पृथ्वी आणि मंगळ यांसारखे ग्रह कसे तयार झाले? नवीन संशोधनात आधीच्या संकल्पनेला छेद

पृथ्वी (Earth) आणि मंगळ (Mars) सारख्या ग्रहांची उत्पत्ती सूर्यमालेतील बाह्य ग्रहांपेक्षा खूप वेगळी झाली आहे. पण हे कसे घडले याबद्दल शास्त्रज्ञांना फारशी माहिती नाही. नवीन अभ्यासामध्ये या दिशेने नवीन माहिती देण्याचं काम करण्यात आलं आहे. जर्मनीतील मुन्स्टर विद्यापीठातील संशोधकांच्या नेतृत्वाखालील अभ्यासात याचा शोध घेण्यात आला आहे. त्यांना असे आढळून आले आहे की पृथ्वी आणि मंगळ ज्या सामग्रीपासून बनले आहेत त्यातील बहुतेक सामग्री सौर मंडळाच्या आतील भागापासून बनलेली आहे, यातील फक्त एक भाग गुरू ग्रहाच्या कक्षेबाहेर आला होता. (प्रतिकात्मक फोटो: शटरस्टॉक)

या अभ्यासाने आतापर्यंत पृथ्वी (Earth), मंगळ (Mars) आणि सूर्यमालेच्या (Solar System) आतील आणि बाहेरील भागांमधील प्राचीन ग्रहांच्या बांधकाम साहित्याच्या समस्थानिकांच्या संदर्भात सर्वात तपशीलवार तुलना केली आहे. यातील काही पदार्थ आजही उल्कापातामध्ये सुरक्षित आणि अपरिवर्तित स्वरूपात उपलब्ध आहेत. फॉर्म सायन्स अॅडव्हान्सेस या जर्नलमध्ये प्रकाशित झालेल्या या अभ्यासाचे परिणाम आपल्या सूर्यमालेतील बुध, शुक्र, पृथ्वी आणि मंगळ यांच्या निर्मिती प्रक्रियेच्या आकलनासाठी दूरगामी परिणाम करू शकतात. (प्रतिकात्मक फोटो: पिक्साबे)

या अभ्यासामुळे हे चार खडकाळ ग्रह सूर्यमालेबाहेरील (Solar System) बारीक धुळीच्या कणांपासून कण (Dust particles) तयार झाल्याच्या संकल्पनेला छेद देत आहे. सौर मंडळाच्या ग्रहांच्या निर्मितीबद्दल दोन प्रकारचे सिद्धांत आहेत. जुन्या सिद्धांतानुसार, सूर्यमालेच्या आतील भागात धूलिकण हळूहळू मोठ्या प्रमाणात जमा झाले आणि त्यांची टक्करतून अखेरीस चार ग्रहांची निर्मिती झाली. त्याचवेळी, नवीन सिद्धांत सांगतो की मिलिमीटर आकाराचे तुकडे सूर्यमालेच्या बाहेरील भागातून सूर्याकडून येऊ लागले. वाटेत ते नवजात ग्रहाच्या आकारात वाढत जाऊन सूर्यमालेच्या आतील भागात पोहोचले. आणि आजच्या आकारापर्यंत वाढत गेले (प्रतिकात्मक फोटो: शटरस्टॉक)

दोन्ही मतं सैद्धांतिक मॉडेल्स आणि संगणक सिम्युलेशनवर आधारित आहेत जी सुरुवातीच्या सौर मंडळाच्या सौरमंडल (Solar System) परिस्थिती आणि गतिशीलतेवर (Dynamics) आधारित होती. या दोघांपैकी कोणता ग्रह निर्मितीचा मार्ग योग्य आहे या प्रश्नाचे उत्तर जाणून घेण्यासाठी संशोधकांनी पृथ्वी आणि मंगळ या ग्रहांची रचना अचूकपणे निश्चित केली. अभ्यासाचे पहिले लेखक, डॉ क्रिस्टोफ बुर्खार्ट म्हणाले की, टीमला हे जाणून घ्यायचे आहे की पृथ्वी आणि मंगळाचे बिल्डिंग ब्लॉक्स सौर यंत्रणेच्या आतून आले आहेत की बाहेरून. (प्रतिकात्मक फोटो: शटरस्टॉक)

यासाठी संशोधकांना पृथ्वीवरील टायटॅनियम आणि झिरकोनियमसारख्या दुर्मिळ धातूंच्या (Rare metals) समस्थानिकांची मदत मिळाली. हे पदार्थ ग्रहांच्या (Planets) बाहेरील थरावर आढळून आले आहेत, जेथे सिलिकेटचे प्रमाण भरपूर आहे. समस्थानिक हे घटक असतात ज्यांचे आण्विक वजन भिन्न असते. शास्त्रज्ञांचा असा विश्वास आहे की सुरुवातीच्या सूर्यमालेतील या दुर्मिळ आणि इतर धातूंच्या समस्थानिकांची विपुलता सूर्यापासूनच्या अंतरावर अवलंबून होती. म्हणून हे समस्थानिक काही वस्तूंच्या बिल्डिंग एलिमेंटच्या उत्पत्तीबद्दल माहिती ठेवतात. यासाठी संशोधकांनी लघुग्रहांच्या पट्ट्यात आढळणाऱ्या दोन प्रकारच्या उल्कापिंडांचा अभ्यास केला. एक कार्बन-समृद्ध कॉन्ड्राईट्स आणि दुसरे नॉन-कार्बन कॉन्ड्राईट्स (प्रतिकात्मक फोटो: शटरस्टॉक)

आतापर्यंत पृथ्वीच्या संरचनेचा अभ्यास केला गेला आहे. मात्र, मंगळाच्या खडकांचा या दृष्टिकोनातून अभ्यास होऊ शकला नाही. संशोधकांनी 17 मंगळाच्या उल्कापिंडांचा अभ्यास केला, ज्यापासून मंगळावरील सहा प्रकारचे खडक तयार केले गेले. त्यात तीन मुबलक धातूंच्या समस्थानिकांचाही अभ्यास करण्यात आला. संशोधकांना या उल्कापिंडांमध्ये टायटॅनियम, झिरकोनियम आणि मोलिब्डेनियम यांसारख्या दुर्मिळ धातूंचे समस्थानिक आढळले. संशोधकांच्या अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की पृथ्वी आणि मंगळाच्या बाह्य स्तरांमध्ये बाह्य सूर्यमालेतील कार्बनयुक्त कॉन्ड्राइट्सशी कमी साम्य आहे आणि ते त्यांच्या निर्मितीच्या घटकांपैकी फक्त चार टक्के आहेत. (प्रतिकात्मक फोटो: शटरस्टॉक)

संशोधकांचे म्हणणे आहे की जर पृथ्वी आणि मंगळ हे ग्रह प्रामुख्याने बाहेरील सौरमालेतील धुळीच्या कणांनी बनलेले असतील तर दुर्मिळ धातूंच्या समस्थानिकांची टक्केवारी खूप जास्त असेल. पण अडचण अशी आहे की पृथ्वी आणि मंगळाची रचना कार्बन नसलेल्या कॉन्ड्राईट्सशीही जुळत नाही. संगणक सिम्युलेशन सूचित करते की येथे दुसऱ्या प्रकारच्या निर्माण पदार्थाची भूमिका होती. हे देखील समोर आलंय की तिसऱ्या प्रकारचा निर्माण पदार्थ सौर यंत्रणेच्या आतील भागातील होता. म्हणजेच, दोन्ही ग्रहांची निर्मिती बहुतेक सूर्यमालेच्या आतील भागाच्या सामग्रीपासून बनलेली आहे. (प्रतिकात्मक फोटो: शटरस्टॉक)