہے۔ لیکن وہ سیارہ اپنے ستارے کو منتقل نہیں کرتا ہے۔

2009 میں، کالٹینیگر نے، پھر ہارورڈ میں اور اپنے طور پر فیلڈ کی تشکیل، اور ایک ساتھی، ویزلی ٹروب، نے ایک اور قابلیت کا اضافہ کیا۔ انہوں نے سوچا کہ یہ ایک اجنبی تہذیب کے لیے کیا لے گی۔ زمین پر بائیو سیگنیچر گیسوں کا پتہ لگانا - ایک سیارہ جس میں ماحول کا نسبتاً تنگ کمبل ہے، ایک روشن ستارے کو منتقل کرتا ہے۔ انہوں نے محسوس کیا کہ JWST جیسی ٹیلی سکوپ ہر ٹرانزٹ کے دوران ماحولیاتی گیسوں سے صرف چھوٹے سگنل دیکھے گی، لہذا کسی بھی شماریاتی یقین کو حاصل کرنے کے لیے، ماہرین فلکیات کو درجنوں یا یہاں تک کہ سینکڑوں ٹرانزٹ کا مشاہدہ کرنے کی ضرورت ہوگی، جس میں سال لگیں گے۔ اس بصیرت پر عمل کرتے ہوئے، ماہرین فلکیات نے مدھم، سرد سرخ بونے ستاروں کے گرد قریبی مداروں میں زمینوں کو تلاش کرنا شروع کیا، جہاں ستاروں کی روشنی سے ماحول کے سگنل کم ڈوب جائیں گے اور ٹرانزٹ زیادہ کثرت سے دہرائے جائیں گے۔

کائنات سے گزرا۔ 2017 میں، ماہرین فلکیات نے TRAPPIST-1 نامی سرخ بونے ستارے کے گرد سات چٹانی سیاروں کی دریافت کا اعلان کیا۔ پھر ستمبر میں، SPECULOOS-2 سسٹم بیک اپ کے طور پر سامنے آیا۔ یہ ستارے قریب ہیں۔ وہ مدھم اور سرخ ہیں۔ ان میں سے ہر ایک کے متعدد چٹانی سیارے ہیں جو نقل و حمل کرتے ہیں۔ اور موسم گرما میں، JWST تیار ہے اور توقع سے بھی بہتر چل رہا ہے۔ یہ اگلے پانچ سالوں کا ایک بڑا حصہ اپنے عجیب و غریب ستاروں کے گرد گھومنے والے چٹان اور کیمیکلز کے ان گندے گلوبز کو گھورتے ہوئے گزارے گا۔ کالٹینیگر جیسے نظریاتی ماہرین کے لیے جو متبادل زمینوں کے خواب دیکھنے سے لے کر اپنی ماحولیاتی کیمسٹری کے بارے میں پیشین گوئیاں کرنے کے لیے گئے، کئی دہائیوں کی توقعات نے کمپیوٹر مانیٹر پر اسکوگلی سپیکٹرا کے آہستہ آہستہ ختم ہونے کا راستہ دیا ہے۔

چمکتی ہوئی ایلین لیڈی

دو سال سے زیادہ عرصے تک، کالٹینیگر کا دفتر — وہی جو ساگن کام کرتا تھا — وقت کے ساتھ ساتھ منجمد ہو گیا تھا۔ پہلے وبائی بیماری آئی، پھر ایک چھٹی۔ اگست میں، وہ واپس آئی تھی، ہاتھ میں مارکر کے ساتھ اپنے وائٹ بورڈ پر آگے بڑھ رہی تھی، خیالات کی فہرست کا جائزہ لے رہی تھی جو مصنف کے کمرے میں جگہ سے باہر نظر نہیں آتی تھیں۔ سٹار ٹریک سیریز (Gaia اور SETI. گہرے سمندروں. اوزون. زمین. اتلی سمندروں. آئرن؟) "یہ مزے کا حصہ ہے،" اس نے پہلے ہی شائع کیے گئے کاغذات کے عنوانات پر روشنی ڈالتے ہوئے کہا۔

کالٹینیگر 2015 میں کارل ساگن انسٹی ٹیوٹ کی بانی ڈائریکٹر بنیں ہارورڈ، پھر ہائیڈلبرگ میں، جہاں اس نے اپنی پہلی لیب چلائی۔ ایک دن ہائیڈلبرگ میں اس کے وقت کے دوران، ایک ای میل آئی جوناتھن لونائنکارنیل میں فلکیات کے شعبے کی سربراہ سے پوچھا گیا کہ کیا وہ اہم مواقع کے بارے میں بات کرنا چاہتی ہیں۔ "میں جاتا ہوں، اوہ میرے خدا، یہ 'سائنس میں عورت' کا واقعہ ہے۔ ایک خاص موقع پر، آپ کو ان میں سے بہت زیادہ دعوتیں مل جاتی ہیں۔ لونین اس کے بجائے ایک نئے پروفیسر کی خدمات حاصل کرنا چاہتی تھی۔ کالٹینیگر نے جواب دیا کہ وہ اس کے بجائے ایک بین الضابطہ، فلکیات پر مرکوز انسٹی ٹیوٹ میں کام کرے گی۔ تو یہاں ایک کی رہنمائی کریں، اس نے مشورہ دیا۔

ایک حالیہ صبح ہم کیمپس کے ایک باغ میں بیٹھے تھے جو انسٹی ٹیوٹ سے زیادہ دور نہیں تھا، جس کے اطراف میں روڈوڈینڈرون تھے۔ جیسے ہی سورج کی چمکیلی روشنی نیچے آ گئی، ایک چھوٹا سا پرندہ درخت کے تنے پر چڑھ آیا، ایک سیکاڈا بجنے لگا، اور لان کاٹنے والی مشین کا ڈرون قریب اور پھر دور چلا گیا۔ ظاہر ہے یہ ایک آباد دنیا تھی۔

تجارت میں Kaltenegger کا ذخیرہ تخیل ہے: دونوں قسم جس پر ماہرین فلکیات JWST جیسی $10 بلین خلائی دوربین کی منصوبہ بندی کرتے وقت بھروسہ کرتے ہیں، اور زیادہ شاعرانہ قسم جو عوامی سامعین کو ہلا دیتی ہے۔ تو یہ منظر اسے کیسا لگا؟

اس نے نظر اٹھا کر دیکھا۔ درختوں میں سبز پتے تھے، جیسا کہ سب سے زیادہ معروف حیاتیات جو فوٹو سنتھیس انجام دیتے ہیں۔ وہ ہمارے پیلے سورج اور اس کی نمایاں نظر آنے والی روشنی کی تابکاری سے فائدہ اٹھانے کے لیے تیار ہوئے تھے، ایسے روغن کا استعمال کرتے ہوئے جو نیلے اور سرخ فوٹون کو چھین لیتے ہیں جبکہ سبز طول موج کو اچھالنے دیتے ہیں۔ لیکن ٹھنڈے ستاروں کے آس پاس کے پودے، جو روشنی کے لیے زیادہ لالچی ہوتے ہیں، گہرے رنگت اختیار کر سکتے ہیں۔ "میرے دماغ کی نظر میں، اگر میں چاہوں تو، یہ ہمارے ساتھ باغ میں سرخ سورج کے نیچے بیٹھ کر مکمل طور پر بدل جاتا ہے،" اس نے کہا۔ "ہر چیز آپ کے ارد گرد ارغوانی ہے، آپ کے پیچھے،" پتے سمیت۔

2000 کی دہائی کے اوائل میں ڈارون مشن پر اپنے کام کے دوران پیدا ہونے والے ایک پریشان کن شک کی وجہ سے، زمین کے غیر معمولی وادی کے ورژن کالٹینیگر کی سوچ میں دو دہائیوں سے بہت زیادہ نمایاں ہیں۔

اس وقت کا مقصد چٹانی، معتدل سیاروں کے سپیکٹرا کا موازنہ کرنا تھا کہ زمین کا سپیکٹرم دور سے کیسا نظر آئے گا، وسیع پیمانے پر فوٹو سنتھیسز کی وجہ سے آکسیجن کے اضافی جیسے نمایاں سگنل تلاش کرنا تھا۔ کالٹینیگر کا اعتراض یہ تھا کہ زمین کے وجود کے پہلے 2 بلین سالوں تک اس کے ماحول میں آکسیجن نہیں تھی۔ پھر آکسیجن کو بلندی تک پہنچنے میں مزید ارب سال لگے۔ اور اس بائیو سائنٹیچر نے اپنی سب سے زیادہ ارتکاز کو زمین کے موجودہ سپیکٹرم میں نہیں بلکہ کریٹاسیئس دور کے آخر میں ایک مختصر ونڈو کے دوران مارا جب پروٹو پرندوں نے آسمان کے ذریعے دیوہیکل کیڑوں کا پیچھا کیا۔

زمین کا اپنا سپیکٹرم کس طرح تبدیل ہوا ہے اس کے لیے ایک اچھے نظریاتی ماڈل کے بغیر، کالٹینیگر نے خدشہ ظاہر کیا، سیارے کی تلاش کے بڑے مشن آسانی سے ایک زندہ دنیا سے محروم ہو سکتے ہیں جو ایک تنگ وقتی سانچے سے میل نہیں کھاتی۔ اسے زمین کا تصور وقت کے ساتھ ساتھ ایک ایکسوپلینیٹ کے طور پر کرنے کی ضرورت تھی۔ ایسا کرنے کے لیے، اس نے جغرافیائی سائنسدان جیمز کاسٹنگ کے تیار کردہ پہلے عالمی موسمیاتی ماڈلز میں سے ایک کو اپنایا، جس میں اب بھی 1970 کے مقناطیسی ٹیپ دور کے حوالے شامل ہیں جس میں اس کی ابتدا ہوئی تھی۔ کالٹینیگر نے اس کوڈ کو ایک ایسے ٹول کے طور پر تیار کیا جو نہ صرف زمین کا تجزیہ کر سکتا ہے۔ وقت کے ساتھ بلکہ یکسر اجنبی منظرنامے بھی، اور یہ اس کی لیب کا ورک ہارس بنی ہوئی ہے۔

باغ میں ہماری بات چیت کے اگلے دن، میں کالٹینیگر کے ساتھ والے دفتر میں بیٹھا، پوسٹ ڈاک ریبیکا پینے کے کندھے کو دیکھ رہا تھا جب ہم دونوں ایک سیاہ پس منظر پر متن کی سخت لکیروں کو دیکھ رہے تھے۔ "اگر میں سیاہ رنگ کی اسکیم کے ساتھ نہیں جاتی ہوں، تو دن کے اختتام تک میری آنکھیں میرے سر سے گرنا چاہتی ہیں،" اس نے کہا۔

پینے اور اس کے ساتھی سیارے کے بارے میں اپنے سافٹ ویئر کے بنیادی حقائق، جیسے اس کا رداس اور مداری فاصلہ، اور اس کے ستارے کی قسم۔ اس کے بعد وہ اس کی ممکنہ ماحولیاتی ساخت کے بارے میں اندازہ لگاتے ہیں، اور یہ دیکھنے کے لیے اپنے ماڈل چلاتے ہیں کہ سیارے کا ماحول ایونز میں کیسے ظاہر ہوگا۔ جب انہوں نے یہ SPECULOOS-2c کے لیے کیا، تو انھوں نے مجازی کیمیکلز کو مجازی ستاروں کی روشنی میں نہائے ہوئے، مصنوعی کیمیائی رد عمل کے ذریعے ایک دوسرے کو گرتے اور فنا ہوتے دیکھا۔ خیالی ماحول بالآخر ایک توازن میں بدل گیا، اور سافٹ ویئر نے ایک میز کو باہر نکال دیا۔ پینے نے اسکرین پر ایک کو کھینچ لیا۔ اس نے اپنے ماؤس کو قطار کے بعد ایک قطار پر جھٹکا دیا، مختلف اونچائیوں پر نئے سیارے کے درجہ حرارت اور کیمسٹری کے اندازے دکھائے۔ اس معلومات کا استعمال کرتے ہوئے، وہ اور اس کے ساتھی خاص طور پر وافر مرکبات کی شناخت کر سکتے ہیں جنہیں JWST یا کوئی اور آلہ دیکھنے کے قابل ہو سکتا ہے۔

سے زمین کے ذریعے وقت کا مطالعہ پر، Kaltenegger کے بہت سے کاغذات اسی طرز پر چلتے ہیں۔ اس کی چال یہ ہے کہ ہم اس کی نظریاتی ہتھیلی میں زمین کی اپنی دولت کے بارے میں جو کچھ جانتے ہیں اسے اکٹھا کریں، پھر اسے مختلف محوروں کے ساتھ باسکٹ بال کی طرح گھمائیں۔ کیا ہوگا اگر ہم اسے وقت پر دوبارہ بند کردیں؟ کیا ہوگا اگر ایک اجنبی زمین کی ارضیات مختلف ہوتی؟ ایک مختلف ماحول؟ ایک تمام سمندری سطح؟ کیا ہوگا اگر یہ ایک سرخ سورج، یا سفید بونے کی بھڑکتی ہوئی تپتی ہوئی جھلک کا چکر لگائے؟

2010 میں ، مثال کے طور پر ، اس نے پایا کہ اس وقت کے آنے والے JWST کو آتش فشاں پھٹنے سے گیسوں کی موجودگی کا اندازہ لگانے کے قابل ہونا چاہئے جیسا کہ فلپائن میں 1991 کے ماؤنٹ پیناٹوبو کے پھٹنے سے، اگر اسی طرح کا واقعہ کسی ایکسپوپلینیٹ پر پیش آیا ہو۔ یا یہ ان جہانوں کی شناخت کر سکتا ہے جو سطح اور ماحول کے درمیان کاربن کی سائیکلنگ سے نہیں (جیسا کہ زمین پر ہے)، بلکہ اس کے بجائے سلفر کی طرف سے آتش فشاں کے ذریعہ جاری کیا جاتا ہے اور پھر ستارے کی روشنی سے ٹوٹ جاتا ہے۔ اس طرح کے آب و ہوا کے چکر اس وقت اہمیت رکھتے ہیں جب آپ بائیو سیگنیچر گیسوں کی شناخت کرنے کی کوشش کر رہے ہوں، اور اس لیے بھی کہ وہ سیاروں کی بڑی طبیعیات کا حصہ ہیں۔ "بائیو دستخط صرف کیک کے اوپر چیری کے طور پر بیٹھے ہیں، لیکن بنیادی طور پر، کھانے کے لیے بہت زیادہ کیک ہے،" ساسیلوف نے کہا، جنہوں نے ان منصوبوں پر کالٹینیگر کے ساتھ تعاون کیا۔

اپنی ماحولیاتی ماڈلنگ کے علاوہ، کالٹینیگر نے بھی پچھلی دہائی زمین کو گھیرنے میں گزاری ہے تاکہ ایک فلکیاتی ماہر کی تجسس کی کابینہ کو جمع کیا جا سکے: عجیب و غریب سپیکٹرا کا عوامی ڈیٹا بیس۔ اگر ماہرین فلکیات ایک exoplanet سپیکٹرم میں ایک غیر معمولی وِگل تلاش کرنے کا انتظام کرتے ہیں، تو اس کا ڈیٹا بیس اسے سمجھنے کی کلید فراہم کر سکتا ہے۔

یلو اسٹون نیشنل پارک کے سفر پر، مثال کے طور پر، کالٹینیگر نے گرم تالابوں کی سطحوں پر رنگین مائکروبیل سلکس دیکھ کر حیران رہ گئے۔ اس کی وجہ سے وہ اور ساتھیوں نے پیٹری ڈشز میں بیکٹیریا کی 137 اقسام کاشت کیں۔ ان کا سپیکٹرا شائع کریں۔. "شاید قوس قزح میں کوئی ایسا رنگ نہیں ہے جو آپ کو ابھی زمین پر نہ ملے،" کہا لن روتھ چائلڈNASA کے ایمز ریسرچ سینٹر میں مصنوعی حیاتیات کے ماہر اور اس منصوبے پر ایک معاون۔ آرکٹک میں آئس کور کی کھدائی کرنے والے ایک مختلف ساتھی کے کام سے متاثر ہو کر، کالٹینیگر کے گروپ نے 80 سرد سے محبت کرنے والے جرثوموں کو الگ تھلگ کیا جیسے کسی برف کے سیارے پر تیار ہو سکتا ہے، ایک حوالہ ڈیٹا بیس شائع کرنا ان سپیکٹرا کی اس مارچ میں۔

دوسری دنیایں۔ بائیو فلوروسینٹ ہو سکتا ہے۔. زمین پر، بایو فلوروسینٹ جاندار جیسے مرجان الٹرا وائلٹ روشنی کو جذب کرکے اور اسے نظر آنے والی روشنی کے طور پر دوبارہ خارج کرکے خود کو بچاتے ہیں۔ یہ دیکھتے ہوئے کہ TRAPPIST-1 جیسے سرخ بونے ستارے کے نظام میں سیارے بالائے بنفشی تابکاری میں نہائے ہوئے ہیں، Kaltenegger کا استدلال ہے کہ وہاں اجنبی زندگی بھی اسی طرح کے عمل کو تیار کر سکتی ہے۔ (اس کے بعد سے اسے "وہ چمکتی ہوئی اجنبی خاتون" کہا جاتا ہے۔) وہ ممکنہ لاوا دنیا کی نمائندگی کرنے والے سپیکٹرا کی ایک سیریز حاصل کرنے کا بھی ارادہ رکھتی ہے۔ ماہر ارضیات کے ساتھی اور ایک نئے آنے والے پوسٹ ڈاک جلد ہی چٹانوں کو پگھلنا شروع کر دیں گے۔

جیسے جیسے اس کی اشاعت کی فہرست میں اضافہ ہوا ہے، کالٹینیگر نے ایک ابھرتی ہوئی ستارہ خاتون سائنسدان کے مواقع اور بے عزتی دونوں کا تجربہ کیا ہے۔ ایک بار، جب وہ زندگی کی تلاش کے سلسلے میں ہوائی میں ایک IMAX شارٹ فلم کر رہی تھی، تو پروڈیوسرز نے اسے شارٹس پہنایا تاکہ ان کے ایک سائنسدان، لورا ڈرن کے تصور کے مطابق ہو۔ جراسک پارک کردار اس فیصلے کے بعد تمام مچھروں کے کاٹنے کو ڈھانپنے کے لیے مزید میک اپ کی ضرورت تھی۔

ساتھیوں نے کہا کہ ایک تنگ بنے ہوئے فیلڈ کے اندر جسے دوربین کا محدود وقت بانٹنے پر مجبور کیا گیا ہے، وہ ایک پرجوش، گرم ہونے والی موجودگی ہے۔ بات کرتے وقت اس کی انگلیاں ہوا میں بُنتی ہیں۔ جملے اور کہانیاں ہنسی کے بڑے پھٹوں تک پہنچ جاتی ہیں۔ روتھسچلڈ نے کہا، "وہ میرے ہر متن پر دستخط کرتی ہے 'گلے لگتی ہے'۔ "میرا کوئی دوسرا ساتھی نہیں ہے جو ایسا کرے۔"

نقشے پر پہلے نقطے۔

پہلی بایو دستخط چھوٹے، مبہم سگنلز ہوں گے جو متحارب تشریحات کے تابع ہوں گے۔ درحقیقت، کچھ دعوے پہلے ہی سامنے آ چکے ہیں۔

سب سے زیادہ مناسب کیس اسٹڈی نے 2020 کے موسم خزاں میں فلکیات کی دنیا کو ہلا کر رکھ دیا۔ سیجر سمیت ایک ٹیم کا اعلان کیا ہے کہ انہوں نے زہرہ کے اوپری ماحول میں فاسفائن نامی ایک غیر معمولی مرکب دیکھا تھا، ایک تیزاب سے دھویا ہوا سیارہ جسے عام طور پر جراثیم سے پاک قرار دیا جاتا ہے۔ زمین پر، فاسفین عام طور پر جرثوموں کے ذریعہ تیار کی جاتی ہے۔ جب کہ کچھ ابیوٹک عمل بھی کچھ شرائط کے تحت کمپاؤنڈ بنا سکتے ہیں، ٹیم کے تجزیے نے تجویز کیا کہ زہرہ پر ان عملوں کے ہونے کا امکان نہیں تھا۔ ان کے خیال میں، اس نے چھوٹے تیرتے وینس کے جانداروں کو ایک قابل فہم وضاحت کے طور پر چھوڑ دیا۔ "وینس پر زندگی؟" دی نیو یارک ٹائمز شہ سرخی تعجب.

بیرونی گروہوں نے مخالف کیمپ بنائے۔ کچھ ماہرین بشمول وکٹوریہ میڈوز۔, واشنگٹن یونیورسٹی میں ایک exoplanet ماحول کے ماڈلر جو Kaltenegger's سے ملتا جلتا نقطہ نظر استعمال کرتا ہے، نے زہرہ کے ڈیٹا کا دوبارہ تجزیہ کیا اور یہ نتیجہ اخذ کیا کہ فاسفین سگنل محض ایک سراب تھا: کیمیکل بھی وہاں نہیں ہے۔ کارنیل میں لونائن سمیت دوسروں نے استدلال کیا کہ اگر فاسفائن موجود ہے تو بھی یہ حقیقت میں ارضیاتی ذرائع سے آ سکتا ہے۔

Kaltenegger ان تنقیدوں کو درست سمجھتا ہے۔ اس کے خیال میں، فاسفائن ساگا سائنس اور سائنس فنڈنگ ​​کے درمیان ایک فیڈ بیک لوپ کو نمایاں کرتی ہے جو مستقبل کے امیدواروں کے بائیو دستخطوں کو بھی الجھا سکتی ہے۔ فاسفائن کے اعلان کے وقت، ناسا نظام شمسی کے چار چھوٹے مشنوں کے درمیان انتخاب کرنے کے آخری مراحل میں تھا، جن میں سے دو زہرہ سے منسلک تھے۔ اگلے موسم گرما تک ناسا نے اعلان کیا کہ ان دونوں کو اڑنے کے لیے چنا گیا ہے۔ کالٹینیگر نے ہنستے ہوئے کہا کہ فاسفائن کا مطالعہ "وینس کے مشن کی منظوری حاصل کرنے کا ایک بہترین طریقہ تھا۔" "یہ طنزیہ انداز ہے۔" (جین گریوز، فاسفائن اسٹڈی کی سرکردہ مصنفہ نے کہا کہ ان کی ٹیم نے مشن کے انتخاب کے عمل پر غور نہیں کیا اور پیپر کا وقت ایک اتفاق تھا۔)

exoplanet biosignatures کی تلاش کا اگلا مرحلہ اس بات پر منحصر ہے کہ JWST TRAPPIST-1 سیاروں کے بارے میں کیا انکشاف کرتا ہے۔ ان کے آسمانوں میں حقیقی بائیو دستخط دیکھنا ممکن نہیں ہے۔ لیکن دوربین کاربن ڈائی آکسائیڈ اور پانی کے بخارات کا اس طرح کے تناسب میں پتہ لگا سکتی ہے جس کی زمین اور وینس پر مبنی ماڈل پیش گوئی کرتے ہیں۔ یہ اس بات کی تصدیق کرے گا کہ ماڈلرز کے پاس ایک مہذب ہینڈل ہے جس پر کہکشاں میں جیو کیمیکل سائیکل اہمیت رکھتے ہیں، اور کون سی دنیا واقعی قابل رہائش ہوسکتی ہے۔ کچھ زیادہ غیر متوقع دیکھنے سے محققین کو اپنے ماڈلز کو درست کرنے میں مدد ملے گی۔

ایک سنگین امکان یہ ہے کہ ان سیاروں میں بالکل بھی ماحول نہیں ہے۔ TRAPPIST-1 جیسے سرخ بونے ستارے شمسی شعلوں کو خارج کرنے کے لیے جانے جاتے ہیں جو ننگی چٹان کے علاوہ ہر چیز کو چھین سکتے ہیں۔ (کالٹینگر اس پر شک کرتے ہیں، یہ دلیل دیتے ہوئے کہ سیاروں کے گیسوں کے اخراج کو ان کے آسمانوں کو بھرتے رہنا چاہیے۔)

اس دہائی کے دوسرے نصف تک، متعدد سیاروں کی آمدورفت کے اعداد و شمار کا ڈھیر ہو جائے گا، جو ماہرین فلکیات کے لیے نہ صرف ان جہانوں پر کیمسٹری تلاش کرنے کے لیے کافی ہے، بلکہ اس بات کا بھی جائزہ لینے کے لیے کہ کس طرح مالیکیولز موم اور موسم سے دوسرے موسم میں ختم ہوتے ہیں۔ تب تک تکمیلی مشاہدات ڈیٹا میں اضافہ کر سکتے ہیں۔ کئی نئی، حیران کن حد تک بڑی رصد گاہیں 2027 میں شروع ہونے والے کائنات میں بیسن سائز کے آئینے کھولنے والی ہیں - بشمول سب سے بڑی، چلی میں انتہائی بڑی دوربین۔ یہ دوربینیں JWST کے مقابلے روشنی کی مختلف طول موجوں کے لیے حساس ہوں گی، اسپیکٹرل خصوصیات کے متبادل سیٹ کی تحقیقات کریں گی، اور انہیں ٹرانزٹ سے باہر کے سیاروں کا مطالعہ کرنے کے قابل بھی ہونا چاہیے۔

یہ تمام آلات اب بھی اس سے کم ہیں جو بایو سائنٹیچر شکاری واقعی چاہتے ہیں، جو وہ ہمیشہ چاہتے ہیں: ان دیو ہیکل خلائی سیارہ تلاش کرنے والوں میں سے ایک۔ اس سال کے شروع میں، جب نیشنل اکیڈمی آف سائنسز نے ایک بااثر، ایجنڈا ترتیب دینے والی رپورٹ جاری کی جسے ڈیکڈل سروے کہا جاتا ہے، جس میں فلکیات کی کمیونٹی کے خیالات کا خلاصہ پیش کیا گیا ہے کہ NASA کو کیا ترجیح دینی چاہیے، انہوں نے مؤثر طریقے سے اس مسئلے کو 2030 کی دہائی تک موخر کر دیا۔

"میں اس کے بارے میں سوچ رہا ہوں: اگر یہ ہم نہیں ہیں تو کیا ہوگا؟" Kaltenegger نے کہا. "اگر یہ ہماری نسل نہیں ہے تو کیا ہوگا؟" اگلی نسل کے سیارے کا شکار کرنے والی سچی دوربین کی جلد از جلد اڑان کی بنیاد پر، وہ بتاتی ہیں کہ اس طرح کے مشن کی قیادت کرنے کا سب سے زیادہ امکان امیدوار شاید اب گریڈ اسکول میں ہے۔

اس کے بعد ایک بار پھر، اس کے ابتدائی exoplanet سائنسدانوں کا گروہ ہمیشہ خواب دیکھنے والا رہا ہے۔ اور سائنس ہمیشہ سے ایک بین نسلی سرگرمی رہی ہے۔

اپنے دفتر میں بیٹھ کر جو ساگن کا تھا، اس نے ایک مخصوص منظر کا خاکہ بنایا۔ ایک دور مستقبل کا سیاح ایک روانہ ہونے والے خلائی جہاز کے پل پر چلتا ہے جیسے کہ انٹرپرائزایک نئی دنیا کا سفر کرنے کے لیے تیار ہیں۔ کالٹینیگر کو یقین ہے کہ وہ خود جہاز پر نہیں ہوں گی، لیکن، اس نے کہا، "میرے ذہن میں، میں انہیں اس پرانے ستارے کے چارٹ کے ساتھ دیکھ رہا ہوں۔" قدیم نقشہ امیدواروں کے رہنے والے سیاروں کے مقامات کو نشان زد کرے گا۔ یہ شاید پرانا ہوگا، صرف جذباتی وجوہات کی بنا پر لایا گیا ہے۔ "لیکن میں وہ شخص بننا چاہتا ہوں جس نے اس نقشے پر پہلے نقطے لگائے۔"