चंद्रमा और उसके काले धब्बे। छवि क्रेडिट: नासा। बड़ा करने के लिए क्लिक करें।
हर संस्कृति के लोग चंद्रमा पर काले 'धब्बों' से मोहित हो गए हैं, जो एक खरगोश, मेंढक या एक जोकर के चेहरे की आकृति बनाते प्रतीत होते हैं। अपोलो मिशन के साथ, वैज्ञानिकों ने पाया कि ये विशेषताएं वास्तव में विशाल प्रभाव वाले बेसिन हैं जो अब-ठोस लावा से भर गए थे। एक आश्चर्य यह था कि ये बेसिन प्रारंभिक सौर मंडल के इतिहास में अपेक्षाकृत देर से बने - पृथ्वी और चंद्रमा के निर्माण के लगभग 700 मिलियन वर्ष बाद। कई वैज्ञानिक अब मानते हैं कि ये चंद्र प्रभाव बेसिन ग्रहों की बमबारी दर में भारी वृद्धि के साक्षी हैं - जिसे लेट हैवी बॉम्बार्डमेंट (एलएचबी) कहा जाता है। हालाँकि, इस तरह की तीव्र बमबारी का कारण कई लोगों द्वारा सौर मंडल के इतिहास के सबसे संरक्षित रहस्यों में से एक माना जाता है।
प्रकृति पत्रिका के इस सप्ताह के अंक में प्रकाशित तीन पत्रों की एक श्रृंखला में, ग्रह वैज्ञानिकों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम, रॉडनी गोम्स (ब्राजील की राष्ट्रीय वेधशाला), हेरोल्ड लेविसन (दक्षिण पश्चिम अनुसंधान संस्थान, संयुक्त राज्य अमेरिका), एलेसेंड्रो मोरबिडेली (ऑब्जर्वेटोएरे डे ला सी) ?te d'Azur, फ्रांस) और Kleomenis Tsiganis (OCA और Thessaloniki, ग्रीस विश्वविद्यालय) - नाइस में ऑब्जर्वेटोएरे डे ला C? ते d'Azur में आयोजित एक आगंतुक कार्यक्रम द्वारा एक साथ लाया गया - एक मॉडल का प्रस्ताव दिया जो न केवल स्वाभाविक रूप से हल करता है एलएचबी की उत्पत्ति का रहस्य, लेकिन बाहरी ग्रह प्रणाली की कई प्रेक्षित विशेषताओं की व्याख्या भी करता है।
यह नया मॉडल कल्पना करता है कि चार विशाल ग्रह, बृहस्पति, शनि, यूरेनस और नेपच्यून, एक बहुत ही कॉम्पैक्ट कक्षीय विन्यास में बने हैं, जो बर्फ और चट्टान से बनी छोटी वस्तुओं की एक डिस्क से घिरा हुआ था (जिन्हें 'ग्रहों' के रूप में जाना जाता है)। नाइस टीम द्वारा संख्यात्मक सिमुलेशन से पता चलता है कि ग्रहों के गुरुत्वाकर्षण प्रभाव के कारण इनमें से कुछ ग्रह धीरे-धीरे डिस्क से बाहर निकल गए। ग्रहों ने इन छोटी वस्तुओं को पूरे सौर मंडल में बिखेर दिया, कभी बाहर की ओर तो कभी अंदर की ओर।
'जैसा कि आइजैक न्यूटन ने हमें सिखाया है, हर क्रिया के लिए एक समान और विपरीत प्रतिक्रिया होती है,' सिगनिस कहते हैं। 'यदि कोई ग्रह किसी ग्रह को सौर मंडल से बाहर फेंकता है, तो ग्रह सूर्य की ओर बढ़ता है, बस थोड़ा सा, मुआवजे में। दूसरी ओर, यदि ग्रह ग्रह को अंदर की ओर बिखेरता है, तो ग्रह सूर्य से थोड़ा दूर कूद जाता है।'
संख्यात्मक सिमुलेशन से पता चलता है कि, औसतन, बृहस्पति अंदर की ओर चला गया, जबकि अन्य विशाल ग्रह बाहर की ओर चले गए।
प्रारंभ में, यह एक बहुत ही धीमी प्रक्रिया थी, जिसमें ग्रहों को एक छोटी सी राशि को स्थानांतरित करने में लाखों वर्ष लग जाते थे। फिर, इस नए मॉडल के अनुसार, 700 मिलियन वर्षों के बाद, स्थिति अचानक बदल गई। उस समय, शनि उस बिंदु से होकर गुजरा, जहां उसकी कक्षा की अवधि बृहस्पति की कक्षा से ठीक दोगुनी थी। इस विशेष कक्षीय विन्यास के कारण बृहस्पति और शनि की कक्षाएँ अचानक अधिक अण्डाकार हो गईं।
गोम्स कहते हैं, 'इससे यूरेनस और नेपच्यून की कक्षाएं पागल हो गईं।' 'उनकी कक्षाएँ बहुत विलक्षण हो गईं और वे गुरुत्वाकर्षण रूप से एक-दूसरे से बिखरने लगे - और शनि भी।'
द नाइस टीम का तर्क है कि यूरेनस और नेपच्यून की कक्षाओं के इस विकास ने चंद्रमा पर एलएचबी का कारण बना। उनके कंप्यूटर सिमुलेशन से पता चलता है कि ये ग्रह बहुत जल्दी ग्रहीय डिस्क में प्रवेश कर गए, पूरे ग्रह प्रणाली में वस्तुओं को बिखेर दिया। इनमें से कई वस्तुएं आंतरिक सौर मंडल में प्रवेश कर गईं जहां उन्होंने पृथ्वी और चंद्रमा को प्रभाव से भर दिया। इसके अलावा, पूरी प्रक्रिया ने क्षुद्रग्रहों की कक्षाओं को अस्थिर कर दिया, जिसने तब एलएचबी में भी योगदान दिया होगा। अंत में, ग्रहीय डिस्क के गुरुत्वाकर्षण प्रभाव ने यूरेनस और नेपच्यून को अपनी वर्तमान कक्षाओं में विकसित करने का कारण बना दिया।
'यह बहुत आश्वस्त है,' लेविसन कहते हैं। 'हमने इस प्रक्रिया के कई दर्जन सिमुलेशन किए हैं, और सांख्यिकीय रूप से ग्रहों को कक्षाओं में समाप्त हो गया है जो हम देखते हैं, सही अलगाव, विलक्षणता और झुकाव के साथ। तो, एलएचबी के अलावा, हम विशाल ग्रहों की कक्षाओं की व्याख्या भी कर सकते हैं। इससे पहले किसी अन्य मॉडल ने ऐसा कुछ भी हासिल नहीं किया है।'
हालांकि, एक और बाधा को दूर करना था। सौर मंडल में वर्तमान में क्षुद्रग्रहों की आबादी है जो अनिवार्य रूप से बृहस्पति के समान कक्षा का अनुसरण करते हैं, लेकिन लगभग 60 डिग्री की कोणीय दूरी से उस ग्रह का नेतृत्व या निशान बनाते हैं। कंप्यूटर सिमुलेशन से पता चलता है कि ये पिंड, जिन्हें 'ट्रोजन क्षुद्रग्रह' के रूप में जाना जाता है, खो गए होंगे क्योंकि विशाल ग्रहों की कक्षाएँ बदल गई थीं।
मोरबिडेली कहते हैं, 'हम इस समस्या के बारे में चिंता करते हुए महीनों तक बैठे रहे, जो हमारे मॉडल को अमान्य लग रहा था,' जब तक हमें एहसास नहीं हुआ कि अगर एक पक्षी खुले पिंजरे से बच सकता है, तो दूसरा आ सकता है और उसमें घोंसला बना सकता है।
नाइस टीम ने पाया कि कुछ बहुत ही वस्तुएं जो ग्रहों के विकास को चला रही थीं, और जो एलएचबी का कारण बनीं, उन्हें भी ट्रोजन क्षुद्रग्रह कक्षाओं में कैद कर लिया गया होगा। सिमुलेशन में, फंसे हुए ट्रोजन देखे गए ट्रोजन के कक्षीय वितरण को पुन: उत्पन्न करने के लिए निकले, जो अब तक अस्पष्ट था। फंसी हुई वस्तुओं का कुल अनुमानित द्रव्यमान भी प्रेक्षित जनसंख्या के अनुरूप था।
कुल मिलाकर, नाइस टीम का नया मॉडल स्वाभाविक रूप से विशाल ग्रहों, ट्रोजन क्षुद्रग्रहों और एलएचबी की कक्षाओं को अभूतपूर्व सटीकता के बारे में बताता है। 'हमारा मॉडल इतनी सारी बातें बताता है कि हम मानते हैं कि यह मूल रूप से सही होना चाहिए,' मोर्डिबेली कहते हैं। 'बाहरी सौर मंडल की संरचना से पता चलता है कि ग्रह निर्माण प्रक्रिया समाप्त होने के बाद ग्रह शायद अच्छी तरह से हिल गए।'
मूल स्रोत: एसडब्ल्यूआरआई समाचार विज्ञप्ति