काठमाडौं ।
कल्पना गर्नुस् त दुई ओटा ग्रहहरु एक आपसमा ठोक्किए भने के होला! नासाको जेम्स वेब स्पेस टेलिस्कोप (जेडब्लूएसटी) प्रयोग गरेर खगोलविद्हरूले ग्रहहरू हिंसात्मक रूपमा आपसमा ठोक्किने अशान्त ग्रह प्रणालीहरूको अध्ययन गरिरहेका छन्।
यस अध्ययनले पृथ्वी र ‘थिया’ नामको मंगल ग्रहको आकारको एउटा ग्रहबीच भएको मानिने ठक्करबारे बुझ्न पनि सहयोग गर्न सक्छ। उक्त ठक्करबाट पृथ्वी वरिपरि फैलिएको पदार्थ एकत्रित भएर अर्बौं वर्षअघि चन्द्रमा बनेको मानिन्छ।
स्पेस डटकमका अनुसार युवा ग्रह प्रणालीहरू निकै हिंसात्मक हुने गर्छन्। यस्ता प्रणालीमा युवा तारालाई ग्यास र धुलोबाट बनेका प्रोटोप्लानेटरी डिस्कले घेरेका हुन्छन्। यी डिस्कभित्र प्लानेटेसिमल भनिने साना पिण्डहरू आपसमा ठोक्किएर जोडिन्छन् र ग्रह निर्माणको प्रक्रिया सुरु हुन्छ।
तर नासाको अहिले अवकाशप्राप्त स्पिट्जर स्पेस टेलिस्कोपले सामान्यभन्दा पनि बढी हिंसात्मक हुने प्रोटोप्लानेटरी डिस्कको एउटा वर्ग पत्ता लगाएको थियो, जसलाई ‘एक्स्ट्रीम डेब्रि डिस्क’ भनिन्छ। यी प्रणालीमा युवा ताराको नजिकै असामान्य रूपमा ठूलो मात्रामा तातो धुलो हुन्छ, जुन सौर्यमण्डलमा चट्टानी ग्रहहरू रहेको क्षेत्रसँग मिल्दोजुल्दो हुन्छ।
एक्स्ट्रीम डेब्रि डिस्कको अध्ययन चुनौतीपूर्ण छ, आंशिक रूपमा यस्ता प्रणाली निकै दुर्लभ भएकाले। वैज्ञानिकहरूको अनुमानअनुसार यस्ता प्रणाली करिब १ प्रतिशत ताराको वरिपरि मात्र हुन्छन्। हाम्रो सूर्य पनि यस्तै दुर्लभ तारामध्ये एक रहेको हुनसक्ने अनुमान गरिएको छ।
वैज्ञानिकहरूको एउटा टोलीले जेम्स वेब स्पेस टेलिस्कोपको शक्तिशाली अवलोकन क्षमतामार्फत २१ वटा एक्स्ट्रीम डेब्रि डिस्कको अध्ययन गर्यो। यसमा स्पिट्जरको अभिलेखीय तथ्यांकमा रहेका पाँचमध्ये चार प्रणालीको थप अध्ययन तथा जैडब्लूएसटी बाट १६ वटा प्रणालीको अध्ययन गरिएको थियो। तीमध्ये १२ वटा डिस्क पहिलोपटक अवलोकन गरिएका थिए।
“हामीले ‘एक्स्ट्रीम डेब्रि डिस्क’ भनिने यो वर्गलाई वास्तवमै बुझ्न पर्याप्त प्रणालीहरू पहिलोपटक जम्मा गरेका छौं,” अध्ययन टोलीकी प्रमुख तथा अमेरिकाको कोलोराडोस्थित बोल्डरको स्पेस साइन्स इन्स्टिच्युटकी केट सुले बताइन्। “जेडब्लूएसटी अघि हामीसँग सीमित जानकारी मात्र थियो। हामीलाई यी डिस्कहरू असामान्य र भेगा तथा फोमलहटजस्ता हामीले चिनेका सामान्य चिसा डेब्रिस डिस्कभन्दा निकै फरक छन् भन्ने थाहा थियो।
“अब हामीसँग धेरै तथ्यांक भएकाले यी डिस्कहरूले ग्रह निर्माण र विकासमा के भूमिका खेल्छन् भन्ने स्पष्ट गर्न सक्छौं।”
अनुसन्धानकर्ताहरूले एक्स्ट्रीम डेब्रि डिस्कमा तीनवटा साझा विशेषता रहेको पत्ता लगाए। यस्ता डिस्कमा ‘क्लासिक’ प्रोटोप्लानेटरी डिस्कमा पाइनेभन्दा साना धुलोका कण हुन्छन्, तातो धुलोको मात्रा धेरै हुन्छ र चमकमा अनियमित परिवर्तन देखिन्छ।
यी विशेषता के कारण उत्पन्न भएका हुन् भन्ने पत्ता लगाउन अनुसन्धानकर्ताहरूले डिस्कमा रहेका खनिजहरूको अध्ययन गरे। उनीहरूले ती डिस्कलाई सिलिका धेरै भएका र सिलिका कम भएका गरी दुई वर्गमा विभाजन गर्न सकिने पाए।
यसबाट वैज्ञानिकहरूले ती डिस्कमा कस्तो प्रकारको ठक्कर भइरहेको छ र त्यसबाट ठक्करको अवशेष कसरी उत्पादन भइरहेको छ भन्ने पत्ता लगाए। यस्ता ठक्करले यी प्रणालीमा देखिने चमकको परिवर्तनलाई पनि व्याख्या गर्न सक्छन्।
“जेडब्लूएसटी मार्फत तिनीहरूको मध्य-अवरक्त उत्सर्जन र सुन्दर स्पेक्ट्रल विशेषता हेर्न पाउनु, जसबाट तिनीहरूको संरचना पहिचान गर्न सकियो, मेरा लागि सबैभन्दा रोमाञ्चक कुरा थियो,” हंगेरीको बुडापेस्टस्थित कोन्कोली अब्जर्भेटरीकी टोली सदस्य एग्नेस कोस्पालले भनिन्। “यी ग्रहका भ्रूणहरू निकै साना भएकाले हामीसँग तिनलाई प्रत्यक्ष अध्ययन गर्ने अर्को कुनै उपाय छैन।”
अनुसन्धानकर्ताहरूका अनुसार सिलिका धेरै भएका डिस्कहरू मंगल ग्रहको आकारका पिण्डहरूबीच हुने उच्च ऊर्जाका ठक्करबाट बनेका हुन्। यस्ता ठक्करमा अधिकांश पदार्थ वाष्पीकरण हुन्छ। सिलिका कम भएका डिस्कहरू भने करिब चन्द्रमाको आकारका पिण्डहरू कम ऊर्जाका घटनामा एकअर्कालाई छोएर जाने क्रममा बनेका हुन्।
उनीहरूको नमुनामध्ये करिब एकतिहाइ एक्स्ट्रीम डेब्रिस डिस्क सिलिका धेरै भएका थिए। यी डिस्कहरू ३० करोड वर्षभन्दा कम उमेरका ताराको वरिपरि मात्र भेटिएका थिए।
अर्कोतर्फ, सिलिका कम भएका डिस्कहरू विभिन्न उमेरका ताराको वरिपरि भेटिए। यस्ता डिस्कमा सिलिका धेरै भएका डिस्कको तुलनामा चमकमा बढी परिवर्तन पनि देखियो। अनुसन्धानकर्ताहरूका अनुसार थप ठक्कर र प्रणालीमा रहेका पिण्डहरूको कक्षामा हुने परिवर्तनका कारण नयाँ बनेको अवशेष तीव्र रूपमा विकसित हुँदा चमकमा यस्तो परिवर्तन आएको हुन सक्छ।
यी निष्कर्षलाई अब सौर्यमण्डलमा पनि लागू गरेर यसको ४.६ अर्ब वर्ष लामो विकासलाई अझ राम्रोसँग बुझ्न सकिनेछ। सौर्यमण्डलको प्रारम्भिक समयलाई पुनः निर्माण गर्ने सिमुलेसनले पृथ्वीजस्ता चट्टानी ग्रहहरू पहिलो केही करोड वर्षभित्रै बन्नुपर्ने देखाउँछन्।
यो सिलिका धेरै भएका एक्स्ट्रीम डेब्रिस डिस्कको अवलोकन गरिएको उमेरसँग मिल्छ। साथै, सूर्य बनेको करिब १० करोड वर्षपछि पृथ्वी र चन्द्रमा बनेको अनुमानसँग पनि यो मेल खान्छ।
सौर्यमण्डलले ‘लेट हेभी बम्बार्डमेन्ट’ भनिने अवधिमा सिलिका कम भएको एक्स्ट्रीम डेब्रिस डिस्कको चरण पनि पार गरेको हुनसक्छ। वैज्ञानिकहरूका अनुसार यही अवधिमा भएका ठक्करका कारण सौर्यमण्डलका ग्यास जायन्ट ग्रहहरू सूर्यको नजिकबाट अहिले रहेका स्थानतर्फ सरेका हुन सक्छन्।
“चट्टानी ग्रहहरू कसरी बने र विशाल ग्रहहरू कसरी विकसित भए भन्ने कुरा सौर्यमण्डलको निर्माणको व्यापक कथाको हिस्सा हो। यो सबै एउटै कथा हो,” सुले भनिन्। “एक्स्ट्रीम डेब्रिस डिस्कसम्बन्धी हाम्रो कामले अहिले हामीले बुझेको समग्र चित्रलाई एकसाथ जोड्न सहयोग गर्छ।”
टोलीको अनुसन्धान बिहीबार (अक्टोबर १) ‘द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल’मा प्रकाशित भएको हो।
प्रकाशित: २३ आश्विन २०८३, शुक्रबार
