2012 में अपनी स्थापना के बाद, रामपुर में स्थित, आर्यभट्ट तारामंडल, भारत का पहला लेज़र तारामंडल था। इसी संदर्भ में, अगर हम कुछ ग्रहों के बारे में बात करें, तो हम आपको बता दें कि, मंगल ग्रह का निर्माण, शेष सौर मंडल के साथ, लगभग 4.6 अरब साल पहले हुआ था। इसके बारे में सबसे व्यापक रूप से स्वीकृत सिद्धांत – कोर अभिवृद्धि यानी कोर एक्रीशन थ्योरी (Core accretion theory) है और यह मंगल जैसे स्थलीय ग्रहों के निर्माण को अच्छी तरह से समझाता है। तो आइए, आज मंगल ग्रह के निर्माण के बारे में विस्तार से जानते हैं। उसके बाद, हम इस बात पर कुछ प्रकाश डालेंगे कि, कोर अभिवृद्धि सिद्धांत, विशाल ग्रहों के निर्माण की व्याख्या करने में क्यों विफ़ल रहता है। आगे, हम इस बारे में बात करेंगे कि, मंगल ग्रह अपने 4.6 अरब वर्षों के इतिहास में, कैसे विकसित हुआ है। अंत में, हम अपने सौर मंडल की उत्पत्ति और गठन के बारे में कुछ दिलचस्प सिद्धांतों पर प्रकाश डालेंगे।
कोर एक्रीशन थ्योरी के अनुसार, मंगल ग्रह का निर्माण कैसे हुआ?
कोर अभिवृद्धि सिद्धांत यह है कि, सौर मंडल, ठंडी गैस और धूल के एक बड़े, ढेलेदार बादल के रूप में शुरू हुआ था, जिसे सोलर नेब्यूला (Solar nebula) कहा जाता है। नेब्यूला, अपने ही गुरुत्वाकर्षण के कारण ढह गया, और एक घूमती हुई डिस्क में चपटा हो गया । बाकी पदार्थ को डिस्क के केंद्र की ओर खींचा गया, जिससे सूर्य का निर्माण हुआ।
पदार्थ के अन्य कण, आपस में चिपककर अवकाशीय वस्तुओं का निर्माण करते हैं, जिन्हें प्लैनेटेसिमल्स (Planetesimals) कहा जाता है। इनमें से कुछ प्लैनेटेसिमल्स ने मिलकर, क्षुद्रग्रह, धूमकेतु, चंद्रमा और बाकी ग्रह बनाए। सौर हवा – सूर्य से निकलने वाले आवेशित कण – हाइड्रोजन और हीलियम जैसे हल्के तत्वों को उड़ा ले गए, और ज़्यादातर छोटे, चट्टानी ग्रहों को पीछे छोड़ गए। हालांकि, बाहरी क्षेत्रों में, ज़्यादातर हाइड्रोजन और हीलियम से बने गैस ग्रहों का निर्माण हुआ, क्योंकि सौर हवा वहां कमज़ोर थी।
एक्सोप्लैनेट (Exoplanet) अवलोकन प्रमुख गठन प्रक्रिया के रूप में, कोर अभिवृद्धि की पुष्टि करते प्रतीत होते हैं। अधिक “धातुओं” वाले तारे, उनके केंद्र में अधिक विशाल ग्रह होते हैं। नासा (NASA) के अनुसार, कोर अभिवृद्धि से पता चलता है कि, छोटे, चट्टानी ग्रह अधिक विशाल गैस ग्रहों की तुलना में, अधिक सामान्य होने चाहिए।
कोर एक्रीशन सिद्धांत, विशाल ग्रहों के निर्माण की व्याख्या करने में विफ़ल क्यों है?
वास्तव में, यह सिद्धांत किसी तारे से, बड़ी दूरी पर बनने वाले विशाल ग्रहों की व्याख्या करने के लिए अपर्याप्त है। इसके परिणामस्वरूप, एच डी 106906 बी (HD 106906 b) – जिसकी कक्षा सूर्य के चारों ओर मौजूद पृथ्वी की कक्षा से, 650 गुना अधिक है – को हमारे तारे से पूरी तरह स्वतंत्र रूप से निर्मित होने के रूप में, प्रस्तावित किया गया है! एक अन्य समस्या, नेपच्यून और यूरेनस के लिए अभिवृद्धि के माध्यम से, एक केंद्र बनाने के लिए आवश्यक अत्यंत लंबे समय-पैमाने की है, जो लगभग 10 मिलियन वर्ष होने का अनुमान है। चूंकि, प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क (Protoplanetary disk) में, गैस और धूल संभवतः केवल कुछ मिलियन वर्षों तक ही टिकी रही, इसलिए, यह एक बड़ा मुद्दा बन गया है।
अपने 4.6 अरब वर्ष के इतिहास में, मंगल ग्रह कैसे विकसित हुआ है?
1.) केंद्र से व्यवस्थित होना: सभी ग्रहों की तरह, मंगल ग्रह भी, इसके जमाव के दौरान प्रभावकों द्वारा निरंतर प्रहार और तत्वों के रेडियोधर्मी क्षय के कारण, बनते ही गर्म हो गया। इसके बनने के तुरंत बाद, इसका आंतरिक भाग, आंशिक रूप से पिघल गया और मंगल ग्रह को बनाने वाली सामग्री पुनर्गठित हो गई। साथ ही, सघन तत्व – लोहा और लौह सल्फ़ाइड (Iron sulfide) – अधिक सिलिकेट(Silicate)–समृद्ध सामग्रियों से अलग हो गए, और आंतरिक भाग में चले गए, जिससे मंगल ग्रह का केंद्र बन गया। इस केंद्र के चारों ओर, सिलिकेट-समृद्ध परत ने मंगल ग्रह का आवरण बनाया। सबसे कम सघन सिलिकेट सामग्री ने, ग्रह की भूपर्पटी का निर्माण किया, जो शायद ग्रह को घेरने वाले, मैग्मा महासागर से क्रिस्टलीकृत हुई थी। पहले कुछ सौ मिलियन वर्षों तक, मंगल ग्रह पर संभवतः एक चुंबकीय क्षेत्र था, जो पिघले हुए केंद्र में, संवहन (द्रव प्रवाह) द्वारा उत्पन्न होता था। हालांकि, जैसे ही मंगल ग्रह ठंडा हुआ, इसका चुंबकीय क्षेत्र ख़त्म हो गया।
2.) मंगल के उत्तर और दक्षिण के बीच इतना बड़ा अंतर क्यों है? : मंगल ग्रह का उत्तरी गोलार्ध, अपेक्षाकृत कम या गहरा है और दक्षिणी गोलार्ध ऊंचा है। दक्षिणी गोलार्ध में, इसकी भूपर्पटी उत्तरी गोलार्ध की तुलना में, लगभग 25 किलोमीटर (15 मील) अधिक मोटी है। इस कारण, दक्षिणी उच्चभूमि, उत्तरी क्षेत्रों की तुलना में लगभग 4 किलोमीटर (2.5 मील) अधिक ऊंची है। यह स्पष्ट रूप से, मंगल ग्रह के इतिहास के पहले कुछ सौ मिलियन वर्षों में हुआ था।
3.) बड़े पैमाने पर ज्वालामुखी: प्रारंभिक मंगल ग्रह, ज्वालामुखी रूप से सक्रिय था। इसकी सतह पर लावा बह रहा था, और इसके वायुमंडल में, पानी और कार्बन डाइऑक्साइड फैल रहे थे। लगभग 3.5 अरब वर्षों से लेकर हाल तक, ज्वालामुखीय और टेक्टोनिक गतिविधि (Tectonic movement), मंगल की भूमध्य रेखा के पास, थार्सिस क्षेत्र (Tharsis region) के आसपास केंद्रित रही है। थार्सिस, मंगल की भूपर्पटी में एक विशाल उभार है, जो प्रमुख ज्वालामुखियों से ढका हुआ है। कुछ वैज्ञानिकों का सुझाव है कि, यह उभार सामान्य मैंटल की तुलना में, अधिक गर्म क्षेत्र पर फैला हुआ है।
4.) गतिमान प्लेटें: मंगल ग्रह पर ज्वालामुखियों की शृंखलाएं, लंबी चोटियां या मुड़े हुए पहाड़ों जैसी विशेषताओं के पैटर्न का अभाव है। इसकी उम्मीद तब की जा सकती है, जब, प्लेट टेक्टोनिक्स घटित हो रहा होगा, या हाल ही में हुआ हो। सभी सबूत यह है कि, मंगल ग्रह पर कम से कम पिछले 3 अरब वर्षों से, एक स्थिर बाहरी परत है, जब थार्सिस क्षेत्र का निर्माण शुरू हुआ था। हाल ही में, कुछ वैज्ञानिकों ने इस ग्रह के दक्षिणी ऊंचे क्षेत्रों में मौजूद, चुंबकीय पैटर्न के आधार पर, अनुमान लगाया है कि, मंगल के प्रारंभिक इतिहास में प्लेट टेक्टोनिक्स कार्यरत था।
सौर मंडल की उत्पत्ति के बारे में कुछ रोचक सिद्धांत:
1.) प्रोटोप्लैनेट सिद्धांत:
एक घना अंतर–तारकीय बादल, तारों का एक समूह उत्पन्न करता है। उस बादल में घने क्षेत्र बनते और एकत्रित होते हैं। चूंकि, इन छोटी वस्तुओं में, अनियमित घुमाव होते हैं, इसके परिणामस्वरूप, तारों की घूर्णन दर कम होगी। ये ग्रह, तारे द्वारा पकड़ी गई छोटी वस्तुएं हैं। सौर मंडल के ग्रहों में देखी जाने वाली घूर्णन दर तुलना में, छोटी वस्तुओं का घूर्णन अधिक होगा। लेकिन, यह सिद्धांत यह बताता है कि, ‘ग्रहीय वस्तुएं’ ग्रहों और उपग्रहों में विभाजित हैं। हालांकि, यह स्पष्ट नहीं है कि, ग्रह एक समतल भाग तक कैसे सीमित हो गए, या उनकी परिक्रमा एक ही अर्थ में क्यों होती है।
2.) कैप्चर सिद्धांत (The Capture theory):
सूर्य अपने निकट के प्रोटोस्टार (Protostar) के साथ संपर्क करता है, व उससे पदार्थ खींचता है। सूर्य की कम घूर्णन गति को, ग्रहों से पहले इसके गठन के कारण समझाया गया है। जबकि, स्थलीय ग्रहों को सूर्य के नज़दीक, प्रोटोप्लैनेट के बीच टकराव के रूप में समझाया गया है। साथ ही, विशाल ग्रहों और उनके उपग्रहों को, सूर्य द्वारा खींचे गए पदार्थ में संक्षेपण के रूप में, समझाया गया है।
3.) आधुनिक लाप्लासियन सिद्धांत (The Modern Laplacian theory):
फ़्रांसीसी खगोलशास्त्री और गणितज्ञ – पियेर सिमों लाप्लास (Pierre-Simon Laplace) ने, पहली बार, 1796 में सुझाव दिया था कि, सूर्य और ग्रह एक घूमते हुए नेब्यूला में बने थे, जो ठंडा होकर ढह गया। इस सिद्धांत ने तर्क दिया कि, यह नेब्यूला संघनित होकर छल्लों में बदल गई, जिससे अंततः ग्रह और एक केंद्रीय द्रव्यमान – सूर्य का निर्माण हुआ। हालांकि, सूर्य की धीमी गति को, इसके तहत समझाया नहीं जा सका। इस सिद्धांत का आधुनिक संस्करण मानता है कि, केंद्रीय संघनन में ठोस धूल के कण होते हैं, जो केंद्र संघनन के दौरान गैस में खिंचाव पैदा करते हैं। अंततः, केंद्र के धीमा हो जाने के बाद, इसका तापमान बढ़ जाता है, और धूल वाष्पित हो जाती है। धीरे-धीरे घूमने वाला केंद्र, सूर्य बन जाता है। जबकि, ग्रह तेज़ी से घूमने वाले बादलों से बनते हैं।
4.) आधुनिक नेब्यूला सिद्धांत (The Modern Nebular theory):
ग्रहों की उत्पत्ति गैस और धूल के बादल में सामग्री से बनी, एक घनी डिस्क में होती है, जो ढहकर हमें सूर्य प्रदान करती है। इस डिस्क का घनत्व ग्रहों के निर्माण के लिए पर्याप्त होना चाहिए। और फिर भी, यह इतना पतला होना चाहिए कि, ऊर्जा उत्पादन बढ़ने पर सूर्य द्वारा अवशिष्ट पदार्थ को उड़ाया जा सके। 1992 में, हबल अंतरिक्ष दूरदर्शी (Hubble Space Telescope) ने ओरियन नेब्यूला (Orion nebula) में प्रोटो-प्लैनेटरी डिस्क की पहली छवियां प्राप्त की थी। वे मोटे तौर पर, सौर मंडल के समान पैमाने पर हैं, और इस सिद्धांत को मज़बूत समर्थन देते हैं।
संदर्भ
https://tinyurl.com/ynj9w9e8
https://tinyurl.com/56mzx7pk
https://tinyurl.com/2xyrd6ts
https://tinyurl.com/2zdtapkx
चित्र संदर्भ
1. ओलंपस मोन्स (Olympus Mons) नामक मंगल ग्रह के सबसे बड़े ज्वालामुखी को संदर्भित करता एक चित्रण (wikimedia)
2. मंगल ग्रह की एक पूर्ण छवि को संदर्भित करता एक चित्रण (wikimedia)
3. ब्रह्मांडीय विस्फ़ोट (cosmic explosion) को संदर्भित करता एक चित्रण (wikimedia)
4. सूर्य और मंगल ग्रह को संदर्भित करता एक चित्रण (wikimedia)
5. मंगल ग्रह की आंतरिक संरचना को संदर्भित करता एक चित्रण (wikimedia)
