Category Archives: ग्रहांविषयी लेख

ग्रहमंडल दिव्यसभा

ग्रहमंडल दिव्यसभा

विश्वाच्या अफाट पसा-यात मानवाला पृथ्वी वगळता इतरत्र जीवसृष्टी आजवर तरी सापडलेली नाही. केवळ पृथ्वीवरच जीवसृष्टी का? पृथ्वीवासीय हे ह्या विश्वामध्ये एकटेच आहेत का? हे मानवाला पडलेले चिरंतन प्रश्न आहेत. ह्याचे कोणतेही ठोस उत्तर देणे सध्या तरी शक्य नाही. ह्या प्रश्नाचे उत्तर मिळवण्याचे प्रयत्न मात्र फार पूर्वीपासून होत आहेत. ह्या विश्वाबद्दल, त्याच्या उगमाबद्दल, त्याच्या नियमांबद्दल वाटणाऱ्या कुतूहलाने मानवाला प्रगतीची नवनवीन शिखरे पादाक्रांत करण्याचे सामर्थ्य दिले आहे. आपल्या सूर्याला पृथ्वीप्रमाणे अनेक ग्रहबाळे आहेत. पूर्वी पृथ्वी धरून केवळ सहा ग्रहांची माहिती आपल्याला होती, कारण ते ग्रह नुसत्या डोळ्यांनी स्पष्ट दिसत. विज्ञानातील प्रगतीमुळे पुढे आणखी ग्रहांचा शोध लागला. नवनव्या शोधांमधून अनेकानेक प्रश्नही निर्माण झाले. ग्रहबाळे असणारा केवळ आपला सूर्यच एकमेवाद्वितीय, की इतर ताऱ्यांनाही ग्रहबाळे असतील? इतर ताऱ्यांच्या ग्रहांवर सजीवसृष्टी असेल का? विश्वाचा प्रचंडपणा, त्यातील दीर्घिकांची (galaxy) संख्या आणि दीर्घिकांतील ताऱ्यांची संख्या पाहता आपला सूर्य हा ग्रहबाळे असण्याच्या बाबतीत आणि त्यावर जीवसृष्टी असण्याच्या बाबतीत एकमेवाद्वितीय असण्याची शक्यता अगदीच कमी वाटते.

परसूर्य ग्रह (extrasolar planets वा exoplanets) म्हणजे आपल्या सूर्याव्यतिरिक्त इतर ताऱ्यांभोवती भ्रमण करणारे ग्रह. आपल्या सूर्याभोवती अनेक ग्रह भ्रमण करीत असले तरी पृथ्वी वगळता इतर ग्रहांवर जीवसृष्टी असल्याचा माग आजवर सापडलेला नाही. जीवसृष्टी निर्माण होण्यासाठी वा टिकून राहण्यासाठी सर्वात महत्त्वाची गोष्ट कोणती? तर ती म्हणजे ग्रहाचे वा ग्रहाच्या पृष्ठभागाचे तापमान. तापमानाच्या निकषावर ‘वसतीयोग्य प्रदेशा’ची (habitable zone) संकल्पना अस्तित्वात आली (आकृती १क व १ख पाहा). प्रत्येक ताऱ्याभोवती एक वसतीयोग्य प्रदेश असतो. तो ताऱ्यापासून किती अंतरावर असेल हे ताऱ्याच्या आकारावर आणि तापमानावर अवलंबून असते. एखाद्या ताऱ्याचा वसतीयोग्य प्रदेश म्हणजे ताऱ्याभोवतालचा असा प्रदेश, जिथे पाणी द्रव स्वरूपात अस्तित्वात राहू शकते.

आकृती १क: आपल्या सूर्याचा सौरमालेतील वसतीयोग्य प्रदेश. पृथ्वी सूर्याच्या वसतीयोग्य प्रदेशामध्ये आहे.
आकृती १ख: (सूर्याच्या तुलनेत) ताऱ्यांच्या वस्तुमानानुसार त्यांचे वसतीयोग्य प्रदेश.
सौजन्य – प्लॅनेट क्वेस्ट, जेट प्रॉपल्शन लॅबोरेटरी, नासा.

अगदी शक्तिशाली दुर्बिणीतून पाहिले तरी दूरचा तारा एखाद्या ठिपक्याएवढा दिसतो. ह्या ठिपक्याभोवती फिरणारी आणि त्या ठिपक्याहून कितीतरी लहान असणारी ग्रहबाळे असलीच तरी ती दुर्बिणीतून कशी दिसणार? त्यामुळे परसूर्य ग्रह शोधण्यासाठी ताऱ्याचे, ताऱ्याकडून येणाऱ्या प्रारणांचे निरीक्षण करणे हाच एकमेव पर्याय शिल्लक राहतो. अशी निरीक्षणे फार पूर्वीपासून होत असली तरी परसूर्य ग्रहाच्या अस्तित्वाचा ठोस पुरावा मिळण्यासाठी विसावे शतक उजाडावे लागले. ही परसूर्य ग्रहबाळे शोधण्यासाठी वापरण्यात येणाऱ्या महत्त्वाच्या शोधतंत्रांचा थोडक्यात परिचय करून घेऊ. ताऱ्यांकडून येणारी प्रारणे (radiation) हा एकमेव स्रोत वापरून त्या प्रारणांचे प्रत्यक्ष आणि अप्रत्यक्ष रीतीने विश्लेषण करणारी ही तंत्रे विकसित झाली आहेत.

१. त्रिज्यगती तंत्र (Radial Velocity Technique) – परसूर्य ग्रहांच्या संशोधकांमध्ये अतिशय प्रसिद्ध असलेले हे तंत्र आहे. हे तंत्र वापरून आजवर अनेक परसूर्य ग्रहांचे शोध लागले आहेत. त्रिज्यगती तंत्राला डॉप्लर पद्धती असेही म्हणतात. डॉप्लर पद्धतीनुसार ताऱ्याकडून येणारा प्रकाश त्रिकोणी लोलकातून (prism) पाठवून ताऱ्याचा वर्णपट (Spectrum) मिळवतात. ताऱ्याचा वर्णपट सलग नसून ताऱ्यावर असलेल्या मूलद्रव्यांनुसार (elements) त्यामध्ये शोषरेषा (absorption lines) असतात. मात्र स्थिर स्त्रोताच्या वर्णपटांमधील शोषरेषा आणि ताऱ्याच्या वर्णपटातील शोषरेषा जर जुळल्या नाहीत, तर त्याचा अर्थ तो तारा स्थिर नाही असा होतो. म्हणजे तो तारा एक तर आपल्या दिशेने येत आहे वा आपल्यापासून दूर जात आहे. तारा आपल्यापासून दूर जात असल्यास ताऱ्याच्या वर्णपटातील शोषरेषा लाल रंगाकडे सरकलेल्या दिसतात. ह्या घटनेला अभिरक्त विस्थापन (red shift) असे म्हणतात. याउलट तारा आपल्यादिशेने येत असेल तर ताऱ्याच्या वर्णपटातील शोषरेषा निळ्या रंगाच्या दिशेने सरकलेल्या दिसतात. ह्या घटनेला अभिनील विस्थापन (blue shift) असे म्हणतात.
ताऱ्याभोवती जर ग्रह फिरत असतील तर त्यांच्या गुरुत्वाकर्षणाचा परिणाम म्हणून तारा अवकाशामध्ये गुरुत्वमध्याभोवती लडखडत (wobbling) फेऱ्या घालतो. ताऱ्याला ग्रहबाळे जेवढी अधिक, तेवढे लडखडण्याचे प्रमाणही अधिक. तारा असा गुरुत्वमध्याभोवती फिरत असताना कधी पृथ्वीच्या दिशेने येतो तर कधी पृथ्वीपासून दूर जात असतो आणि त्यामुळे ताऱ्याच्या प्रकाशामध्ये ठराविक कालावधीमध्ये अभिरक्त विस्थापन वा अभिनील विस्थापन झालेले आढळते (आकृती २ पाहा). अशा रीतीने ताऱ्याच्या वर्णपटातील शोषरेषांमध्ये ठराविक स्थानबदल होत राहतात. ताऱ्याला ग्रहबाळे नसल्यास तारा लडखडत नाही व स्थिर भासतो. शोषरेषांमधील स्थानबदलांवरून ताऱ्याला ग्रहबाळे असण्याची शक्यता, तसेच ह्या ग्रहबाळांचे वस्तुमान, ताऱ्यापासूनचे अंतर, परिभ्रमण कालावधी वगैरे अनुमाने काढता येतात.



आकृती २:
त्रिज्यगती तंत्र. सौजन्य – युरोपियन ऑर्गनिझेशन फॉर ऍस्ट्रोनॉमिकल रिसर्च इन सदर्न हेमिस्फियर.

२. खमिती (Astrometry) – एखाद्या ताऱ्याच्या स्थानाची काटेकोर मापे घेऊन ताऱ्याच्या स्थानामध्ये कालपरत्वे किती आणि कसा बदल होतो ह्याची चिकित्सा करणे म्हणजे खमिती. ह्या तंत्रामध्येही ताऱ्याच्या लडखडण्याचा वापर केला जातो. ताऱ्याच्या स्थानांची अचूक मोजमापे घेतल्यास ताऱ्याचे हे फिरणे वा लडखडणे लक्षात येते. ह्या लडखडण्याचा आलेख काढल्यास ताऱ्याभोवती किती ग्रहबाळे फिरत असावीत ह्याचा अंदाज बांधता येतो. ताऱ्याभोवती एकच ग्रह असल्यास हा आलेख सोपा असतो. मात्र अनेक ग्रह असल्यास हा आलेख गुंतागुंतीचा होतो. ताऱ्याचे विशिष्ट लडखडणे हे त्याच्या भोवती फिरणाऱ्या ग्रहांच्या परिभ्रमण कालावर (orbital period) अवलंबून असते. ह्या तंत्राचा वापर केल्यास आकाराने मोठी (गुरू ग्रहाच्या काहीपट आकारमान) असलेली ग्रहबाळे शोधणे सोपे होते. मात्र पृथ्वीप्रमाणे आकाराने छोट्या असलेल्या बाळांचा ताऱ्याच्या लडखडण्यावरील प्रभाव कमी असल्यामुळे ती शोधण्यास अवघड होतात. आकृती ३ मध्ये आपल्या सूर्याच्या लडखडण्याचा आलेख पाहा. ताऱ्यांच्या स्थानांची अचूक मोजमापे घेण्यास जमीनीवरील दुर्बिणींपेक्षा हबल दुर्बिणीसारख्या अवकाशातील दुर्बिणी अधिक कार्यक्षम ठरतात. अवकाशातील दुर्बिणींना ढग, धुके, पाऊस, वारा, दिवसाचा उजेड यांचा त्रास होत नाही.


आकृती ३:
दहा पार्सेक अंतरावरून (१ पार्सेक = ३.०८५६८०२५ x १०१६ मीटर) सूर्याच्या लडखडण्याचा आलेख. सूर्याभोवती एकापेक्षा जास्त ग्रह फिरत असल्यामुळे आलेख क्लिष्ट आहे. १९६० ते २०२५ मध्ये म्हणजे सुमारे ६५ वर्षांमध्ये सूर्याचे लडखडणे कसे आहे/असेल हे हा आलेख दाखवतो. शनिचा परिभ्रमण काळ २९.४४ वर्षे तर युरेनसचा परिभ्रमण काळ ८४ वर्षे आहे. ह्याचा अर्थ वरील आकृतीमध्ये शनिपर्यंतच्या ग्रहांचा प्रभाव पूर्णपणे दिसतो, तर शनिपलिकडच्या ग्रहांचा पूर्ण प्रभाव दिसत नाही. हा आलेख पुढे किमान १९ वर्षांसाठी वाढविल्यास युरेनसचा पूर्ण प्रभाव पाहता येईल. सौजन्य – ओरिजिन, जेट प्रॉपल्शन लॅबोरेटरी, नासा.

३. अधिक्रमण पद्धती (Transit Method) – ताऱ्याच्या तेजस्वितेमध्ये (दृश्यप्रतिमध्ये) जर ठराविक कालावधीमध्ये बदल होत असेल, म्हणजेच ठराविक कालावधीसाठी ताऱ्याकडून येणारा प्रकाश मंद होत असेल तर त्यामुळे ताऱ्याभोवती ग्रह फिरत असल्याची खात्री पटू शकते (आकृती ४ पाहा). तारा किती काळासाठी मंद होईल हे ताऱ्याच्या स्वतःच्या तसेच त्याच्याभोवती फिरणाऱ्या ग्रहाच्या आकारावर अवलंबून असते.

आकृती ४: अधिक्रमण पद्धती. ग्रहाच्या अधिक्रमणामुळे ताऱ्याकडून येणाऱ्या प्रकाशातील घट दाखविणारा आलेख. सौजन्य – युरोपियन स्पेस एजन्सी

४. स्पंदकाची कालमोजणी (Pulsar Timing) – पल्सार वा स्पंतारा हे नाव न्युट्रॉन ताऱ्याला त्याच्या नियमित स्पंदने प्रसवण्याच्या गुणधर्मामुळे मिळाले आहे. स्पंतारा स्वतःभोवती फिरत असताना अतिशय नियमितपणे ठराविक काळानंतर रेडियोलहरी प्रक्षेपित करतो. मात्र ह्या नियमितपणामधील सूक्ष्म असंगतीसुद्धा (anomaly) त्याच्याभोवती ग्रह फिरत असल्याचे सिद्ध करते.

५. गुरुत्व सूक्ष्मभिंगीकरण (Gravitational Microlensing) – एखाद्या ताऱ्याचे गुरुत्वक्षेत्र (Gravitational Field) हे भिंगाप्रमाणे कार्य करते व त्याच्या पार्श्वभूमीवरचा तारा आहे त्यापेक्षा मोठा व अधिक तेजस्वी भासतो. ह्या क्रियेला गुरुत्वीय सूक्ष्मभिंगीकरण असे म्हणतात. मागच्या ताऱ्याकडून आपल्या दिशेला येणारे प्रकाशकिरण मध्ये असलेल्या (पुढच्या) ताऱ्याच्या गुरुत्वीय प्रभावामुळे वाकतात आणि त्याचा भिंगाप्रमाणे परिणाम होऊन तो तारा आपल्याला मुळात आहे त्यापेक्षा मोठा व अधिक तेजस्वी दिसतो (आकृती ५), म्हणजेच ताऱ्याचे व ताऱ्याकडून येणाऱ्या प्रारणांचे बृहतीकरण (amplification) होते. जर पुढच्या ताऱ्याला ग्रहबाळे असतील तर त्यांचाही परिणाम भिंगीकरणावर व बृहतीकरणावर होतो.

आकृती ५क: गुरुत्वीय भिंगीकरण. सौजन्य – टि आरा, द एन्सायक्लोपीडिया ऑफ न्यूझीलंड.
आकृती ५ख: गुरुत्वीय भिंगीकरणाचा आलेख. पुढील ताऱ्यामुळे झालेल्या मागच्या ताऱ्याच्या बृहतीकरणामध्ये त्या ताऱ्याभोवती फिरणाऱ्या ग्रहामुळे भर पडते. ह्या ग्रहाचे वस्तुमान जेवढे अधिक तेवढी ही भरही अधिक. सौजन्य – ओरिजिन, जेट प्रॉपल्शन लॅबोरेटरी, नासा.

६. परितारका चकती (Circumstellar Discs) – अनेक ताऱ्यांभोवती अवकाशस्थ धुळीच्या चकत्या असतात (आकृती ६). ह्या धुळीच्या संगठनाने (consolidation) ताऱ्यांभोवती ग्रहबाळे तयार होतात असे मानले जाते. धुळीची ही चकती ताऱ्याचा प्रकाश काही प्रमाणात शोषून घेते आणि तो अवरक्त प्रारणांच्या (infrared radiation) स्वरूपात बाहेर टाकते. ताऱ्याकडून येणाऱ्या अवरक्त प्रारणांच्या अभ्यासाने ताऱ्याभोवती चकती आहे वा नाही ह्याचा वेध घेता येतो. परितारका चकतीचे अस्तित्व ताऱ्याला अर्भक ग्रह असल्याचे वा ती भविष्यात निर्माण होण्याचे सूचित करते. परितारका चकतीमधील ग्रहांची उपस्थिती वेधण्यासाठी अवकाशस्थ तरंगउच्छेदमापक (interferometer) तयार करण्याची मोहिम नासामध्ये सुरू आहे. भविष्यामध्ये परितारका चकतीमध्ये ग्रह तयार होत असताना त्यांचे निरीक्षण करणे शक्य व्हावे.

आकृती ६: अवकाशस्थ हबल दुर्बिणीने काढलेले एका नवताऱ्याच्या परितारका चकतीचे छायाचित्र. सौजन्य – जेट पॉपल्शन लॅबोरेटरी, नासा.

६. प्रत्यक्ष वेध व चित्रण (Direct Detection and Imaging) – परसूर्य ग्रहबाळांचा प्रत्यक्ष वेध घेणे, त्यांचे प्रत्यक्ष चित्रण करणे व त्यांना याचि डोळा पाहणे हे ह्या संशोधनाचे मोठे उद्दिष्ट आहे. असे झाल्यास ताऱ्याकडून येणाऱ्या प्रारणांचे विश्लेषण करण्यापेक्षा प्रत्यक्ष ग्रहाकडून परावर्तित होणाऱ्या प्रारणांचेच विश्लेषण करता येईल, ज्यामुळे त्या ग्रहाची रासायनिक बांधणी, ग्रहपृष्ठाची स्थिती वगैरे गोष्टींची माहिती करून घेता येईल. दृश्य प्रकाशाचा विचार करता तारा हा ग्रहापेक्षा अधिक तेजस्वी असतो आणि त्यामुळे ग्रहाला झाकोळून टाकतो. मात्र अधिक तरंगलांबीच्या प्रारणांच्या (उदा. अवरक्त प्रारणे) बाबतीत ग्रहाकडून येणारे प्रारण प्रभावी ठरू शकते. ह्या निरीक्षणांसाठी अवकाशस्थ दुर्बिणींवर अवलंबून राहावे लागते.

विश्वामध्ये इतरत्र सजीवसृष्टी सापडल्यास ती पृथ्वीवरील सृष्टीप्रमाणेच कर्बाधारित (carbon based) असेल असे आपण सध्या गृहीत धरतो. त्यानुसार ग्रहाच्या वातावरणामध्ये कार्बन डाय-ऑक्साईड, पाणी व ओझोन चे अस्तित्व असणे ही त्या ग्रहावर जीवसृष्टी असण्याच्या शक्यतेची प्राथमिक लक्षणे मानली जातात. ग्रहाकडून येणारा प्रकाश आणि त्यांची तरंगलांबी यांचा आलेख मांडल्यास ग्रहाच्या वातावरणामध्ये ह्या तीन द्रव्यांचे अस्तित्व आहे वा नाही हे पाहता येते. आकृती ७ मध्ये शुक्र, मंगळ आणि पृथ्वीच्या वातावरणाचा आलेख पाहा. मात्र, इतरत्र जीवसृष्टीचा मूलाधार कर्बाऐवजी दुसरा काही असण्याची शक्यता अगदीच नाकारता येत नाही.

आकृती ७: शुक्र, मंगळ व पृथ्वीच्या वातावरणातील प्रकाशराशीचे तापमान व तरंगलांबीचा आलेख. सौजन्य – नासा ऍस्ट्रोबायॉलजी इन्स्टिट्यूट (NAI). मंगळाच्या व शुक्राच्या वातावरणामध्ये केवळ कर्ब-द्वि-प्राणिल (carbon dioxide), वायूचे अस्तित्व ठळक आहे, पृथ्वीच्या वातावरणामध्ये कर्ब-द्वि-प्राणिल, ओझोन व पाणी ह्या तिन्हींचे अस्तित्व दिसते.

आजवर दोनशे तीसाहून अधिक परसूर्य ग्रह सापडलेले आहेत. ह्यातील बरेचसे ग्रह हे राक्षसी आकाराचे वायुग्रह (gas giants) आहेत. मात्र ह्याचा अर्थ विश्वामध्ये केवळ मोठेच ग्रह आढळतात असा नाही. आपल्या शोधतंत्रांच्या मर्यादांमुळे आपण मोठे ग्रह शोधण्यात अधिक प्रमाणात यशस्वी झालो आहोत. तंत्रज्ञानातील प्रगतीमुळे लहान आकाराच्या ग्रहांचा माग घेण्यात आपण हळूहळू प्रगती करू लागलो आहोत. भविष्यकाळात पृथ्वीच्या आकाराच्या वा त्याहून लहान ग्रहांना लक्ष्य करण्याचे तंत्र आपण नक्कीच विकसित करू.

परसूर्य ग्रहांच्या शोधाच्या इतिहासामध्ये मैलाचे दगड ठरलेल्या काही परग्रहांची थोडक्यात माहिती आता करून घेऊ.

सप्टेंबर ७, १९१६ च्या “नेचर” मासिकामध्ये एका छोट्या आणि मंद, पण तरीही वैशिष्ट्यपूर्ण अशा ताऱ्याबद्दल एक शोधनिबंध प्रसिद्ध झाला. इतर स्थिर भासणाऱ्या ताऱ्यांच्या पार्श्वभूमीवर ह्या ताऱ्याची दृश्य गती (proper motion) ही खूपच जास्त होती. दृश्य गतीची आकडेमोड प्रथम बर्नार्ड ह्या खगोलतज्ज्ञाने केल्यामुळे ह्या ताऱ्याला ‘बर्नार्डचा तारा’ असे नाव पडले. तसेच त्याच्या मोठ्या दृश्य गतीमुळे त्याला उडता तारा असेही म्हटले जाते. ताऱ्याची दृश्य गती म्हणजे ख-गोलाच्या पार्श्वभूमीवर ताऱ्याचे दरवर्षी होणारे आभासी कोनीय विस्थापन. बर्नार्डचा तारा हा लाल बटु वा खुजा तारा (Red Dwarf) असून पृथ्वीपासून तो साधारण ५.९२ प्रकाशवर्षे दूर आहे. फोटोप्लेटवर ताऱ्यांची प्रकाशचित्रे घेऊन ताऱ्यांच्या स्थानामध्ये कालपरत्वे काही बदल दिसतो का हे तपासण्याचे काम अनेकांनी केले. १९५० मध्ये पीटर वॅन डी कँप यांनी बर्नार्डच्या ताऱ्याभोवती ग्रह असल्याचा पुरावा त्यांच्याकडे असलेल्या फोटोप्लेटस्वरून मिळतो असा दावा केला. बर्नार्डच्या ताऱ्याचे लडखडणे हे त्याभोवती फिरणाऱ्या ग्रहांमुळे आहे असे त्यांचे म्हणणे होते. पुढे एकाने त्यांच्या फोटोप्लेटमधील सर्वच तारे लडखडत आहेत असे दाखवून दिले. त्यांनी ज्या दुर्बिणीतून प्रकाशचित्रे घेतली त्या दुर्बिणीमध्येच दोष असल्याचे नंतर सिद्ध झाले. आजवर तरी बर्नार्डच्या ताऱ्याला ग्रहबाळे असल्याचे कोणतेही पुरावे मिळालेले नाहीत. मात्र श्री. कँप ह्यांनी आपला दावा कधीही मागे घेतला नाही आणि निरीक्षणांमधल्या त्रुटीही त्यांनी कधी मान्य केल्या नाहीत.

आपल्यापासून ९७८ प्रकाशवर्षे दूर असलेल्या PSR १२५७ ह्या स्पंताऱ्याच्या स्पंदनांमध्ये अनियमितपणा असल्याचे ऍड्र्यु लिन, बेल्स आणि शेमर ह्यांच्या लक्षात आले. मात्र ह्या अनियमितपणातही एक आकृतीबंध (pattern) होता. ह्या आकृतीबंधाचे निरीक्षण-विश्लेषण करून १९९१ मध्ये त्यांनी ह्या पल्सारच्या स्पंदनांमध्ये नियमितपणे घडणारा अनियमितपणा हा त्याभोवती फिरणाऱ्या ग्रहामुळे आहे हे सिद्ध करण्यात यश मिळवले. मानवाला सापडलेला हा पहिला परसूर्य ग्रह मानला जातो. ह्या ग्रहाचे नाव ‘PSR १२५७ बी’. हा ग्रह त्याच्या पालक स्पंताऱ्याभोवती ६६.५ दिवसात एक फेरी पूर्ण करतो. १९९४ मध्ये ह्या ग्रहाची आणखी दोन भावंडे सापडली, ज्यांची नावे ‘PSR १२५७ सी’ आणि ‘PSR १२५७ डी’. त्यातील सी हा भाऊ स्पंताऱ्याभोवतीच्या प्रदक्षिणेसाठी ९८.२ दिवस घेतो तर डी ला एक प्रदक्षिणा घालायला तब्बल १७० वर्षे लागतात.

मुख्य प्रवाहातील ताऱ्यांभोवती फिरताना सापडलेला पहिला ग्रह म्हणजे ‘५१ पेगॅसी बी’. ऑक्टोबर १९९५ मध्ये मायकेल मेयर आणि डिडियर क्वेलोझ ह्यांनी पेगॅसिस वा महाअश्व ह्या तारकासमूहातील ५१ पेगॅसी (51 Pegasi) ह्या ताऱ्यांभोवती ग्रह फिरत असल्याचे सिद्ध केले. ५१ पेगॅसी हा तारा पृथ्वीपासून ४८ प्रकाशवर्षे दूर आहे. ‘५१ पेगॅसी बी’ त्याच्या पालक ताऱ्याभोवती केवळ ४.२३ दिवसात एक फेरी पूर्ण करतो. आपल्या गुरू ग्रहाच्या साधारण निम्मे वस्तुमान असलेला हा ग्रह सूर्य-बुध अंतरापेक्षाही कमी अंतरावरून त्याच्या पालक ताऱ्याभोवती फिरतो हे ह्या ग्रहाचे अचंबित करणारे वैशिष्ट्य आहे.

२००० साली मॅक्डॉनल्ड वेधशाळेमध्ये काम करणाऱ्या वैज्ञानिकांना पृथ्वीपासून १०.४ प्रकाशवर्षे दूर असलेल्या एरिडॅनस वा यमुना तारकासमूहातील एप्सिलॉन एरिडॅनी (Epsilon Eridani) ह्या ताऱ्याचे ग्रहबाळ सापडले. त्यांनी त्याचे नाव ठेवले ‘एप्सिलॉन एरिडॅनी बी’. साधारण गुरू ग्रहाएवढे वस्तुमान असलेला हा ग्रह आजवर सापडलेल्या परग्रहांपैकी आपल्याला अंतराने सर्वात जवळ असणारा ग्रह. त्रिज्य गती तंत्राच्या साहाय्याने ह्याचा वेध घेतला गेला.

जानेवारी २००६ मध्ये वैज्ञानिकांच्या एका चमूने गुरुत्वीय सूक्ष्मभिंगीकरण तंत्र वापरून ‘OGLE-05-390L बी’ हा परसूर्य ग्रह सापडल्याची नोंद केली. त्याच्या पालक तारा ‘OGLE-05-390L’ हा पृथ्वीपासून २१००० प्रकाशवर्षे अंतरावर असलेला, साध्या डोळ्यांनी दिसूही न शकणारा धनु नक्षत्रातील तारा आहे. हा ग्रह त्याच्या पालक ताऱ्याभोवती फिरण्यासाठी सुमारे १०.४ वर्षे घेतो. पृथ्वीच्या केवळ ५.५ पट वस्तुमान असलेला आणि म्हणून आजवर सापडलेल्या परग्रहांमधील सर्वात छोटा ग्रह म्हणून तो काही काळ मिरवला.

२००७ च्या एप्रिल महिन्यामध्ये २४ तारखेला एक खळबळजनक शोध लागला. प्रथमच एका ताऱ्याच्या ‘वसतीयोग्य प्रदेशा’मध्ये असणारा परसूर्य ग्रह सापडला. तो केवळ वसतीयोग्य प्रदेशात आहे एवढेच नाही, तर तो ग्रह पृथ्वीशी तुलना करता येण्याजोगा आहे. पृथ्वीच्या केवळ ५ पट वस्तुमान असलेला व पृथ्वीच्या दीडपट त्रिज्या असलेला हा ग्रह म्हणजे ‘ग्लाएस ५८१ सी’. त्याला अतिपृथ्वी वा सुपर अर्थ असेही संबोधले जाते. हा ग्रह तूळ राशीतील (तारकासमूहातील) ग्लाएस ५८१ (Gliese 581) ह्या लाल बटु ताऱ्याभोवती (red dwarf) फिरतो. ह्या ग्रहावर पाण्याचे अस्तित्व आहे अथवा कसे ह्याबद्दल माहिती अजून मिळाली नसली तरी तो ताऱ्याच्या वसतीयोग्य प्रदेशामध्ये असल्यामुळे तेथे पाणी द्रवावस्थेत राहू शकते. हा आजवर सापडलेला सर्वात कमी वस्तुमानाचा परग्रह. स्विस, फ्रेंच आणि पोर्तुगीज वैज्ञानिकांच्या चमूने ह्या ग्रहाचा वेध घेतला. ह्या ग्रहाचा नेपच्यूनच्या आकाराचा, पृथ्वीच्या १७ पट वस्तुमानाचा भाऊबंद पूर्वीच, डिसेंबर २००५ मध्ये सापडला होता, त्याचे नाव ‘ग्लाएस ५८१ बी’. ‘सी’ ग्रह सापडला तेव्हाच त्याला आणखी एक भाऊ असल्याचे भक्कम पुरावे मिळाले होते, आणि दुसऱ्याच दिवशी, २५ एप्रिलला त्याचा हा भाऊ सापडला, त्याचे नाव ठेवले ‘ग्लाएस ५८१ डी’. ‘सी’ चे तापमान शून्य ते चाळीस अंश सेल्सियसच्या दरम्यान असावे असा अंदाज आहे. तो वायुग्रह नसून पृथ्वीप्रमाणे एक तर तो दगडमातीने बनलेला ग्रह असावा वा समुद्राने पूर्णतः व्यापलेला असावा. भविष्यात जीवसृष्टीचा शोध घेण्यासाठी आखल्या जाणाऱ्या प्रकल्पांसाठी पृथ्वीसादृश्यामुळे त्याचा प्रामुख्याने विचार केला जाईल. ग्लाएस ५८१ ह्या ताऱ्याचा समावेश आपल्या सौरमालेला जवळ असणाऱ्या पहिल्या १०० ताऱ्यांमध्ये होतो. हा तारा आपल्यापासून २०.५ प्रकाशवर्षे दूर आहे. आपल्या सूर्याच्या तुलनेत केवळ एक तृतीयांश वस्तुमान असलेल्या ह्या ताऱ्याची तेजस्विता सूर्याच्या केवळ अर्ध्याएवढी आहे. अचूक त्रिज्यगती तंत्राचा वापर करून ह्या अतिपृथ्वीचा वेध घेण्यात आला.

मे २००७ मध्ये अठ्ठावीस परसूर्यग्रहांची नोंद झाल्यानंतर आजवर सापडलेल्या परसूर्यग्रहांची संख्या एकूण २३६ झाली आहे.
विश्वामध्ये असंख्य दीर्घिका आहेत. प्रत्येक दीर्घिकेमध्ये अब्जावधी तारे आहेत. त्यातील मोजक्याच ताऱ्यांना ग्रहबाळे आहेत असे मानले तरी ग्रहांचा पोरवडा असणारे असंख्य तारे केवळ आपल्या आकाशगंगेमध्येच सापडतील. ह्या ग्रहबाळांपैकी मोजकेच ग्रह हे त्यांच्या ताऱ्यांच्या वसतीयोग्य प्रदेशात आहेत आणि त्यातही अगदी मोजक्याच ग्रहांवर जीवसृष्टी असण्याची शक्यता आहे असे मानले तरी असंख्य ग्रहांवर जीवसृष्टी असायला हवी. ही झाली आपल्या आकाशगंगेची गोष्ट. विश्वामध्ये अशा अनेक दीर्घिका आहेत. म्हणजे केवळ शक्याशक्यतेचा तर्क करता विश्व हे जीवसृष्टीने गजबजलेले असायला हवे. त्यामुळे परसृष्टीचा शोध सुरू ठेवणे हे कधीही हितकारक. १९८४ मध्ये अमेरिकेतील सांता क्लारा, कॅलिफोर्निया येथे ‘सेटी’ (SETI – the Search for ExtraTerrestrial Intelligence) ही संस्था परसृष्टीचा शोध घेण्याच्या उद्देशाने स्थापन झाली (पाहा http://www.seti.org/). परसृष्टीचा शोध घेण्याच्या प्रयत्नांदरम्यान ‘कोऽहम्’ ह्या चिरंतन प्रश्नाचे उत्तर निदान काही प्रमाणात तरी मिळवणे शक्य व्हावे. भविष्यात मानवाला काही कारणाने पृथ्वी सोडायची वेळ आली, तर कोठे राहता येऊ शकेल ह्याची चाचपणी आतापासूनच केलेली बरी.

संदर्भ -

१. Planet Quest – New Worlds Atlas, NASA’s Jet Propulsion Laboratory, http://planetquest1.jpl.nasa.gov/atlas/atlas_search.cfm
२. ‘The search for Extrasolar Planets: A Brief History of the Search, the Findings and the Future Implications’, 1997, compiled by G.H. Bell, Arizona State niversity http://www.public.asu.edu/~sciref/exoplnt.htm
३. G.W. Marcy, et al., 1997, ‘The Planet around 51 Pegasi’, The Astrophysical Journal, 481, pp. 926-935.
४. J.-P. Beaulieu, et al., 2006, ‘Discovery of a Cool Planet of 5.5 Earth Masses Through Gravitational Microlensing’, Nature, 439, pp. 437-440, http://arxiv.org/abs/astro-ph/0601563
५. The Extrasolar Planets Encyclopaedia, http://exoplanet.eu/
६. S. Udry, et al., 2007, ‘The HARPS search for southern extra-solar planets. XI. Super-Earths (5 and 8 M{earth) in a 3-planet system’, Astronomy and Astrophysics, 469(3), pp. L43-L47.
७. ‘A Road Map for the Exploration of Neighboring Planetary Systems (ExNPS)’, Origins, Jet Propultion Laboratory, NASA, http://origins.jpl.nasa.gov/index1.html
८. Te Ara, the Encyclopedea of New Zealand, http://www.teara.govt.nz/en
९. European Space Agency (ESA), http://www.esa.int/esaCP/index.html

- वरदा व. वैद्य
ऑक्टोबर २००७

पूर्वप्रसिद्धी – मनोगत.कॉम दीपावली विशेषांक २००७

प्लुटोला पृथ्वीवासीयांची महादशा

प्लुटोला पृथ्वीवासीयांची महादशा 

बाब्या – ग्रह म्हणजे काय रे भाऊ?
भाऊ – ग्रह म्हणजे सूर्याभोवती फिरणारी वस्तू.
बाब्या – मग लघुग्रहांना ग्रह का म्हणत नाहीत?
भाऊ – लघुग्रह हे समूहाने एका विशिष्ट पट्ट्यामध्ये सूर्याभोवती फिरतात. स्वतंत्रपणे नाहीत, म्हणून.
बाब्या – पण प्रत्येक लघुग्रहाची स्वतःची अशी स्वतंत्र कक्षा असतेच की.
भाऊ – लघुग्रहांची कक्षा आजूबाजूच्या लघुग्रहांच्या गुरुत्वाकर्षणाने सतत आणि मोठ्या प्रमाणात बदलत राहते. शिवाय लघुग्रह आकाराने फार छोटे असतात. लघुग्रह म्हणजे थोड्या मोठ्या आकाराचे दगडच. ते कसेही ओबडधोबड असतात, गोलाकार नसतात.
बाब्या – मग चंद्राला ग्रह का म्हणत नाहीत? तो आहे की गोलाकार! आणि लघुग्रहांपेक्षा मोठाही आहेच. शिवाय पृथ्वीभोवती फिरता फिरता तो सूर्याभोवतीही फिरतोच की!
भाऊ – अरे, पण तो पृथ्वीचा उपग्रह आहे. तो स्वतंत्रपणे सूर्याभोवती फिरत नाही.  तो पुथ्वीभोवती फिरतो आणि पृथ्वी सूर्याभोवती, म्हणून तो सूर्याभोवती फिरतो. शिवाय सध्या आपण ज्यांना ग्रह म्हणतो ते ग्रह साधारण एकाच प्रतलामध्ये सूर्याभोवती फिरतात. चंद्राची कक्षा ह्या प्रतलामध्ये नाही.
बाब्या – पण प्लुटोची कक्षा कुठे ह्या प्रतलामध्ये आहे? शिवाय प्लुटो कधी नववा ग्रह असतो तर कधी आठवा!!
भाऊ – प्लुटोची कक्षा नेपच्यूनच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे बदलते, त्यामुळे असं होतं. पण प्लुटो गोल आहे आणि सूर्याभोवती स्वतंत्र कक्षेत फिरतो.
बाब्या – म्हणजे हे बरं आहे!! लघुग्रहांना ज्या कारणांमुळे ग्रह म्हणायचं नाही त्याच कारणांमुळे प्लुटोला मात्र ग्रह म्हणायचं! आणि सूर्याभोवती फिरण्याचाच मुद्दा असेल तर धूमकेतूही फिरतोच की सूर्याभोवती! मग त्याला ग्रह का म्हणायचं नाही?
भाऊ - सगळेच धूमकेतू सूर्याभोवती सतत फिरत राहात नाहीत. काही एकदा येतात आणि कायमचे गायब होतात. हॅलेसारखे अगदी थोडे फिरत राहतात. शिवाय आपल्या नऊ ग्रहांची कक्षा लम्बवर्तुळाकार आहे. साधारणतः धूमकेतूंची कक्षा लंबवर्तुळाकार नसते.
बाब्या – हम्म….. पण हे सगळे आपल्या सूर्यमालेमधले ग्रह. बाकीच्या सौरमालांमध्ये असलेल्या कोणत्या वस्तूला ग्रह म्हणायचं आणि कोणत्या नाही हे कस ठरवायचं?
भाऊ - मला माहीत नाही रे. तू आपला इंटरनॅशनल ऍस्ट्रोनमिकल युनियनला विचार कसा!!

इंटरनॅशनल ऍस्ट्रोनमिकल युनियननेही परिपूर्ण, सर्वसमावेशक आणि योग्य अशी ग्रहाची व्याख्या आजपर्यंत केली नव्हती. ऑगस्ट २००६ मध्ये खगोलविदांचा मोठा परिसंवाद प्राग येथे भरला होता. ह्या परिसंवादामध्ये प्लुटोच्या ग्रहविषयक दर्जाविषयी बराच उहापोह झाला. प्लुटोला ग्रह म्हणावे वा नाही, सौरमालेमध्ये त्याला ग्रह म्हणून स्थान असावे वा नाही ह्या विषयावर खगोलविदांनी मतदान केले. ह्या मतदानाच्या निकालानुसार प्लुटोचा ग्रहदर्जा काढून घेण्यात आला. प्लुटोच्या अनुषंगाने “ग्रह कशाला म्हणावे” ह्याबद्दलही ह्या परिसंवादामध्ये चर्चासत्रे झडली. इंटरनॅशनल ऍस्ट्रॉनॉमिकल सोसायटीने ह्या परिसंवादा आधी काही ग्रहाची तात्पुरती परंतु बयाच प्रमाणात समेशक अशी व्याख्या केली होती. ह्या व्याख्येनुसार ग्रहांना इतर सौरमालीय वस्तूंपासून वेगळे करण्याची व्यवस्था झाली होती. ही व्याख्या करताना ग्रहाप्रमाणेच उपग्रहाचीही नेमकी व्याख्या केली होती. ह्या ग्रह आणि उपग्रहाच्या व्याख्येनुसार प्लुटोचा ग्रहदर्जा तर कायम राहिला असताच, परंतु, आजपर्यंत आपण ज्या शॅरनला प्लुटोचा उपग्रह समजत होतो, त्यालाही स्वतंत्र ग्रहाचा दर्जा मिळाला असता.

त्यावेळी ग्रहाची आवृत्ती व्याख्या (Draft Definition) अशी केली होती- ”अवकाशस्थ वस्तू, जी ता-याभोवती फिरते, मात्र जी स्वतःच तारा नाही आणि दुस-या ग्रहाचा उपग्रहही नाही,  जिचे वस्तुमान द्रवस्थैतिक स्थैर्य (Hydrostatic Equilibrium) मिळवण्याएवढे असल्याने तिला गोलाकार/गोलसदृश (Spherical / Spheroid) आकार प्राप्त झाला आहे” अशा वस्तूला ग्रह (planet) असे म्हणावे. उपग्रहाची आवृत्ती व्याख्या अशी होती - ”ग्रहसदृश वस्तू जी एखाद्या ग्रहाभोवती फिरते आणि फिरताना ती वस्तू आणि तो ग्रह ह्या संयुक्त संस्थेचा (system) गुरुत्वमध्य (Center of Gravity) हा त्या ग्रहामध्ये असतो, अशा वस्तूला त्या ग्रहाचा उपग्रह (Satellite) असे म्हणावे.

आता ह्या दोन्ही आवृत्ती व्याख्या विस्ताराने पाहू. ह्या व्याख्या संपूर्णपणे समजावून घेण्यासाठी आपल्याला द्रवस्थैतिक स्थैर्य आणि गुरुत्वमध्य ह्या संकल्पना समजावून घ्याव्या लागतील. ग्रह तयार होताना अवकाशातील धूळ्, वायू एकत्र येऊन एका केंद्राभोवती फिरायला लागतात. ह्या फिरणा-या गोळ्याचे वस्तुमान जेवढे जास्त तेवढे त्याचे गुरुत्वाकर्षण बल (gravitational force) अधिक. ह्या स्वगुरुत्वाकर्षणाच्या परिणामामुळे ह्या धूळ आणि वायूच्या गोळ्यातील प्रत्येक कण हा केन्द्राच्या दिशेने ओढला जातो. गुरुत्वाकर्षण हे केंद्रापाशी सर्वात अधिक असल्यामुळे तेथे ह्या वायूंचा दाब सर्वाधिक असतो, तर जसजसे केंद्रापासून दूर जावे तसतसा हा दाब कमी होत जातो. ह्या दाबातील बदलामुळे जास्त दाबाकडून कमी दाबाकडे म्हणजेच केंद्रापासून बाहेरच्या दिशेने असे एक बल कार्यरत होते, ज्याला दाबफरक बल (pressure gradient force) म्हणतात. केंद्रगामी गुरुत्वाकर्षण बल आणि बाह्यगामी दाबफरक बल ह्यातील तोल साधला केला की त्या वस्तूला द्रवस्थैतिक स्थैर्य (hydrostatic equilibrium) प्राप्त झाले असे समजतात. ह्या स्थितीमध्ये त्या वस्तूतील प्रत्येक कण हा केंद्राच्या दिशेने सारख्याच प्रमाणात ओढला जात असल्याने त्या वस्तूला जवळपास गोलाकार प्राप्त होतो. वस्तूचे वस्तुमान जेवढे जास्त तेवढी गोलाकार प्राप्त होण्याची शक्यता अधिक. सर्वसाधारणपणे ५ x १०२२ किलोग्रॅम पेक्षा अधिक वस्तुमान आणि ८०० किलोमीटर पेक्षा अधिक व्यास असलेल्या वस्तू ह्या स्वगुरुत्वाने गोलाकार प्राप्त करू शकतात.

एखाद्या संस्थेचा गुरुत्वमध्य म्हणजे असा एक बिंदू ज्याठिकाणी त्या संस्थेचे संपूर्ण वजन एकवटल्याचे भासते. जर सारखेच वस्तुमान आणि आकारमान असलेल्या आणि परस्परांपासून क्ष किलोमीटर अंतरावर असलेल्या दोन गोलाकार वस्तू एकमेकांभोवती फिरत असतील तर त्या दोन वस्तू मिळून तयार होणा-या संस्थेचा गुरुत्वमध्य हा त्या दोन वस्तूंच्या बरोबर मध्ये, म्हणजेच कोणत्याही एका वस्तूच्या केंद्रापासून क्ष/२ अंतरावर आणि दोन्ही वस्तूंचे केंद्र जोडणा-या रेषेवर असेल. मात्र एक मोठ्या वस्तुमान आणि आकारमानाची वस्तू आणि तुलनेने फारच कमी वस्तुमानाची वस्तू अशी संस्था असल्यास त्या संस्थेचा गुरुत्वमध्य हा दोनी वस्तू जोडणाया रेषेवर, मात्र मोठ्या वस्तूचा आत असेल.

चंद्र हा पृथ्वीचा उपग्रह आहे. चंद्र पृथ्वीभोवती फिरतो असे म्हटले जात असले तरी प्रत्यक्षात चंद्र आणि पृथ्वी हे त्या दोघांच्या मिळून बनलेल्या संयुक्त संस्थेच्या गुरुत्व मध्याभोवती फिरतात. पृथ्वीचे वस्तुमान आणि आकारमान चंद्राच्या तुलनेत खूपच मोठे असल्यामुळे हा गुरुत्वमध्य पृथ्वीमध्ये, पृथ्वीच्या आत असतो. त्यामुळे चंद्राला पृथ्वीचा उपग्रह असे म्हणतात. शॅरन हा प्लुटोचा उपग्रह आहे असे मानले जाते. प्रत्यक्षात प्लुटो आणि शॅरन हे त्या दोघांच्या मिळून तयार झालेल्या संयुक्त संस्थेच्या गुरुत्वमध्याभोवती फिरतात. प्लुटो हा वस्तुमान आणि आकारमानाने शॅरनपेक्षा मोठा असला तरी दोघांच्या वस्तुमानामधला फरक खूपच कमी आहे. त्यामुळे ह्या संयुक्त संस्थेचा गुरुत्वमध्य प्लुटोमध्ये नसून, बाहेर अवकाशात आहे. हा गुरुत्वमध्य बाहेर असल्यामुळे आवृत्ती व्याख्येनुसार शॅरनला प्लुटोचा उपग्रह म्हणणे योग्य ठरले नसते. त्यामुळे शॅरनला स्वतंत्र ग्रहाचा दर्जा मिळाला असता. मात्र दोघे एकमेकांभोवती फिरतात आणि सूर्याभोवती साधारणपणे एकाच कक्षेत फिरत असल्यामुळे आणि प्लुटो-शॅरन ह्या जोडगोळीला जोडग्रह असे म्हटले गेले असते.

आपल्या सौरमालेमध्ये मंगळ व गुरू ग्रहांदरम्यान लघुग्रहांचा पट्टा आहे. ग्रहाच्या नवीन व्याख्येनुसार लघुग्रहांच्या पट्ट्यातील सेरेस (Ceres) ह्या लघुग्रहालाही ग्रहाचा दर्जा प्राप्त झाला असता. बहुतेक लघुग्रह हे छोटे-मोठे दगड आहेत. वस्तुमान कमी असल्यामुळे ह्या लघुग्रहांना द्रवस्थैतिक संतुलन प्राप्त झालेले नाही आणि म्हणून त्यांचे आकारही दगडांप्रमाणेच ओबडधोबड आहेत. मात्र सेरेस हा मोठा लघुग्रह गोलाकार असून त्याला द्रवस्थैतिक स्थैर्य प्राप्त झालेले असल्यामुळे सिरसला ग्रहाचा दर्जा द्यावा लागला असता. 

प्लुटॉन्स म्हणजे प्लुटोच्या पलिकडे असण्या-या अवकाशातील, मात्र सूर्याभोवती फिरणा-या अवकाशस्थ वस्तू. प्लुटो हा पहिला प्लुटॉन, शॅरन हा दुसरा प्लुटॉन तर “२००३ यूबी ३१३” हा तिसरा प्लुटॉन म्हणून ओळखला गेला असता. प्लुटोच्या अलिकडील ग्रहांना अभिजात ग्रह (बुध ते नेपच्यून, classical planets) असे म्हटले जाते.  इ‌. स. १९०० पूर्वी शोध लागलेल्या ग्रहांना इतिहासकालामध्ये ज्ञात असलेले ह्या अर्थी अभिजात असे म्हटले जात असले तरी तो ह्या ग्रहांचा अधिकृत प्रकार नाही.

२००३ मध्ये माइक ब्राउन (कॅल्टेक), चॅड ट्रुहिलो (जेमिनी वेधशाळा) आणि डेविड रॅबिनोविट्झ (येल विद्यापीठ) ह्यांनी शोधलेल्या “२००३ यूबी ३१३” ह्या वस्तूला आवृत्ती व्याख्येनुसार ग्रहाचा दर्जा मिळाला असता. “२००३ यूबी ३१३” हे तात्पुरते नाव असून त्याचेच “झेना” हे नावही काही प्रमाणात प्रचलित आहे. मात्र ह्या ग्रहाचे अधिकृत नाव लवकरच जाहीर करण्यात येणार आहे. झेना हा ग्रह प्लुटोच्या पलिकडे असून प्लुटोपेक्षा आकाराने मोठा आहे.

अशाप्रकारे आवृत्ती व्याख्येनुसार १२ ग्रहांच्या नव्या सौरमालेमध्ये आठ अभिजात ग्रह (classical planets) – बुध, शुक्र, पृथ्वी, मंगळ, गुरू, शनि, युरेनस, नेपच्यून, एक बटुग्रह (dwarf planet) – सेरेस  आणि तीन प्लुटॉन्स – प्लुटो, शॅरन, २००३ यूबी ३१३ ह्यांचा समावेश झाला असता (आकृती १).

द्वादश ग्रह सारणी -

ग्रहाचे नाव

अधिकृत प्रकार

वर्णनात्मक प्रकार

सरासरी व्यास (किमी)

बुध

-

अभिजात

४,८७९

शुक्र

-

अभिजात

१२,१०४

पृथ्वी

-

अभिजात

१२,७४६

मंगळ

-

अभिजात

६,७८०

सेरेस

-

बटु

९५२

गुरू

-

अभिजात

१,३८,३४६

शनी

-

अभिजात

१,१४,६३२

युरेनस

-

अभिजात

५०,५३२

नेप्च्यून

-

अभिजात

४९,१०५

प्लुटो

प्लुटॉन

बटु

२,३०६

शॅरन

प्लुटॉन

बटु

१,२०५

२००३यूबी२१३

प्लुटॉन

बटु

२,४००

The IAU draft definition of 'planet' and 'plutons' 

आकृती १ – द्वादश ग्रह व सूर्याच्या तुलनेत आकारमान (संदर्भ – इंटरनॅशनल ऍस्ट्रॉनमिकल सोसायटीचे संकेतस्थळ)

आवृत्ती व्याख्येनुसार भविष्यकाळामध्ये आपल्या सौरमालेतील ग्रहांची संख्या आणखी २ ते १२ ग्रहांनी वाढण्याची शक्यता निर्माण झाली होती (आकृती २). ह्या वस्तूही प्लुटोपलिकडील अवकाशात असल्याने त्या प्लुटॉन्स प्रकारात मोडतील. ह्या वस्तूंविषयी अधिक संशोधन चालू आहे. त्यांची सध्या तात्पुरत्या स्वरूपात वापरात असलेली नावे पुढीलप्रमाणे – २००३ इ एल ६१, २००५ एफ़ वाय ९, सेडना, ऑर्कस, क्वाओर, वरूण, २००२ टी एक्स ३००, इग्झिऑन, २००२ ए डब्ल्यू १९७, वेस्टा, पल्लस, हायजिया.

आकृती २ – आवृत्ती व्याख्येनुसार भविष्यकालीन ग्रह व पृथ्वीच्या तुलनेत आकारमान (संदर्भ – इंटरनॅशनल ऍस्ट्रॉनॉमिकल सोसायटीचे संकेतस्थळ)

मात्र आपल्या सौरमालेच्या सभासदसंख्येमध्ये वाढ होईल अशी आशा निर्माण केलेल्या खगोलविदांच्या संमेलनाने शेवटी सभासदसंख्या कमी करण्याचा निर्णय घेतला. प्लुटोला ग्रह म्हणावे अथवा नाही हा तसा जुनाच वाद. १९३० मध्ये प्लुटोचा शोध लागला तेव्हा तो किमान पृथ्वीच्या आकाराचा असावा असा प्राथमिक कयास होता. मात्र हळूहळू त्याच्याबद्दलची अधिक माहिती उजेडात आली. अभिजात ग्रहांच्या तुलनेत प्लुटोचा आकार खूपच लहान आहे. केवळ बुधापेक्षाच नाही तर काही मोठ्या ग्रहांच्या उपग्रहांपेक्षाही प्लुटो आकाराने लहान आहे. अभिजात अष्टग्रहांच्या कक्षा साधारण एकाच प्रतलात आहेत तर प्लुटोची कक्षा ह्या प्रतलाच्या तुलनेत बरीच कललेली आहे. त्यामुळे तसाही प्लुटो हा नेहमीच “ऑड मॅन आउट” होता. 

खगोलविदांनी दोन वर्षे खपून तयार केलेली ग्रहाची व्याख्या मान्य झाली असती तर सध्या शॅरन, सेरेस आणि २००३यूबी३१३ चा आणि भविष्यात आणखी ब-याचश्या अवकाशस्थ वस्तूंचा समावेश ग्रह म्हणून सौरमालेमध्ये झाला असता. थोड्याच वर्षात अशाप्रकारे सौरमालेतील ग्रहसंख्या पन्नासाच्या वर गेली असती. प्लुटोपलिकडील अवकाशातले नवेनवे शोध ह्या सदस्य संख्येत भर घालत राहिले असते आणि पाठ्यपुस्तकांमध्ये सतत बदल करावा लागला असता. आता अष्टग्रही सौरमालेसाठी पाठ्यपुस्तके एकदा बदलावी लागतील, मात्र तसे वारंवार होण्याचा धोका तूर्तास टळला आहे.

ग्रहाची नवीन व्याख्या अशी – सूर्याभोवती फिरणारी अवकाशस्थ वस्तू, जिचे वस्तुमान द्रवस्थैतिक संतुलन (Hydrostatic Equilibrium) मिळवण्याएवढे असल्याने तिला गोलाकार/गोलसदृश आकार प्राप्त झाला आहे आणि जिने तिच्या शेजारचा परिसर मोकळा केला आहे अशा वस्तूला ग्रह म्हणावे. प्लुटोकडे पहिल्या दोन गोष्टी असल्या तरी तिसरी नाही, म्हणून प्लुटो हा ग्रह नाही. मात्र त्याला बटुग्रह वा ग्रहबटु (Dwarf Planet) असे म्हणण्यात येईल.

ही नवी व्याख्या वाचल्यावर अनेक प्रश्न मनांत येतात आणि त्यांची समाधानकारक उत्तरे मला सापडलेली नाहीत. पहिला प्रश्न ‘शेजार मोकळा करणे म्हणजे नक्की काय?’ एखाद्या अवकाशस्थ वस्तूने शेजार मोकळा केला आहे वा नाही हे ठरवण्यासाठीचे निकष कोणते? इंटरनॅशनल ऍस्टॉनमिकल युनियन ने ग्रहाची ही नवीन व्याख्या करताना मोकळ्या शेजाराची संकल्पना स्पष्ट केलेली नाही. मंगळ व गुरूदरम्यानचा लघुग्रहांचा पट्टा हा मोकळ्या नसलेल्या शेजाराचे उदाहरण म्हणता येईल. अनेक छोटे मोठे लघुग्रह ह्या पट्ट्यामध्ये फिरत आहेत. त्यातील सेरेससारख्याने ग्रहाच्या व्याख्येतील पहिल्या दोन अटींची पूर्तता केली असली तरी त्याला मोकळा शेजार नाही, म्हणून तो ग्रह नाही. ग्रहाचे उपग्रहही साधारण ग्रहाच्याच कक्षेत सूर्याभोवती फिरतात असे म्हणता येईल. अभिजात अष्टग्रहांपैकी बहुतेकांना उपग्रह आहेत, तरीही ते ग्रह आहेत. म्हणजेच आसपास फिरणा-या वस्तूंना स्वतःच्या अंकित करून, उपग्रह म्हणून त्यांना स्वतःभोवती फिरवत ठेवणे, वा (शनीप्रमाणे) कड्यांच्या स्वरूपात स्वतःभोवती फिरत ठेवणे किंवा (नेपच्यूनने प्लुटोला भिरकावले तसे) त्या वस्तूंना वेगळ्या कक्षेत भिरकावून देणे ह्या शेजार मोकळा करण्यातील काही पाय-या असू शकतात.

प्लुटोच्या कक्षेवर युरेनसच्या गुरुत्वाकर्षणाचा मोठा परिणाम होतो. प्लुटोची कक्षा नेपच्यूनच्या कक्षेला छेदते. म्हणजेच प्लुटोचा शेजार मोकळा नाही म्हणून तो ग्रह नाही. पण मग त्याच न्यायाने नेपच्यूनलाही ग्रह म्हणता कामा नये, नाही का? प्लुटोची कक्षा नेपच्यूनच्या कक्षेला छेदते हेच वाक्य नेपच्यूनची कक्षा प्लुटोच्या कक्षेला छेदते असे उलटे म्हटले तर नेपच्यूननेही त्याचा शेजार मोकळा केलेला नाही असा त्याचा अर्थ होत नाही का? त्यावर असे म्हणता येईल की नेपच्यून आणि प्लुटोची तुलना करता प्लुटो नेपच्यूनपेक्षा खूपच लहान आहे.  प्लुटोची कक्षा नेपच्यूनच्या गुरुत्वाकर्षणाने प्रभावित झालेली आहे, नेपच्यूनची कक्षा प्लुटोच्या गुरुत्वाकर्षणाने प्रभावित झालेली नाही, सबब प्लुटो ग्रह नाही, मात्र नेपच्यून हा ग्रह आहे.

मात्र नवीन व्याखेनुसार नेपच्यूनपलिकडील अवकाशातील कोणत्याच वस्तू (ज्यांना क्युपर पट्ट्यातील (Cuiper Belt) वस्तू म्हणतात) ग्रह होऊ शकत नाही. २००३यूबी३१३ ने त्याचा शेजार मोकळा केलेला आहे वा नाही ह्याबद्दल सध्या पुरेशी माहिती उपलब्ध नाही.  प्लुटोची कक्षा नेपच्यूनच्या कक्षेला छेदते, तशी ह्या २००३यूबी३१३ ची छेदत नाही. तरीही २००३यूबी३१३ हा ग्रह नाही, असे का? आजपर्यंत सापडलेल्या क्युपर पट्टीय वस्तू  आकाराने व वस्तुमानाने खूपच लहान, बुधाहूनही लहान आहेत. त्या वस्तू लहान म्हणून त्यांना ग्रह म्हणायचे नसेल, तर वस्तुमान वा आकारमानाचा निकष व्याख्येत का लिहिलेला नाही? उदाहरणार्थ, ता-याभोवती फिरणारी आणि द्रवस्थैतिक संतुलन असणारी वस्तू जिचे वस्तुमान क्ष किलोग्रॅमपेक्षा जास्त आहे (किंवा किमान बुधाएवढे आहे) वा व्यास य किलोमीटरपेक्षा जास्त आहे अशाच वस्तूला ग्रह म्हणावे’ अशाप्रकारे व्याख्या करता आली नसती का? प्लुटोची कक्षा अभिजात ग्रहांच्या कक्षांच्या प्रतलात नाही, तर ती कललेली आहे. क्युपर पट्ट्यातील अनेक वस्तूंच्या कक्षाही ह्या प्रतलात नाहीत. ह्या कारणाने जर त्यांना ग्रह म्हणायचे नाही असे असते तर हीच व्याख्या ‘ता-याभोवती फिरणारी आणि द्रवस्थैतिक संतुलन असणारी वस्तू जिची सूर्याभोवती फिरण्याची कक्षा अभिजात ग्रहांच्या कक्षेच्या प्रतलात आहे अशाच वस्तूला ग्रह म्हणावे’ अशी व्याख्या करता आली नसती का? पण अशाने सेरेस ह्या लघुग्रहाला ग्रह म्हणावे लागले असते. मग वस्तुमानाचा आणि कक्षेच्या प्रतलाचा असे दोन्ही निकष घालून केलेली व्याख्या पुरेशी स्पष्ट ठरली असती. मात्र सध्याची व्याख्या पुरेशी समाधानकारक नाही.

आपल्या सौरमालेमध्ये क्युपर पट्ट्यातील वस्तू बुधाहून लहान आहेत. समजा इतर सौरमालांम्धील क्युपर पट्ट्यामध्ये मोठ्या वस्तू असतील, तर त्यांना ग्रह म्हणायचे वा की नाही? असा प्रश्नही उरतोच. थोडक्यात काय तर “मोकळा शेजार” म्हणजे नक्की काय हे जोपर्यंत स्पष्ट होत नाही तोपर्यंत ह्या सर्व प्रश्नांची समाधानकारक उत्तरे मिळणार नाहीत.

द्वादश ग्रहांच्या प्रस्तावामध्ये असलेली ग्रहांची व्याख्या स्पष्ट, निःसंदिग्ध होती. त्या प्रस्तावामध्ये उपग्रहाचीही स्पष्ट व्याख्या केलेली होती, ज्यानुसार शॅरन हा प्लुटोचा उपग्रह न राहता जोडग्रह झाला असता. मात्र ग्रहाच्या नवीन व्याख्येमध्ये उपग्रहाच्या व्याख्येचा अंतर्भाव नाही. त्यामुळे शॅरनला प्लुटोचा उपग्रहच मानायचे काय? हाही आणखी एक प्रश्न, ज्याचे उत्तर होकारार्थी मानायला हरकत नसावी.

 

आकृती ३. नवी सौरमाला – (सौजन्य इंटरनॅशनल ऍस्ट्रॉनमिकल युनियन चे संकेतस्थळ)

भविष्यकाळात ग्रहाची व्याख्या अधिक स्पष्ट, निःसंदिग्ध होईल अशी आशा करू या.  तूर्तास प्लुटोला पृथ्वीवासीयांची महादशा चालू आहे असे दिसते!! (त्यासाठी एखादी शांत करण्याचा उपाय माहीत असल्यास कृपया प्लुटोला कळवा.)

-वरदा वैद्य, ऑक्टोबर २००६ । Varada Vaidya, October 2006

संदर्भ -

माहिती -  इंटरनॅशनल ऍस्ट्रोनॉमिकल युनियन चे संकेतस्थळ,
             हॅलिडे, रेसनिक, “फंडामेंटल्स ऑफ फिजिक्स”, न्यूयॉर्क विली, जॉन्स ऍण्ड सन्स, २००१.
आकृत्या व सारसारणीसाठी – इंटरनॅशनल ऍस्ट्रोनॉमिकल युनियन चे संकेतस्थळ.