पृथ्वीचे 'पाणी'ग्रहण

पृष्ठ क्रमांक

वरदा व. वैद्य

खूप खूप वर्षांपूर्वीची गोष्ट. त्या महाप्रचंड तेजोमेघामध्ये प्रचंड उलथापालथ चालू होती. ढग आणि धुळीने भरलेला तो प्रचंड ढग आतल्या आत ढवळून निघत होता. धूळींचे कण एकमेकांवर आपटून एकमेकांना बिलगत होते. बघता बघता त्या तेजोमेघात धूळ आणि वायूंचे लहान-मोठे गोळे तयार झाले. ते गोळे इतस्तत: भटकत असताना एकमेकांच्या वाटेत येत आणि मग ते गोळे एकत्र येऊन त्यांचे मोठे गोळे तयार होत. असे करता करता त्या तेजोमेघाच्या मध्यापाशी मोठा गोल आकार घेऊ लागला. हा गोल स्वत:भोवती गिरक्या घेता घेता आजूबाजूचे लहान-मोठे गोळे गिळंकृत करत असे. परिणामी ह्या गोळ्याचा आकार दिवसेंदिवस वाढत गेला. असे करता करता हजारो वर्षे गेली. हा गोलकाने आता चांगलेच बाळसे घरले होते. जसजसा त्याचा आकार वाढत होता तसतशी त्याची भूकही वाढत होती. भोवतालची धूळ आणि वायू तो जोराने स्वत:कडे खेचून घेत होता. जसे मोरीतून पाणी वाहून जाताना ते मोरीच्या भोकाभोवती गोल गोल फिरत मग आत जाते तसे हे धूळ आणि वायूंचे कण ह्या मध्यवर्ती गोळ्याकडे खेचले जाताना त्याभोवती गरगर फिरू लागले. ह्या पदार्थांची एक चकतीच त्या गोळ्याभोवती निर्माण झाली. सुमारे लक्ष वर्षांनी एक वेळ अशी आली की ह्या गोळ्याचे वाढलेले वस्तुमान त्याला स्वत:लाच पेलवेना. स्वत:च्या वस्तुमानाखाली तो अक्षरश: चिरडला जाऊ लागला. त्याच्या मध्याच्या दिशेने त्याच्यातील पदार्थ कोसळू लागले. आता ह्या बाहेरून आत कोसळणार्‍या वस्तुमानाला तोलण्यासाठी आतून बाहेरच्या दिशेने काहीतरी घडणे आवश्यक झाले आणि त्यावेळी तिथे हायड्रोजनच्या सम्मीलनाची (फ्यूजनाची) प्रक्रिया सुरू झाली. ज्या क्षणी ही प्रक्रिया सुरू झाली त्या क्षणी त्या गोळ्याचा तारा म्हणून जन्म झाला. हा नवजात तारा म्हणजे आपला सूर्य.

धूळ आणि वायूंची ती चकती ह्या नवजात सूर्याभोवती फिरतच होती. सूर्यातून बाहेर पडणार्‍या सौरकणांच्या (solar particles) आणि प्रारणांच्या (radiation) दाबामुळे ही चकती सूर्यापासून थोडी दूर ढकलली गेली आणि सूर्य आणि ह्या चकतीदरम्यान थोडे अंतर निर्माण झाले. आता ह्या चकतीमधले पदार्थ एकमेकांवर आदळून त्यात लहानमोठे गोळे तयार होऊ लागले होते. हळूहळू लहानमोठे ग्रहाणू (planetesimals) ह्या चकतीदरम्यान आकार घेऊ लागले. चकतीही हळूहळू थंड होऊ लागली. त्यातही चकतीचा बाहेरचा भाग आतल्या, सूर्याजवळच्या भागाच्या मानाने जास्त वेगाने थंड होऊ लागला. सौरकण आणि प्रारणांच्या दाबामुळे चकतीतली वायूरूप, हलकी आणि सहज गोठू न शकणारी (गोठण्यासाठी फारच कमी तापमानाची आवश्यकता असणारी) मूलद्रव्ये चकतीच्या बाहेरच्या भागात फेकली गेली; तर जड, सहज आणि जास्त तापमानालाही स्थायूरुप घेऊ शकणारी मूलद्रव्ये आणि संयुगे चकतीच्या आतल्या भागात जास्त प्रमाणात राहिली.

ह्या चकतीमध्ये तयार झालेले ग्रहाणू चकतीच्या फिरण्याच्या दिशेने सूर्याभोवती फिरू लागले. फिरता फिरता आजूबाजूच्या भागातील पदार्थ ते आपल्यात सामावून घेत आणखी मोठे होत होते. दोन वा अधिक ग्रहाणू आदळून एकमेकांत मिसळून जात. करता करता काही ग्रहाणूंचे आदिग्रह (protoplanets) तयार झाले. सौरमालेतील ग्रहाणू आणि आदिग्रह तयार झाल्यानंतर टकरींचा एक मोठा काळ येऊन गेला. ग्रहाणू व आदिग्रह एकमेकांच्या कक्षांमध्ये मोठ्या प्रमाणात हस्तक्षेप करत. त्यामुळे सौर-तेजोमेघामध्ये एका भागात तयार झालेला ग्रहाणू ती जागा सोडून दुसर्‍याच ठिकाणी फेकला जाई. अशा तर्‍हेने ग्रह तयार होताना सौर-तेजोमेघाच्या विविध भागातील ग्रहाणू त्यात असत.
एक आदिग्रह बघता बघता खूप मोठा झाला आणि त्याचा गुरूग्रह झाला. आजूबाजूचे ग्रहाणू मटकावत त्याचे वस्तुमान वाढता वाढता एवढे वाढले की ते पृथ्वीच्या वस्तुमानाच्या दहापट झाले. (आपल्या आकलनाच्या सोयीसाठी आपण पृथ्वीच्या तुलनेत सगळ्यांची वस्तुमाने मोजतो.) आता हे वस्तुमान एवढे वाढले होते की आजूबाजूचे ग्रहाणूच नव्हे तर वायूसुद्धा त्याच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या जाळ्यात अडकू लागले. मात्र गुरू चकतीच्या अशा भागात तयार झाला होता, जिथे जड मूलद्रव्ये फार मोठ्या प्रमाणात नव्हती, हलकी मूलद्रव्ये मात्र भरपूर. त्यामुळे तो वायूग्रह (gaseous planet) झाला. गुरूग्रहाच्या अलीकडे आणि पलीकडेही लहानमोठे आदिग्रह चकतीशेतात चरत होतेच. अलीकडच्या भागातील आदिग्रहांना चरायचा चांगली जड मूलद्रव्ये मिळाली होती. त्यामुळे त्यांचे दगड-धोंड्यांचे ग्रह (rockey planets) झाले. बुध, शुक्र, पृथ्वी आणि मंगळ हे ते ग्रह. गुरू आणि पलीकडे मात्र आदिग्रहांना हलक्या मूलद्रव्यांवर आपले पोट भरावे लागल्यामुळे त्यांचे वायूरूप ग्रह तयार झाले ते शनी, युरेनस आणि नेपच्यून. भोवतालचे कण गुरुत्वाकर्षणाने स्वत:त सामावून घेऊन गाभ्याच्या वाढण्याच्या प्रक्रियेला संवृद्धी (accretion) असे म्हणतात. सूर्य व सौरमालेतील बहुतेक ग्रह हे गाभ्याच्या संवृद्धीने (core accretion) तयार झाले आहेत असे प्रचलित सिद्धांत सांगतो.

असे लहानमोठे ग्रह तयार होताना त्यांनी चकतीशेत बर्‍यापैकी साफ केले होते. तेव्हा पटकन ओढून गिळता येतील असे पदार्थ आता गुरूला मिळेनासे झाले आणि स्वत:ही सूर्याप्रमाणे होण्याचा त्याचा प्रयत्न फसू लागला, तसा तो चवताळला. मंगळ आणि गुरूच्या दरम्यानही पदार्थ एकत्र येऊन काही ग्रहाणू आदिग्रह तयार करण्याच्या कामात गुंतले होते. मात्र चवताळलेल्या गुरूच्या गुरुत्वाकर्षणाचा परिणाम एवढा की ते एकत्र येऊच शकले नाहीत. शेवटी लघुग्रहांच्या (asteroids) रूपात ते तिथेच त्या पट्ट्यात फिरू लागले. लघुग्रहांचा पट्टा असा तयार झाला असावा असे प्रचलित सिद्धांत सांगतो. लघुग्रहांच्या निर्मितीचा आणखी एक सिद्धांत मानला जात असे. त्यानुसार मंगळ आणि गुरूदरम्यान ग्रह तयार झाला होता, पण गुरूच्या गुरुत्वाकर्षणापुढे त्याचा फार काळ निभाव लागू शकला नाही आणि शेवटी फुटून त्याच्या ठिकर्‍या उडाल्या. ह्या ठिकर्‍या म्हणजेच लघुग्रह. लघुग्रहांच्या पट्ट्याचे एकूण वस्तुमान आपल्या चंद्राच्या वस्तुमानाच्या केवळ ४% भरते. लघुग्रहांचा मिळून गोल केला तर तो केवळ १५०० किलोमीटर व्यासाचा, म्हणजे आपल्या चंद्राच्या निम्म्या व्यासाचा होईल. म्हणजे ग्रह तयार होण्याएवढे सामान तिथे नाही. त्यामुळे लघुग्रहांच्या निर्मितीचा दुसरा सिद्धांत आता मागे पडला आहे.
खगोल एकक (ख.ए. Astronomical Unit, A.U.) म्हणजे सूर्य आणि पृथ्वीदरम्यानचे सरासरी अंतर. १ ख.ए. = १४,९५,९८,००० किलोमीटर. सूर्यापासून २.७ ख.ए. अंतराला 'हिमरेषा' (ice line) म्हणतात. ह्या अंतरावर सौर-तेजोमेघ (solar nebula) पुरेसा थंड असल्याने तिथे पाणी गोठू शकत होते. त्या मुळे ह्या अंतरावर आणि त्यापुढे तयार झालेल्या ग्रहाणूंमध्ये पाणी अंतर्भूत झाले. लघुग्रहांच्या पट्ट्यातील बाहेरच्या भागातील लघुग्रहांवर अशा तर्‍हेने मोठ्या प्रमाणात पाणी अंतर्भूत झाले.