ग्रहांचे स्थलांतर

 

 

या कल्पनेची सुरुवात आपल्या सौरमालेतून झाली नाही, तर सौरमालेबाहेरील ग्रहांच्या शोधातून झाली. १९९५ मध्ये सूर्यसदृश तार्‍याभोवती फिरणारा पहिला बाह्यग्रह सापडला. या ग्रहाने वैज्ञानिकांना अक्षरशः चकितच केले. तो गुरूसारखा प्रचंड वायुराक्षस होता; पण आपल्या तार्‍याभोवतीही इतका जवळ फिरत होता की, त्याला एक प्रदक्षिणा पूर्ण करायला अवघे काहीच दिवस लागत होते. अशा ग्रहाला ‘उष्ण गुरू’ म्हटले गेले. त्याकाळातील ग्रहनिर्मितीच्या सिद्धान्तानुसार, इतका मोठा वायुराक्षस तार्‍याच्या इतया जवळ तयार होणे, जवळजवळ अशयच होते. कारण, तार्‍याजवळील प्रदेश अत्यंत उष्ण असल्याने तेथे बर्फ, धूळ आणि वायूंचे मोठे संचय तयार होऊ शकत नाहीत. मग हा ग्रह तिथे आलाच कसा?

 

याच प्रश्नातून ग्रहांच्या स्थलांतराची संकल्पना जन्माला आली. असे ग्रह तार्‍यापासून दूर, थंड प्रदेशात तयार झाले असावेत. त्यानंतर ते हळूहळू आतल्या दिशेने सरकत गेले. आज ते ज्या कक्षेत दिसतात, तेथे ते पुढे स्थिरावले. पुढील काही वर्षांत असे शेकडो ‘उष्ण गुरू’ शोधले गेले. त्यामुळे ही कल्पना अपवाद नसून, ग्रहनिर्मितीचा महत्त्वाचा भाग असल्याचेच स्पष्ट झाले. नवीन तारा तयार झाल्यानंतर, त्याच्या सभोवती वायू आणि धुळीची विशाल तबकडी निर्माण होते. यामध्ये धुळीचे सूक्ष्म कण एकमेकांना चिकटतात. काही मिलिमीटर आकाराचे कण पुढे दगड होतात, दगडांपासून लघुग्रहासारखे पिंड तयार होतात आणि लाखो वर्षांत त्यांच्यापासून ग्रह निर्माण होतात. म्हणजे ग्रह हा एका क्षणात तयार होत नाही; तो कोट्यवधी वर्षे चालणार्‍या संथ प्रक्रियेचाच परिणाम असतो.

 

ग्रह तयार झाल्यानंतरही त्याचा प्रवास संपत नाही. कारण, तो ज्या वायूच्या तबकडीत तयार झाला असून, ती तबकडी अजूनही अस्तित्वात असते. ग्रह आणि त्या वायूमधील गुरुत्वीय परस्परसंवादामुळे ग्रहावर सूक्ष्म; पण सतत बल कार्य करू लागते. सुरुवातीला हा परिणाम नगण्य वाटतो; पण लाखो वर्षांच्या कालावधीत तो ग्रहाची संपूर्ण कक्षाच बदलू शकतो. अगदी शांत नदीत तरंगणारी होडी प्रवाहामुळे हळूहळू पुढे सरकते, त्याचप्रमाणे ग्रहही वायूच्या या अदृश्य प्रवाहात सरकत राहतो. ग्रहांचे स्थलांतर मुख्यतः दोन प्रकारे घडते. लहान किंवा मध्यम आकाराचे ग्रह वायूच्या तबकडीशी सतत संवाद साधत असल्यामुळे, हळूहळू तार्‍याकडे किंवा तार्‍यापासून दूर जाऊ शकतात. याला ‘प्रकार-१ स्थलांतर’ असे म्हणतात. मोठे वायुराक्षस ग्रह मात्र गुरुत्वाकर्षणामुळे तबकडीत मोठीच पोकळी निर्माण करतात. त्यानंतर ते त्या पोकळीसह संपूर्ण वायुचक्राच्या गतीनुसारच स्थलांतर करतात. ही प्रक्रिया ‘प्रकार-२ स्थलांतर’ म्हणून ओळखली जाते. दोन्ही प्रक्रियांमध्ये अंतिम परिणाम एकच असतो, तो म्हणजे ग्रह आपल्या मूळ जन्मस्थानी राहत नाही. या सिद्धान्ताला सर्वांत मोठा आधार मिळाला, तो ‘अटाकामा लार्ज मिलिमीटर/सबमिलिमीटर रे’ या वेधशाळेच्या निरीक्षणांमुळे.

 

२०१४ मध्ये ‘एचएल तौरी’ या नवजात तार्‍याभोवतीच्या वायू-धूळ तबकडीचे अत्यंत स्पष्ट छायाचित्र प्रसिद्ध झाले. या चकतीमध्ये अनेक वर्तुळाकार कडी आणि रिकाम्या जागा दिसल्या. या रिकाम्या जागा म्हणजे, कदाचित तयार होत असलेल्या ग्रहांनी वायूंमध्ये निर्माण केलेले मार्ग असावेत. या नंतर ‘जेम्स वेब’ अंतराळ दुर्बिणीने या संशोधनात नवे दालन उघडले. ‘जेम्स वेब’ने अवरक्त तरंगलांबीमध्ये अनेक नवजात तारकासमूहांचे निरीक्षण करून, धुळीच्या तबकड्यांतील रासायनिक बदल, बर्फाचे वितरण आणि ग्रह तयार होणार्‍या प्रदेशांची माहिती दिली. आता वैज्ञानिक केवळ ग्रह पाहत नाहीत, तर ग्रह ज्या परिसरात तयार होतात त्याचाही अभ्यास करू लागले आहेत. त्यामुळे ग्रहांच्या स्थलांतरामागील भौतिक प्रक्रिया अधिक स्पष्ट होत आहे.

 

स्थलांतराचा परिणाम केवळ एका ग्रहापुरता मर्यादित नाही. एखादा मोठा ग्रह आतल्या दिशेने सरकू लागला, तर त्याच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे इतर लहान ग्रहांच्या कक्षा बदलू शकतात. काही ग्रह एकमेकांवर आदळू शकतात, काही पूर्णपणे सौरमालेबाहेर फेकले जाऊ शकतात, तर काहींची निर्मितीच थांबू शकते. म्हणजेच, एका महाकाय ग्रहाचे स्थलांतर, संपूर्ण ग्रहपरिवाराचे भविष्यच बदलू शकते. यामुळेच संशोधकांनी आपल्या स्वतःच्या सौरमालेकडे नव्या दृष्टीने पाहण्यास सुरुवात केली. गुरू आणि शनी हे ग्रह आज जिथे दिसतात, ते नेहमीच तिथे होते का? त्यांच्या स्थलांतरामुळे पृथ्वीसारख्या ग्रहाच्या निर्मितीवर काही परिणाम झाला का? आणि जर हे स्थलांतर घडले नसते, तर आज पृथ्वीवर जीवन निर्माण झाले असते का?

 

या प्रश्नांची उत्तरे शोधताना, खगोलशास्त्रज्ञांनी एक महत्त्वाचा सिद्धान्त मांडला. या सिद्धान्तानुसार, गुरूचा जन्म आजच्या त्याच्या कक्षेच्या खूप बाहेर झाला. त्यानंतर तो हळूहळू सूर्याच्या दिशेने सरकू लागला. काही काळानंतर शनीचीही निर्मिती झाली आणि तोही आतल्या दिशेने स्थलांतर करू लागला. मात्र, शनी गुरूच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या प्रभावात आल्यावर दोन्ही ग्रहांमधील परस्परसंवाद बदलला. परिणामी, गुरूचे सूर्याकडे सरकणे थांबले आणि तो पुन्हा बाहेरच्या दिशेने सरकू लागला. या पुढे-मागे झालेल्या प्रवासाला संशोधकांनी ‘गुरूच्या उलटफेरीचा सिद्धान्त’ म्हटले. गुरूच्या या स्थलांतराचा पृथ्वीच्या जन्मावरही मोठाच परिणाम झाला असावा. जर गुरू अधिक आतपर्यंत आला असता; तर मंगळ, पृथ्वी आणि शुक्राच्या निर्मितीसाठीचे आवश्यक खडकाळ पदार्थ विखुरले गेले असते.

 

दुसरीकडे जर गुरू अजिबात स्थलांतरित झाला नसता, तर आतील ग्रहांचे वस्तुमान आजच्या तुलनेत पूर्णपणे वेगळे असते. मंगळ ग्रह आकाराने लहान राहण्यामागेही गुरूच्या स्थलांतराचाच महत्त्वाचा वाटा असू शकतो. म्हणजेच, पृथ्वीचा आकार, तिची कक्षा आणि पुढे जीवनासाठी निर्माण झालेली अनुकूल परिस्थिती या सर्वांवर, एका महाकाय ग्रहाच्या प्रवासाचा अप्रत्यक्ष परिणाम झाला असावा.

 

स्थलांतराचा परिणाम केवळ ग्रहांच्या स्थानापुरता मर्यादित राहत नाही. ग्रह पुढे-मागे सरकताना त्यांच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे असंख्य लघुग्रह, धूमकेतू आणि लहान ग्रहिकांचे मार्ग बदलतात. काही वस्तू बाह्य सौरमालेकडे फेकल्या जातात, काही सूर्याच्या दिशेने ढकलल्या जातात, तर काही ग्रहांवर आदळतात. पृथ्वीच्या सुरुवातीच्या इतिहासात मोठ्या प्रमाणावर झालेले उल्कापात याच प्रक्रियेशी संबंधित असल्याचे, अनेक संशोधक मानतात. काही अभ्यासांनुसार, पृथ्वीवरील पाण्याचा काही भाग धूमकेतू आणि जलसमृद्ध लघुग्रहांद्वारे पृथ्वीवर पोहोचला. जर ग्रहांचे स्थलांतर झाले नसते, तर या वस्तूंचे मार्ग वेगळेच राहिले असते आणि पृथ्वीवर पाण्याचे प्रमाणही वेगळे असण्याची शक्यता होती.

 

काहीवेळा स्थलांतर इतके तीव्र असते की, ग्रह आपल्या मूळ ग्रहपरिवारातूनच बाहेर फेकला जातो. अशा ग्रहांना ‘भटके ग्रह’ म्हणतात. हे ग्रह कोणत्याही तार्‍याभोवती फिरत नाहीत, तर स्वतंत्रपणे आकाशगंगेत भ्रमण करतात. अशा भटया ग्रहांच्या अस्तित्वामुळे ग्रहांच्या जन्मानंतर घडणार्‍या गुरुत्वीय संघर्षांची तीव्रता लक्षात येते. ग्रहांच्या स्थलांतराचा आणखी एक महत्त्वाचा परिणाम म्हणजे जीवनयोग्य प्रदेश. एखादा ग्रह सुरुवातीला तार्‍यापासून खूप दूर तयार झाला असेल; पण स्थलांतरामुळे तो जीवनासाठी अनुकूल अंतरावर येऊ शकतो. याउलट, सुरुवातीला योग्य अंतरावर असलेला ग्रह, नंतर तार्‍याजवळ जाऊन अतिउष्ण बनू शकतो. त्यामुळे आज एखादा ग्रह ज्या कक्षेत दिसतो, तीच त्याची जन्मकक्षा होती, असे गृहीत धरणे चुकीचे ठरते. ग्रहाचा संपूर्ण इतिहास समजून घेतल्याशिवाय, त्यावर जीवनाची शक्यता ठरवता येत नाही.

 

आज पृथ्वी जीवनासाठी आदर्श वाटते; परंतु ती ज्या सौरमालेत निर्माण झाली, त्या सौरमालेत अब्जावधी वर्षांपूर्वी ग्रहांचे सतत स्थलांतर, गुरुत्वीय संघर्ष आणि असंख्य टकरी घडत होत्या. या गुंतागुंतीच्या प्रक्रियांमधूनच आजची स्थिर रचना निर्माण झाली आहे. म्हणजेच, पृथ्वीवरील जीवनामागे केवळ योग्य अंतरावर असलेला सूर्यच नाही, तर संपूर्ण सौरमालेच्या गतिशील इतिहासाचाही मोठा वाटा आहे.

 

- सुजाता बाबर