अंटार्क्‍टिकाच्या बर्फात सौरधूल (सम्राट कदम)

samrat kadam
samrat kadam

पृथ्वीच्या दक्षिण ध्रुवावर पसरलेल्या अंटार्क्‍टिक खंडातील बर्फाच्या उदरात अनेक रहस्यं दडली आहेत. ही रहस्यं जशी अनभिज्ञ जीवसृष्टी संदर्भातली आहेत, तशीच ती ब्रह्मांडातील ग्रहताऱ्यांसंबंधातीलही आहेत. शास्त्रज्ञांच्या एका चमूने पाचशे किलोग्रॅम वजनाचा बर्फ गोळा केला, त्याला वितळवलं आणि आश्‍चर्य म्हणजे त्यात त्यांना लोखंडाच्या समस्थानिकाचे (आयसोटोप) अणू आढळले. "लोह-60' अर्थात "एफ-60' या किरणोत्सारी मूलद्रव्याचे हे अणू होते. हे मूलद्रव्य सामान्यतः पृथ्वीवर आढळत नाही. पृथ्वीवरच नव्हे, तर संपूर्ण सूर्यमालेतही नाही. हे किरणोत्सारी मूलद्रव्य नक्की आलं कुठून? त्याचा कालावधी किती आहे? त्याचा आपल्या सूर्यमालेच्या निर्मितीशी काही संबंध आहे का? या घटनेचे खगोलशास्त्रीय महत्त्व काय आहे? अशा अनेक प्रश्‍नांची उत्तरं याच्या अभ्यासातून मिळणार आहेत.

गॅलिलिओने जेव्हा दुर्बिणीचा शोध लावला, तेव्हापासून माणसाला बाह्य ग्रह, सूर्यमाला, आकाशगंगा यांच्याबद्दलचे कुतूहल अधिक जागृत झाले. पृथ्वीचा उपग्रह असलेल्या चंद्रापासून ते अगदी सूर्यमालेतला शेवटचा ग्रह समजल्या जाणाऱ्या प्ल्युटोचा अभ्यास करण्यासाठी मानवानं अवकाशयानं सोडली. तसेच पृथ्वीची उत्पत्ती कशी झाली? आपण नक्की याच पृथ्वीचे मूळनिवासी आहोत की आपणही परग्रहावरून पृथ्वीवर आलो, असे अनेक प्रश्‍न मानवाला भेडसावत आहेत. याचा शोध घेण्यासाठी शास्त्रज्ञांनी पृथ्वीवरील सर्वांत दुर्गम भागांत प्राचीन पाऊलखुणांचे शोध घ्यायला सुरवात केली. त्यामुळे संपूर्ण बर्फाच्छादित असलेल्या अंटार्क्‍टिका खंडावर (आज तरी हा खंड बर्फाच्छादित आहे, जागतिक तापमान वाढीने भविष्यात तेथे बर्फ शिल्लक राहील का, याबाबत शंकाच आहे.) मानवानं संशोधन करायला सुरवात केली. "निऑन' आणि "झेनॉन' या मूलद्रव्यांच्या समस्थानिकांचा शोध 1960च्या दशकात लागला. हे काहीतरी नवीन असल्याचं शास्त्रज्ञांच्या लक्षात आलं. डोनाल्ड डी. क्‍लायटॉन यांनी 1970च्या दशकात तारामंडलीय धुळीची (स्टार डस्ट) सैद्धांतिक मांडणी केली. प्रचंड वस्तुमानाचा तारा (सुपरनोव्हा) नष्ट झाला, की त्यातून बाहेर पडणाऱ्या धुळीत "निऑन' आणि "झेनॉन'ची किरणोत्सारी समस्थानिकं असल्याचा प्रबंध 1975 मध्ये क्‍लायटॉन यांनी सादर केला. पुढे शिकागोतील एडवर्ड अँड्री यांनी "मास स्पेक्‍ट्रोस्कोपी'च्या साह्यानं किरणोत्सारी तारामंडलीय धूळ अर्थात "स्टार डस्ट' प्रत्यक्षात असल्याचं सिद्ध केलं. लोखंडाचं समस्थानिक असलेल्या "आयन-60' या मूलद्रव्याचा शोध शास्त्रज्ञांना वीस वर्षांपूर्वी लागला. जर्मनीतील म्युनिच शहरातील तंत्रज्ञान विद्यापीठाच्या संशोधकांना महासागराच्या खोल तळाशी "आयन-60' हे समस्थानिक आढळलं. "सुपरनोव्हा'पासून अवकाशात दूर कुठेतरी "आयन-60' सह इतर किरणोत्सारी मूलद्रव्यांची उत्पत्ती झाल्याचं मानलं जातं. मात्र अशी मूलद्रव्यं पृथ्वीवर आढळल्यानं शास्त्रज्ञांच्या कुतूहलात आणखीच भर पडली.

अंटार्क्‍टिकात नक्की काय घडलं?
दुर्मीळ असलेल्या "आयन-60'चे अवशेष यापूर्वीही महासागराच्या तळाशी शास्त्रज्ञांना सापडले आहेत. परंतु हे सगळे अवशेष लाखो वर्षांपूर्वी महासागराच्या तळाशी जमा झाले असावे असं शास्त्रज्ञांचं निरीक्षण आहे. नुकतेच अंटार्क्‍टिकाच्या बर्फात सापडलेले "आयन-60' हे मूलद्रव्य वीस वर्षांपासून पृथ्वीवर आलं आहे असं शास्त्रज्ञांचं म्हणणं आहे. याबाबतचं संशोधन ऑस्ट्रलियन नॅशनल युनिव्हर्सिटीतील शास्त्रज्ञ प्रा. डॉमनिक कॉल यांच्या नेतृत्वाखालील चमूनं हे संशोधन केलं आहे. या संदर्भातील शोध निबंध नुकताच "फिजिक्‍स रिव्ह्यू जर्नल'मध्ये प्रकाशित करण्यात आला. संशोधनाबद्दल प्रा. डॉमनिक कॉल म्हणाले, ""कुणाला काहीतरी नवीन आढळल्याची ही पहिलीच घटना आहे. अवकाशातून नेहमी तारामंडलीय धूळ पृथ्वीवर येत असते. परंतु ती सगळी आपल्या पृथ्वीवर आढळणाऱ्या मूलद्रव्यांसारखीच असते. म्हणजेच ही तारामंडलीय धूळ ही आपल्याच सूर्यमालेतील असते. परंतु "आयन-60' हे समस्थानिक सध्या आपल्या सूर्यमालेत आढळत नाही. ते आपल्या सूर्यमालेबाहेरून आले असावे.'' हार्वर्ड विद्यापीठाचे खगोलशास्त्रज्ञ अवी लोएब म्हणतात, ""पृथ्वीवर उल्कापात होणे ही खूप दुर्मीळ घटना असते. त्यामुळे सातत्याने अवकाशातून पृथ्वीच्या वातावरणात येणाऱ्या धुळीतूनच मोठ्या प्रमाणावर तारामंडलीय धूलिकण (स्टारडस्ट) पृथ्वीवर पोचतात. "स्टारडस्ट'ला इतर अणूपासून वेगळे करून अभ्यासणं आमच्यासाठी मोठी कसरत होती.''
दक्षिण ध्रुवावर शास्त्रज्ञांसमोर वेगळेच आव्हान उभे राहिलं होतं. इथं आढळणाऱ्या इतर किरणोत्सारी पदार्थांपासून "आयन-60' वेगळं करणं अवघड होतं. त्यासाठी डॉ. कॉल आणि त्यांच्या चमूने 2011 मध्ये जपानमध्ये झालेल्या फुकुशिमा दुर्घटनेचा अभ्यास केला. तेव्हा त्यांच्या असे लक्षात आलं, की जरी "वैश्‍विक किरण' आणि "मॅंगनिज-53'या समस्थानिकाच्या अभिक्रियेतून "आयन-60' निर्माण झालं, तरी त्याचं प्रमाण अत्यंत कमी असेल. त्यामुळे अंटार्क्‍टिकात बऱ्या प्रमाणावर आढळलेलं "आयन-60' हे अशा कोणत्याही अभिक्रियेतून तयार झालं नसल्याचं सिद्ध झालं.

तारामंडळातील धूळ पृथ्वीच्या अंगणात
ज्या मूलद्रव्यांना तारामंडळीय धूळ म्हणून ओळखले जाते. अशा पैकी "आयन-60' हे लोखंडाचं समस्थानिक पृथ्वीवर आढळणं जरा आश्‍चर्यकारकच आहे. या आधी फक्त काही प्रमाणात याचं अस्तित्व दिसत होतं. पण नुकत्याच झालेल्या संशोधनात अंटार्क्‍टिकाच्या बर्फात बऱ्यापैकी प्रमाणात "आयर्न-60' आढळलं आहे. ज्या बर्फाच्या ढिगाऱ्यात हे आढळलं तो बर्फाचा ढिगारा वीस वर्षांपेक्षा जुना नाही. पृथ्वीच्या निर्मितीवेळी जरी "आयन-60' तयार झालेलं असतं, तरी आतापर्यंत ते नष्ट झालं असतं. याचा स्पष्ट अर्थ असा आहे, की आता जे "आयन-60' शास्त्रज्ञांना सापडलं ते मागील वीस वर्षांत पृथ्वीवर आलं असावं.
शास्त्रज्ञांच्या मते आपल्या सूर्याच्या दहापट वस्तुमानाचे तारे मृत पावताना जो स्फोट होतो त्यातूनच "आयन-60' हे समस्थानिक तयार होऊ शकतं. त्यापेक्षा कमी वजनाच्या ताऱ्यातून नाही. याचाच अर्थ असा, की सध्या अस्तित्वात असलेल्या आपल्या सूर्यमालेचा आणि या समस्थानिकाचा काहीही संबंध नाही. "आयन-60' ब्रह्मांडातील दुसऱ्या ठिकाणातून पृथ्वीवर आलं असावं. साधारण तीन कोटी वर्षांपूर्वी या वजनाचे तारे ब्रह्मांडात आढळत होते. तारामंडलीय धुळीतील "आयन-60'चा परिणाम व्हावा यासाठी निदान पृथ्वीच्या जवळ (काही हजार प्रकाशवर्षे दूर) "सुपरनोव्हा'सारखी घटना घडणं आवश्‍यक आहे. साधारण पंचवीस लाख वर्षांपूर्वी पृथ्वीपासून दीडशे ते तीनशे प्रकाशवर्ष दूर "सुपरनोव्हा' घडल्याचं शास्त्रज्ञांचं अनुमान आहे. गंमत म्हणजे "आयन-60'ची "हाफ लाइफ' 26 लाख वर्षांचे आहे. त्यामुळे शास्त्रज्ञांना सापडलेलं "आयन-60' नक्की आलं कोठून, हा प्रश्‍न अनुत्तरितच आहे.

आयर्न-60 समस्थानिक ः
पृथ्वीवरच काय तर संपूर्ण ब्रह्मांडात सर्वांत जास्त प्रमाणात आढळणारा धातू म्हणजे लोखंड. लोखंडाचे समस्थानिक असलेल्या "आयर्न-60' मूलद्रव्याच्या अणूमध्ये 26 प्रोटॉन्स आणि 34 न्यूट्रॉन्स असतात. सामान्य लोखंडाचे मूलद्रव्य असलेल्या "आयर्न-56'मध्ये 30 न्यूट्रॉन्स असतात. म्हणजे यात चार न्यूट्रॉन जादा असतात. त्यामुळे हे मूलद्रव्य अस्थिर होते आणि किरणोत्सर्ग करते. आयर्न-60 चा हाल्फ लाइफ टाइम हा 26 लाख वर्षांची असते. समुद्राच्या तळाशी फोसाइल्ड जीवाणूंमध्ये आढळणारे "आयर्न-60' हे सुमारे वीस लक्ष वर्षांपूर्वी सूर्यमाला तयार होतानाचे आहे. अवकाशात जिथे सुपरनोव्हा घडत आहे तेथील तारामंडलामध्ये "आयर्न-60'ं मोठ्या प्रमाणावर असल्याची निरीक्षणे शास्त्रज्ञांनी नोंदविली आहे.

काय आहे सुपरनोव्हा?
अकाशगंगेत घडणारी सर्वांत जास्त प्रकाशमान घटना म्हणजे "सुपरनोव्हा' होय. अति प्रचंड वजनाचा तारा मृत पावल्यावर त्याचे कृष्णविवर किंवा श्‍वेतबटू तारा किंवा त्याचा मोठा स्फोट होतो. या स्फोटाला "सुपरनोव्हा' म्हणतात. यातून बाहेर पडणारी ऊर्जा ही नवीन तारा बनताना बाहेर पडणाऱ्या ऊर्जेपेक्षा जास्त असते. मागील हजार वर्षांत फक्त तीन "सुपरनोव्हा' घटना आपल्या आकाशगंगेत घडल्या. नजदीकच्या काळात 1604 मध्ये घडलेला "सुपरनोव्हा' हा "केप्लर सुपरनोव्हा' म्हणून ओळखला जातो.
ब्रह्मांडातील धातूंचा मोठा स्रोत म्हणून "सुपरनोव्हा' ओळखले जातात. "सुपरनोव्हा'च्या प्रकारावरून तो कोणता धातू उत्सर्जित करेल हे अवलंबून असते. ज्या "सुपरनोव्हा'मध्ये हायड्रोजन आढळत नाही. तो "प्रकार-1' मध्ये मोडतो आणि ज्यामध्ये हायड्रोजन असतो त्याला "प्रकार-2' असे म्हटले जाते. "प्रकार-1' मधून "सिलीकॉन' आणि लोखंडाची समस्थानिके उत्सर्जित होतात. तसेच "प्रकार-2' सुपरनोव्हातून "हायड्रोजन' आणि "हेलिअम' मोठ्या प्रमाणावर उत्सर्जित होतो.

सुपरनोव्हाचा पृथ्वीवर होणारा परिणाम
पृथ्वीपासून सुमारे तीन हजार प्रकाशवर्षे दूर घडलेला ताऱ्याचा स्फोट पृथ्वीवर लक्षणीय प्रभाव पाडू शकतो. हा प्रभाव त्याच्या प्रकार आणि उर्जेवर अवलंबून असेल. पृथ्वीच्या जवळपास आढळणारे "प्रकार-1'चे सुपरनोव्हा धोकादायक मानले जातात. सुपरनोव्हातून बाहेर पडणारी गॅमा किरणं पृथ्वीच्या वातावरणात आढळणाऱ्या नायट्रोजनचे रूपांतर नायट्रोजन ऑक्‍साइडमध्ये करतात. यामुळे ओझोनचा थर कमी होतो आणि पर्यायाने हानिकारक अतिनील किरणे पृथ्वीवर येतात. पृथ्वीवरील समुद्री जीवनापैकी 60 टक्के जिवांचा मृत्यू भूतकाळात घडवलेल्या ताऱ्यांच्या स्फोटांमुळे झाल्याचा सिद्धांत 1996 मध्ये मांडण्यात आला. पृथ्वीवरील खडकांमध्ये दडलेल्या धातूच्या समस्थानिकांच्या अवशेषांवरून भूतकाळातील "सुपरनोव्हा'चा शोध घेतला जाऊ शकतो.

Read latest Marathi news, Watch Live Streaming on Esakal and Maharashtra News. Breaking news from India, Pune, Mumbai. Get the Politics, Entertainment, Sports, Lifestyle, Jobs, and Education updates. And Live taja batmya on Esakal Mobile App. Download the Esakal Marathi news Channel app for Android and IOS.

Related Stories

No stories found.
Esakal Marathi News
www.esakal.com