Mar 31 • 10M

ഛിന്നഗ്രഹങ്ങളുടെയും ധൂമകേതുക്കളുടെയും വിചിത്ര രൂപത്തിന് കാരണമെന്ത്?

ഛിന്നഗ്രഹങ്ങള്‍ക്ക് ഗുരുത്വാകര്‍ഷണബലം ഉണ്ടോ?

5
 
1.0×
0:00
-9:41
Open in playerListen on);
Episode details
Comments

ഗ്രഹങ്ങളും ചില ഉപഗ്രഹങ്ങളും ഏതാണ്ട് പൂര്‍ണമായി ഗോളാകൃതിയിലാണെങ്കിലും, സൗരയൂഥത്തിലെ ഛിന്നഗ്രഹങ്ങള്‍, ധൂമകേതുക്കള്‍ എന്നിവ വ്യത്യസ്തവും വിചിത്രവുമായ ആകൃതികളിലുള്ളത് എന്തുകൊണ്ട്?

പിണ്ഡവും ഗുരുത്വാകര്‍ഷണവുമാണ് ഇതിന്റെ കാരണമെന്ന് പറയുകയാണ് അലസ്സോന്ദ്ര സ്പ്രിങ്മാന്‍. അരിസോണ സര്‍വകലാശാലയിലെ ലൂണാര്‍ ആന്‍ഡ് പ്ലാനറ്ററി ലബോറട്ടറിയില്‍ ഛിന്നഗ്രഹങ്ങളെക്കുറിച്ച് പഠിക്കുന്ന ഗവേഷകനാണ് സ്പ്രിങ്മാന്‍. ഗ്രഹങ്ങളും ചില ഉപഗ്രഹങ്ങളും പോലെയുള്ള വലിയ വസ്തുക്കളെ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണമാണ് രൂപപ്പെടുത്തുന്നത്. ആവശ്യത്തിന് പിണ്ഡമുണ്ടെങ്കില്‍, ഗുരുത്വാകര്‍ഷണം ആകൃതിയില്‍ ആധിപത്യം സ്ഥാപിക്കും.

ഒരു വസ്തുവിന്റെ ഘടന ആവശ്യത്തിന് വലുതാകുമ്പോള്‍, ഗുരുത്വാകര്‍ഷണം അതിന്റെ പിണ്ഡത്തിന്റെ കേന്ദ്രത്തിലേക്ക് എല്ലാറ്റിനെയും തുല്യമായി വലിക്കുന്നു. ആ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണബലമാണ് ഒരു ഗോളാകൃതി സൃഷ്ടിക്കുന്നത്.

ഛിന്നഗ്രഹങ്ങള്‍ക്ക് ഗുരുത്വാകര്‍ഷണബലം ഉണ്ടോ?

ഭൂരിഭാഗം ഛിന്നഗ്രഹങ്ങളും വളരെ ചെറുതാണ്, എന്നാല്‍ അവയ്ക്ക് ഗുരുത്വാകര്‍ഷണമുണ്ട്, ബഹിരാകാശത്ത് ചെറിയ വസ്തുക്കളുടെ രൂപീകരണത്തില്‍ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണവും ഉള്‍ക്കൊള്ളുന്നു - മറ്റൊന്ന് വസ്തുക്കളുടെ ഉപരിതലത്തിലെ തന്മാത്രകള്‍ തമ്മിലുള്ള ആകര്‍ഷണമാണ്. ഗുരുത്വാകര്‍ഷണം നന്നായി മനസ്സിലാക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, അവശിഷ്ടങ്ങളില്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന ഏകീകൃത ശക്തികളുടെ സ്വഭാവവും അവയുടെ ആപേക്ഷിക ശക്തിയും പ്രധാനമാണ്.

ഛിന്നഗ്രഹങ്ങളും ധൂമകേതുക്കളും മറ്റ് ചെറിയ വസ്തുക്കളും കൂടി അടങ്ങിയതാണ് സൗരയൂഥം. ഛിന്നഗ്രഹങ്ങള്‍ സൂര്യനെ ചുറ്റുന്ന ചെറിയ പാറകളുള്ള വസ്തുക്കളാണ്. അവ ഗ്രഹങ്ങളെപ്പോലെ സൂര്യനെ ചുറ്റുന്നുണ്ടെങ്കിലും ഗ്രഹങ്ങളേക്കാള്‍ വളരെ ചെറുതാണ്. ബഹിരാകാശ ദൗത്യങ്ങളിലൂടെ ലഭിച്ച ചിത്രങ്ങള്‍ സൂചിപ്പിക്കുന്നത് ചെറിയ ഛിന്നഗ്രഹങ്ങള്‍ പ്രാകൃതമായ പാറക്കഷണങ്ങളല്ല, പകരം മീറ്ററുകള്‍ വലിപ്പമുള്ള പാറകള്‍ മുതല്‍ പൊടിയുടെ വരെ വലിപ്പമുള്ള അവശിഷ്ടങ്ങളാല്‍ മൂടപ്പെട്ടവയാണ് എന്നാണ്. ചില ഛിന്നഗ്രഹങ്ങള്‍ 50% വരെ ശൂന്യഇടമായി കാണപ്പെടുന്നു, അവ കാമ്പില്ലാത്ത അവശിഷ്ടങ്ങളുടെ ശേഖരമാകാമെന്ന് കരുതപ്പെടുന്നു.

സൂര്യനെ ചുറ്റുന്ന ശീതീകരിച്ച വാതകങ്ങള്‍, പാറ, പൊടി എന്നിവയുടെ ഒരു കോസ്മിക് സ്‌നോബോള്‍ ആണ് ധൂമകേതുക്കള്‍ എന്നു പറയാം. തണുത്തുറഞ്ഞാല്‍, അവയ്ക്ക് ഒരു ചെറിയ പട്ടണത്തിന്റെ വലുപ്പമാണ്. ഒരു ധൂമകേതുവിന്റെ ഭ്രമണപഥം അതിനെ സൂര്യനോട് അടുപ്പിക്കുമ്പോള്‍, അത് ചൂടാകുകയും പൊടിയും വാതകങ്ങളും പുറന്തള്ളുകയും മിക്ക ഗ്രഹങ്ങളേക്കാളും വലിപ്പമുള്ള ഭീമാകാരമായ തിളങ്ങുന്ന അഗ്രഭാഗത്തേക്ക് നയിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

ചില കൈപ്പര്‍ ബെല്‍റ്റ് ഒബ്ജക്റ്റുകള്‍ നെപ്ട്യൂണിനപ്പുറം സൂര്യനെ ചുറ്റുന്നു. കൈപ്പര്‍ ബെല്‍റ്റില്‍ പാറയുടെയും മഞ്ഞിന്റെയും കഷ്ണങ്ങള്‍, ധൂമകേതുക്കള്‍, കുള്ളന്‍ ഗ്രഹങ്ങള്‍ എന്നിവയുണ്ട്. പ്ലൂട്ടോയും ഒരു കൂട്ടം ധൂമകേതുക്കളും പോലെ, മറ്റ് കൈപ്പര്‍ ബെല്‍റ്റ് വസ്തുക്കളാണ് ഈറിസ്, മേക്ക്‌മേക്ക്, ഹൗമിയ തുടങ്ങിയവ. പ്ലൂട്ടോയെപ്പോലെയുള്ള കുള്ളന്‍ ഗ്രഹങ്ങളാണിവ.

താരതമ്യേന വലിയ ഗ്രഹങ്ങള്‍ സൗരയൂഥത്തിലെ വസ്തുക്കളില്‍ ഭൂരിഭാഗവും ഉള്‍ക്കൊള്ളുന്നു. എന്നാല്‍ സൗരയൂഥത്തിന്റെ രൂപീകരണത്തിനു ശേഷമുള്ള അവശിഷ്ടങ്ങള്‍ കൊണ്ടാണ് മറ്റു ചെറിയ വസ്തുക്കള്‍ നിര്‍മിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത്. ഈ ചെറിയ വസ്തുക്കള്‍ തീവ്രമായ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണത്തിന് അവയുടെ ആകൃതിയെ ബാധിക്കാന്‍ കഴിയാത്തത്ര ചെറുതാണ്.

ഇത്തരം സാഹചര്യങ്ങളില്‍, ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ ബലങ്ങളില്‍ നിന്ന് രൂപപ്പെടാതെ, മറ്റ് ഘടകങ്ങള്‍ പ്രവര്‍ത്തിച്ചാണ് അവയുടെ ആകൃതി രൂപപ്പെടുന്നത്. ചില ഛിന്നഗ്രഹങ്ങള്‍ പരസ്പരം ഇടിച്ചതിനാല്‍ ഉരുണ്ടതും വൃത്താകൃതി കുറവുമാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, സൂര്യനില്‍ നിന്നും 4.1 ബില്യണ്‍ അകലത്തില്‍ ചുറ്റിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന KBO Arrokoth എന്ന കൈപ്പര്‍ ബെല്‍റ്റ് വസ്തു, രണ്ട് പാന്‍കേക്കുകള്‍ ഒരുമിച്ച് ഒട്ടിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെയാണ് കാണപ്പെടുന്നത്. സാവധാനം ചുറ്റിത്തിരിയുന്ന രണ്ട് വസ്തുക്കളില്‍ നിന്നാണ് Arrokoth രൂപപ്പെട്ടതെന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ കരുതുന്നു .

ബെന്നൂ, റുഗു എന്നീ ഛിന്നഗ്രഹങ്ങള്‍ വൃത്താകൃതിയിലല്ല, വജ്രത്തിന്റെ ആകൃതിയിലാണ്. ഈ ഛിന്നഗ്രഹങ്ങളുടെ രൂപങ്ങള്‍ അവയുടെ ഭൂമിശാസ്ത്രപരമായ ഘടനയില്‍ നിന്നാണ് രൂപപ്പെട്ടത്. ബെന്നൂവും റ്യൂഗുവും അടിസ്ഥാനപരമായി അവശിഷ്ടങ്ങളാണ്. അവ ചരല്‍ കൂമ്പാരങ്ങള്‍ പോലെയാണ്, അങ്ങേയറ്റം സുഷിരങ്ങളുള്ളവയാണ്. ഗുരുത്വാകര്‍ഷണമോ ഘര്‍ഷണമോ അല്ലാതെ ബലഹീനമായ വാന്‍ ഡെര്‍ വാല്‍സ് ഫോഴ്സ് പോലെയുള്ള ബലങ്ങളാല്‍ ഒരുമിച്ച് ചേര്‍ത്ത് പിടിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. എന്നാല്‍ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണത്തെക്കുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ മുഴുവന്‍ ധാരണയും പൂര്‍ണ്ണമായും തെറ്റാണ് എന്ന് പറയാന്‍ കഴിയുകയുമില്ല. ചില ഛിന്നഗ്രഹങ്ങള്‍ക്കായി പ്രവചിക്കപ്പെട്ടിട്ടുള്ളതും എന്നാല്‍ ഇതുവരെ കണ്ടിട്ടില്ലാത്തതുമായ 'വാന്‍ ഡെര്‍ വാല്‍സ്' എന്ന ഏകീകൃത ശക്തികളാണ് ഛിന്നഗ്രഹത്തെ ഒരുമിച്ച് നിര്‍ത്തുന്നത്.
വാന്‍ ഡെര്‍ വാല്‍സ് ഫോഴ്സ് കണങ്ങളിലും സ്വയം പ്രവര്‍ത്തിക്കുകയും വ്യക്തിഗത കണങ്ങളെ ഒരുമിച്ച് ആകര്‍ഷിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ രണ്ട് ഛിന്നഗ്രഹങ്ങളും വജ്രത്തിന്റെ ആകൃതിയിലുള്ളതാണെന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ സംശയിക്കുന്നു. കാരണം ഛിന്നഗ്രഹങ്ങള്‍ എങ്ങനെ സൂര്യനില്‍ നിന്നുള്ള വികിരണങ്ങള്‍ ആഗിരണം ചെയ്യുകയും പുറത്തുവിടുകയും ചെയ്യുന്നു എന്നതിനെ ആശ്രയിച്ച് അവയുടെ ഭ്രമണ വേഗത് ബാധിക്കപ്പെടുന്നു.

 67P/ Churyumov-Gerasimenko എന്ന വാല്‍നക്ഷത്രം ഒരു റബ്ബര്‍ താറാവിന്റെ ആകൃതിയിലാണ്. ധൂമകേതുക്കള്‍ വിചിത്രമായ ആകൃതിയില്‍ വരുന്നത് അവയുടെ വലിപ്പം കൊണ്ട് മാത്രമല്ല, നിര്‍മിതിയിലെ പ്രത്യേകതകൊണ്ടുകൂടിയാണ്. അവ കൂടുതലും ഐസ് കൊണ്ട് നിര്‍മിച്ചതാണ്.  ജല ഐസും മറ്റ് തരത്തിലുള്ള ഐസും ഇതില്‍ ഉള്‍പ്പെടും.  ധൂമകേതുക്കള്‍ സൂര്യനോട് അടുക്കുമ്പോള്‍ മഞ്ഞുകട്ടകള്‍ ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. അത് അവയുടെ ദ്രാവക ഘട്ടത്തില്‍ നിന്ന് വാതകമായി മാറുന്നു.  ബഹിരാകാശത്തേക്ക് തെറിക്കുന്ന ഇവ ധൂമകേതുവിന് ചുറ്റും കോമ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന  താല്‍ക്കാലിക അന്തരീക്ഷം സൃഷ്ടിക്കുന്നു.

ഇങ്ങനെ തെറിച്ചു പോകുന്ന വസ്തുക്കള്‍ക്ക് ഫലത്തില്‍ ധൂമകേതുവിന്റെ ഉപരിതലത്തില്‍ എല്ലാത്തരം ഘടനകളും ഉണ്ടാക്കാന്‍ കഴിയും.  67P/ Churyumov-Gerasimenko യേക്കുറിച് സ്പ്രിങ്മാന്‍ പറയുന്നു. 'ഈ സജീവമായ ഉപരിതല ഭൗമശാസ്ത്ര പ്രക്രിയകളെല്ലാം ഇതില്‍ നടക്കുന്നുണ്ട്. ഇത് വിള്ളലുകള്‍ പോലെയുള്ള ചില വിചിത്രമായ ഉപരിതല രൂപങ്ങള്‍ക്കും കാരണമാകുന്നു.'

Arrokoth t]mse 67P/ Churyumov-Gerasimenko യും രണ്ട് വസ്തുക്കള്‍ കൂട്ടിയിടിച്ച് ഒന്നിച്ച് നില്‍ക്കുമ്പോള്‍ രൂപപ്പെട്ടതായി ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ അഭിപ്രായപ്പെടുന്നു.

2005-ല്‍, ജാപ്പനീസ് ബഹിരാകാശ ദൗത്യമായ ഹയാബുസ ഉരുളക്കിഴങ്ങിന്റെ ആകൃതിയിലുള്ള ഇക്കോറ്റാവ എന്ന ഛിന്നഗ്രഹത്തില്‍ വട്ടമിട്ട് ലാന്റ് ചെയ്തു. അതിന്റെ വലുപ്പം ഏതാനും നൂറ് മീറ്റര്‍ മാത്രമായിരുന്നു. 150 മീറ്ററും അതില്‍ കൂടുതലുമുള്ള സ്‌കെയിലുകളില്‍ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണത്താല്‍ ഒന്നിച്ചുചേര്‍ന്നിരിക്കുന്ന അവശിഷ്ടങ്ങളുടെ കൂമ്പാരങ്ങളാണ് ഇക്കോറ്റാവയും അതുപോലുള്ള ഛിന്നഗ്രഹങ്ങളും. എന്നാല്‍ ഇങ്ങനെ സംഭവിക്കണമെങ്കില്‍ ഈ വേഗതയില്‍ ചെറിയ പാറകള്‍ ബഹിരാകാശത്തേക്ക് പറന്നിറങ്ങണം. എന്നാല്‍ ഹയാബൂസയില്‍ നിന്നുള്ള ചിത്രങ്ങള്‍ കാണിക്കുന്നത് ഇക്കോറ്റാവ ചെറിയ തോതില്‍ മാത്രം പാറകളുടെയും പൊടിയുടെയും ശേഖരത്തേക്കാള്‍ അല്‍പം മാത്രം കൂടുതലായാണ്. ഗുരുത്വാകര്‍ഷണത്തില്‍ ഉള്‍പ്പെട്ടിരിക്കുന്ന centrifugal force അഥവാ കേന്ദ്രാഭിമുഖ ശക്തിക്ക് ഇതിന് കഴിയുന്നില്ലെങ്കില്‍, എന്താണ് ഇക്കോറ്റാവയെ ഒരുമിച്ച് നിര്‍ത്തുന്നത്?

ഉള്‍പ്പെട്ടിരിക്കുന്ന ശക്തികള്‍ വലുതായിരിക്കേണ്ടതില്ലെന്ന് ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ക്ക് കുറച്ചുകാലമായി അറിയാം: ചെറിയ ഏകീകൃത ശക്തികള്‍ക്ക് പോലും കുറഞ്ഞ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ പരിതസ്ഥിതിയില്‍ കറങ്ങുന്ന അവശിഷ്ടങ്ങളുടെ കൂമ്പാരങ്ങളെ സ്ഥിരതയുള്ളതാക്കാന്‍ കഴിയുമെന്ന് വിവിധ അനുകരണങ്ങളില്‍ (simulations) കാണാം.

വ്യത്യസ്ത സാധ്യതകളില്‍, ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ പ്രധാനമായും പഠിച്ചത് സൂര്യനില്‍ നിന്നുള്ള റേഡിയേഷന്‍ മര്‍ദ്ദം, അയോണൈസ്ഡ് പൊടികള്‍ക്കിടയിലുള്ള ഘര്‍ഷണം, ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് ശക്തികള്‍, ചന്ദ്രനില്‍ പൊടിപടലത്തിന് കാരണമാകുന്നതിനാല്‍ പൊടിയെ അകറ്റാനുള്ള സാധ്യത എന്നിവയാണ്. ചെറിയ ഛിന്നഗ്രഹങ്ങളെ വാന്‍ ഡെര്‍ വാല്‍സ് ശക്തികള്‍ ഒന്നിച്ചു നിര്‍ത്തുന്നു.

ഇതിന് രണ്ട് രസകരമായ സൂചനകളുണ്ട്. ആദ്യം, ഛിന്നഗ്രഹ പരിണാമത്തിന്.  ഛിന്നഗ്രഹങ്ങള്‍ വാന്‍ ഡെര്‍ വാല്‍സ് ശക്തികള്‍ ഒരുമിച്ച് ചേര്‍ത്തിരിക്കുന്ന അവശിഷ്ട കൂമ്പാരങ്ങളായി അവസാനിക്കുന്നതുവരെ വലിയ പാറകളെ ക്രമേണ എറിഞ്ഞുകളയും. ഛിന്നഗ്രഹങ്ങളുടെ വലുപ്പത്തിന്റെ വിതരണം വിശദീകരിക്കാന്‍ ഇത് സഹായിച്ചേക്കാം. രണ്ടാമതായി, ഈ പ്രക്രിയ ഭാഗികമായെങ്കിലും, ചെറിയ വസ്തുക്കളാല്‍ മാത്രം നിര്‍മിതമായ ശനിയുടെ ചുറ്റുമുള്ള വളയങ്ങളുടെ രൂപീകരണവും വിശദീകരിക്കാം.

കുറച്ചു കൂടി ലളിതമായി പറഞ്ഞാല്‍, വാന്‍ ഡെര്‍ വാല്‍സ് ശക്തികള്‍ കണികകള്‍ അല്ലെങ്കില്‍ തന്മാത്രകള്‍ക്കിടയില്‍ സംഭവിക്കുന്ന പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനങ്ങളാണ്. അവ വളരെ ദുര്‍ബ്ബലമാണെങ്കിലും ഛിന്നഗ്രഹത്തെ ഒരുമിച്ച് നിര്‍ത്താന്‍ തക്ക ശക്തിയുള്ളവയാണ്. ഛിന്നഗ്രഹങ്ങള്‍ ഉണ്ടാവുന്ന രീതിയെക്കുറിച്ച് ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ക്ക് ഒരു പ്രധാന ഉള്‍ക്കാഴ്ച നല്‍കാന്‍ ഈ നിരീക്ഷണം സഹായിക്കുന്നു. കൂടാതെ ഭൂമിയെ ഭീഷണിപ്പെടുത്തുന്ന വസ്തുക്കളെ എങ്ങനെ വ്യതിചലിപ്പിക്കാമെന്ന് പഠിക്കാനും സാധിക്കും.