शुक्राचा गायब झालेला उपग्रह?

 

 

 

 

पृथ्वी आणि तिचा चंद्र यांच्यातील गुरुत्वीय परस्परसंवादामुळे पृथ्वीवरील महासागरांत भरती-ओहोटी होते. मात्र, या परस्परसंवादाचा परिणाम ग्रहाच्या फिरण्याच्या गतीवर आणि उपग्रहाच्या कक्षेवरही होतो. पृथ्वी सुमारे २४ तासांत स्वतःभोवती एक फेरी पूर्ण करते. पृथ्वीच्या फिरण्यातील कोनीय संवेगाचा (angular momentum) काही भाग, चंद्राच्या कक्षीय गतीकडे हस्तांतरित होत असल्याने चंद्र हळूहळू पृथ्वीपासून दूर जात आहे. सध्या हे अंतर दरवर्षी सुमारे ३.८ सेंटीमीटरने वाढते आहे. म्हणजेच, चंद्र आपल्यापासून दूर पळत आहे; मात्र हा बदल अत्यंत संथ आहे.

 

शुक्राची परिस्थिती मात्र अगदी उलटी. शुक्र स्वत:भोवती एक प्रदक्षिणा पूर्ण करण्यासाठी सुमारे २४३ पृथ्वी-दिवस घेतो. त्याचे फिरणे अतिशय संथ असून, ते बहुतेक ग्रहांच्या तुलनेत उलट दिशेचे म्हणजे, प्रतिगामी आहे. त्यामुळे शुक्राभोवती असलेल्या काल्पनिक उपग्रहाच्या कक्षीय उत्क्रांतीवर, भरती-ओहोटीच्या परिणामाचे स्वरूप पृथ्वीपेक्षा वेगळे ठरते. नव्या अभ्यासानुसार, शुक्राचा संथ फिरता वेग आणि गुरुत्वीय परस्परसंवादामुळे त्याचा एखादा उपग्रह कायमचा बाहेर ढकलला जाण्याऐवजी हळूहळू आतल्या दिशेने सरकू शकतो. अखेरीस त्याची कक्षा शुक्राच्या जवळ येऊन, तो ग्रहाशी धडकला असता.

 

ही कल्पना तपासण्यासाठी कॅलिफोर्निया विद्यापीठ, रिव्हरसाईड येथील खगोल भौतिकशास्त्रज्ञ स्टीफन केन आणि सहकार्‍यांनी, संगणकीय प्रतिकृती तयार केल्या. प्रथम त्यांनी पृथ्वी-चंद्र व्यवस्थेची उत्क्रांती यातून तपासली, जेणेकरून वापरलेली भौतिक पद्धत प्रत्यक्ष ज्ञात प्रणालीशी सुसंगत आहे का, हे समजेल. त्यानंतर शुक्राचा प्रारंभिक फिरण्याचा वेग, काल्पनिक उपग्रहाचे वस्तुमान, त्याची प्रारंभिक कक्षा आणि इतर घटक बदलून अनेक शक्यताही तपासल्या. अभ्यासात उपग्रहाच्या वस्तुमानासाठी पृथ्वीच्या चंद्राच्या सुमारे १००व्या भागापासून, दहापट वस्तुमानापर्यंतची विस्तृत श्रेणी तपासण्यात आली. अनेक परिस्थितींमध्ये परिणाम एकाच दिशेने गेला. उपग्रहाची कक्षा अखेरीस क्षीण होत शुक्राच्या दिशेने गेली.

 

येथे ‘शुक्राने उपग्रह गिळला’ हा शब्दप्रयोग अर्थातच रूपकात्मक. एखादा उपग्रह संपूर्ण अवस्थेत शुक्राच्या पृष्ठभागावर आदळून अदृश्य झाला, असे समजणे अचूक नाही. ग्रहाच्या जवळ जाताना ‘भरतीजन्य बल’ (tidal forces) उपग्रहाला ताणू शकतात. तो एका विशिष्ट मर्यादेच्या आत गेला, तरच ‘भरतीजन्य विघटन’ (tidal disruption) होऊन त्याचे तुकडे होण्याची शक्यता असते. त्यानंतर हे अवशेष शुक्राच्या वातावरणात प्रवेश करून, ग्रहाच्या पृष्ठभागावर पडले असते. अभ्यासाचा मुख्य निष्कर्ष म्हणजे, अशा उपग्रहाची कक्षीय उत्क्रांती शेवटी ग्रहाशी धडक किंवा विघटनाकडेच जाऊ शकते; प्रत्यक्षात अशी घटना घडली होती याचा थेट पुरावा या संशोधनाने मात्र दिलेला नाही.

 

यातून पृथ्वी आणि शुक्रातील एक विलक्षण फरक स्पष्ट होतो. दोन्ही ग्रह आकारमान आणि वस्तुमानाच्या दृष्टीने तुलनेने जवळचे असूनही त्यांच्या फिरण्याच्या गती आणि दिशेत मोठा फरक आहे. पृथ्वीचा जलद फिरता वेग आणि चंद्राच्या कक्षेतील भरतीजन्य परस्परसंवाद चंद्राला बाहेर ढकलण्यास कारणीभूत ठरतो. शुक्राचे अत्यंत संथ फिरणे मात्र कक्षीय उत्क्रांतीला उलट दिशेने नेऊ शकते. त्यामुळे नैसर्गिक उपग्रहाचे भवितव्य ठरवताना केवळ ग्रहाचे वस्तुमान किंवा आकारच महत्त्वाचा नसून; ग्रह किती वेगाने फिरतो, कोणत्या दिशेने फिरतो आणि उपग्रहाची कक्षा कशी आहे, हेही निर्णायक ठरते.

 

मात्र, या सिद्धान्तासमोर एक मूलभूत प्रश्न कायम आहे. शुक्राला सुरुवातीस उपग्रह मिळाला तरी कसा? पृथ्वीचा चंद्र एका महाकाय धडकेनंतर तयार झाल्याची आजची प्रमुख संकल्पना आहे. शुक्रावरही अशीच मोठी धडक झाली असण्याची शक्यता आहे. अशा धडकेतून पदार्थ अवकाशात फेकला जाऊन त्यापासून तात्पुरता किंवा दीर्घकाळ टिकणारा उपग्रह निर्माण होऊ शकतो. परंतु, शुक्राला प्रत्यक्षात असा उपग्रह निर्माण झाला होता का, हे नव्या अभ्यासाने सिद्ध केलेले नाही. संशोधनाने मुख्यतः एवढेच दाखवले आहे की, असा उपग्रह निर्माण झाला असता, तर शुक्राची सध्याची संथ फिरण्याची अवस्था लक्षात घेता, त्याचे दीर्घकालीन अस्तित्व कठीण ठरले असते.

 

शुक्राच्या पृष्ठभागाच्या इतिहासामुळे या प्रश्नाचे उत्तर विशेष कठीण होते. या ग्रहाचा सुमारे ८० टक्के पृष्ठभाग तुलनेने एकाच काळातील असल्याचे दिसते; यावरूनच सुमारे एक अब्ज वर्षांपूर्वी पृष्ठभागाचे मोठ्या प्रमाणावर पुनरुज्जीवन करणारी एखादी प्रचंड भूगर्भीय घटना घडली असावी, असा अंदाज लावता येतो. ज्वालामुखीची क्रिया आणि पृष्ठभागाच्या नूतनीकरणामुळे जुन्या काळातील बहुतांश पुरावे नष्ट झाले, गाडले गेले असण्याची शक्यता आहे. परिणामी, पृष्ठभागावर प्राचीन काळी झालेल्या एखाद्या आघाताचे थेट पुरावे शोधणे अत्यंत आव्हानात्मकच.

 

मग पुरावा कुठे सापडू शकतो? कदाचित, शुक्राच्या आत. एखाद्या मोठ्या धडकेने ग्रहावर प्रचंड ऊर्जा आणि कोनीय संवेग (angular momentum) हस्तांतरित केला असेल, तर त्याचा परिणाम शुक्राच्या अंतर्गत रचनेवर, फिरण्याच्या गतीवर आणि भूवैज्ञानिक उत्क्रांतीवर झालेला असू शकतो. पृथ्वीच्या बाबतीतही चंद्रनिर्मितीशी संबंधित प्राचीन धडकेचे संभाव्य अवशेष, ग्रहाच्या खोल अंतर्भागातील काही असामान्य रचनांशी जोडले गेले आहेत. त्यामुळे भविष्यात शुक्राच्या अंतर्गत रचनेचे अधिक अचूक मापन झाल्यास, या प्राचीन घटनेचे अप्रत्यक्ष संकेत मिळू शकतील. मात्र, सध्या निश्चित पुरावा नाही.

 

शुक्राचा अभ्यास पुन्हा वेगाने पुढे जाण्याची शक्यता यामुळेच महत्त्वाची आहे. ‘नासा’च्या ‘डेव्हिन्सी’ आणि ‘व्हेरिटास’ मोहिमा शुक्राच्या वातावरण, पृष्ठभाग आणि भूवैज्ञानिक इतिहासाचा अधिक सखोल अभ्यास करण्यासाठी नियोजित आहेत. नव्या निरीक्षणांमधून शुक्राच्या वातावरणाची रचना, पृष्ठभागावरील खनिजे, भूआकृती आणि अंतर्गत प्रक्रियांबद्दल माहिती मिळू शकते. यामुळे प्राचीन उपग्रहाच्या अस्तित्वाचा थेट पुरावा मिळेलच असे नाही; परंतु शुक्राच्या उत्क्रांतीचा मात्र अधिक अचूक इतिहास तयार करता येईल.

या शोधाचा आणखी एक व्यापक अर्थही आहे. सौरमालेतील ग्रहांच्या भोवतालचे उपग्रह हे केवळ आकाशातील सोबती नाहीत; ते ग्रहाच्या उत्क्रांतीवरही प्रभाव टाकू शकतात. उपग्रह ग्रहाच्या फिरण्यावर, अक्षीय स्थैर्यावर, भरती-ओहोटीवर आणि दीर्घकालीन हवामान प्रक्रियांवर परिणाम करू शकतो. त्यामुळे शुक्राचा काल्पनिक उपग्रह नष्ट झाला असेल, तर त्याचा ग्रहाच्या पुढील उत्क्रांतीवर काही परिणाम झाला असण्याची शक्यताही तपासता येईल. शुक्राचा अत्यंत उष्ण आणि दाट वातावरणाचा ग्रह होण्यामागे अनेक प्रक्रिया कार्यरत होत्या; त्यापैकी एखाद्या प्राचीन धडकेचा किती वाटा होता, हा भविष्यातील संशोधनाचा विषय.

 

शेवटी, सर्वांत महत्त्वाची वैज्ञानिक सावधगिरी लक्षात ठेवावीच लागेल. शुक्राला उपग्रह होता आणि त्याने तो गिळला, हा सिद्ध झालेला तथ्यात्मक निष्कर्ष नाही. नव्या संशोधनाने एक भौतिकदृष्ट्या शय मार्ग दाखवला आहे. जर शुक्राला कधीकाळी उपग्रह मिळाला असेल, तर ग्रहाची संथ फिरकी आणि भरतीजन्य परस्परसंवादाने त्याला हळूहळू ग्रहाकडे खेचले असावे. त्यामुळे शुक्राचे उपग्रहविहीन अस्तित्व आता एका नव्या प्रश्नाच्या रूपात समोर आले आहे. आकाशात उपग्रह नसलेला हा तेजस्वी ग्रह, कदाचित आपल्या भूतकाळातील एका हरवलेल्या साथीदाराची कहाणी स्वतःच्या अंतर्भागात लपवून बसला असेल. त्या कथेला पुराव्यांची जोड मिळेल की नाही, हे पुढील शुक्रमोहिमाच कदाचित ठरवतील.