बुटक्या ग्रहांचे रहस्य: प्लुटो 'ग्रह' का नाही? | परिपाठ

आजचा दिवस आणि खगोलशास्त्रातील एक महत्त्वाचा टप्पा

प्रिय विद्यार्थी मित्रांनो आणि आदरणीय गुरुजनांनो, आज २९ जुलै २०२६! आजच्याच दिवशी, २९ जुलै २००५ रोजी खगोलशास्त्राच्या इतिहासात एक अतिशय महत्त्वाची घटना घडली, ज्यामुळे आपल्या सूर्यमालेतील 'ग्रहा'ची संकल्पनाच बदलून गेली. एरिस नावाच्या एका नवीन खगोलीय पिंडाचा शोध लागला आणि या शोधामुळे खगोलशास्त्रज्ञांना 'ग्रह' म्हणजे काय, याची नव्याने व्याख्या करावी लागली. हा दिवस आपल्याला गुरुपौर्णिमेची आठवण करून देतो, जिथे आपण गुरुजनांप्रती कृतज्ञता व्यक्त करतो आणि ज्ञानाच्या कक्षा रुंदावण्याचे महत्त्व समजून घेतो. ज्ञानाच्या या प्रवासात आज आपण एका रोमांचक वैज्ञानिक प्रवासाला निघणार आहोत, जिथे आपण बुटक्या ग्रहांचे रहस्य उलगडणार आहोत आणि प्लुटोला 'ग्रह' का मानले जात नाही, हे समजून घेणार आहोत.

आपल्यापैकी अनेकांनी लहानपणापासून शाळेत शिकले आहे की, सूर्यमालेत नऊ ग्रह आहेत: बुध, शुक्र, पृथ्वी, मंगळ, गुरु, शनि, युरेनस, नेपच्यून आणि प्लुटो. पण आजच्या घडीला प्लुटोला 'ग्रह' मानले जात नाही, तर तो 'बुटका ग्रह' म्हणून ओळखला जातो. हे बदल का झाले? एरिसच्या शोधाने खगोलशास्त्रात काय क्रांती घडवून आणली? आंतरराष्ट्रीय खगोलशास्त्रीय संघ (IAU) ने ग्रहाची कोणती नवीन व्याख्या केली? या सर्व प्रश्नांची उत्तरे आपल्याला या लेखात मिळतील.

'ग्रह' म्हणजे काय? जुनी संकल्पना आणि नवीन आव्हाने

प्राचीन काळापासून मानवाने आकाशातील तेजस्वी पिंडांचे निरीक्षण केले आहे. 'ग्रह' हा शब्द ग्रीक भाषेतून आला आहे, ज्याचा अर्थ 'भटकणारे तारे' (wandering stars) असा होतो. सुरुवातीला, जे तारे आकाशात आपली जागा बदलताना दिसले, त्यांना ग्रह मानले गेले. कोपर्निकस आणि गॅलिलिओ यांच्या कार्यामुळे सूर्यकेंद्रित संकल्पना रुढ झाली आणि पृथ्वीलाही ग्रह मानले जाऊ लागले.

एकविसाव्या शतकापर्यंत, 'ग्रह' या शब्दाची कोणतीही अधिकृत, वैज्ञानिक व्याख्या नव्हती. सामान्यतः, सूर्यभोवती फिरणाऱ्या आणि स्वतःच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे गोल आकार प्राप्त केलेल्या मोठ्या खगोलीय पिंडांना ग्रह मानले जात असे. या व्याख्येनुसार, प्लुटोही एक ग्रह होता, ज्याचा शोध १९३० मध्ये क्लाईड टॉम्बॉग यांनी लावला होता. प्लुटो हा नेपच्यूनच्या पलीकडे असलेल्या कुइपर बेल्टमधील (Kuiper Belt) एक मोठा सदस्य आहे. कुइपर बेल्ट हा बर्फाळ, लहान खगोलीय पिंडांचा एक विस्तृत प्रदेश आहे, जो नेपच्यूनच्या कक्षेच्या बाहेर पसरलेला आहे.

परंतु, १९९० च्या दशकात आणि २००० च्या सुरुवातीस, खगोलशास्त्रज्ञांनी कुइपर बेल्टमध्ये प्लुटोसारख्या अनेक मोठ्या खगोलीय पिंडांचा शोध लावला. यातील काही पिंड प्लुटोच्या जवळपासच्या आकारमानाचे होते, तर काही तर त्याच्याहून मोठे असण्याची शक्यता होती. या नवीन शोधांमुळे खगोलशास्त्रज्ञांसमोर एक मोठे आव्हान उभे राहिले: जर हे नवीन शोधलेले पिंड प्लुटोसारखेच असतील, तर त्यांनाही ग्रह म्हणावे का? असे केल्यास ग्रहांची संख्या वाढत जाईल आणि 'ग्रह' या शब्दाचा अर्थच अस्पष्ट होईल.

एरिसची अद्भुत शोध आणि त्याचे परिणाम (२९ जुलै २००५)

या सर्व चर्चेला आणि आव्हानांना निर्णायक कलाटणी मिळाली ती २९ जुलै २००५ रोजी. कॅलिफोर्निया इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी (कॅलटेक) येथील खगोलशास्त्रज्ञ माइक ब्राउन, चाड ट्रुजिलो आणि डेव्हिड रॅबिनोवित्झ यांच्या पथकाने कुइपर बेल्टमध्ये एका नवीन खगोलीय पिंडाचा शोध लावला. त्याला तात्पुरते '२००३ यूबी३१३' असे नाव देण्यात आले आणि नंतर त्याला 'एरिस' (Eris) असे अधिकृत नाव मिळाले. एरिस हे ग्रीक पौराणिक कथेतील 'मतभेदाची देवी' (goddess of discord) चे नाव आहे, जे या शोधानंतर खगोलशास्त्रीय समुदायात निर्माण झालेल्या वादविवादाचे प्रतीक बनले.

एरिसचा आकार प्लुटोपेक्षा थोडा मोठा होता, किंवा किमान समान होता असे सुरुवातीला वाटले. (सध्याच्या मोजमापानूसार, प्लुटोचा व्यास सुमारे २,३७६ किमी आहे, तर एरिसचा व्यास सुमारे २,३२६ किमी आहे – म्हणजेच प्लुटो एरिसपेक्षा किंचित मोठा आहे, पण त्यांचे वस्तुमान जवळपास सारखेच आहे). एरिसचे वस्तुमान प्लुटोपेक्षा सुमारे २७% जास्त असल्याचा अंदाज होता. यामुळे खगोलशास्त्रज्ञांसमोर एक मोठा प्रश्न निर्माण झाला: जर एरिस प्लुटोपेक्षा मोठा आणि/किंवा अधिक वस्तुमानाचा असेल, तर एरिसला ग्रह का म्हणू नये? आणि जर एरिसला ग्रह म्हटले, तर कुइपर बेल्टमधील इतर मोठ्या पिंडांनाही ग्रह म्हणावे लागेल का? यामुळे ग्रहांची संख्या १२, १५, २० किंवा त्याहून अधिक होऊ शकली असती, ज्यामुळे शालेय पाठ्यपुस्तके आणि खगोलशास्त्राचे शिक्षण गुंतागुंतीचे झाले असते.

या घटनेमुळे आंतरराष्ट्रीय खगोलशास्त्रीय संघाला (International Astronomical Union - IAU) 'ग्रह' या शब्दाची अधिकृत आणि स्पष्ट व्याख्या करण्याची निकड जाणवली. ही व्याख्या केवळ वैज्ञानिक दृष्ट्या अचूक नसावी, तर ती सार्वत्रिक आणि सुसंगत असावी अशी अपेक्षा होती.

आंतरराष्ट्रीय खगोलशास्त्रीय संघाची (IAU) ग्रहाची नवीन व्याख्या

२४ ऑगस्ट २००६ रोजी, चेक प्रजासत्ताकमधील प्राग शहरात आंतरराष्ट्रीय खगोलशास्त्रीय संघाची २६ वी महापरिषद भरली. या परिषदेत जगभरातील २,५०० हून अधिक खगोलशास्त्रज्ञांनी भाग घेतला आणि अनेक वादविवादानंतर 'ग्रहा'ची नवीन आणि अधिकृत व्याख्या स्वीकारली. या व्याख्येमुळे खगोलशास्त्रातील अनेक दशकांच्या अनिश्चिततेला पूर्णविराम मिळाला.

IAU नुसार, आपल्या सूर्यमालेतील 'ग्रह' (Planet) खालील तीन निकष पूर्ण करणारा खगोलीय पिंड असतो:

1. सूर्याभोवती फिरणारा असावा (It must orbit the Sun): हा सर्वात मूलभूत निकष आहे. ग्रह सूर्याभोवती एका विशिष्ट कक्षेत फिरतो. तारे किंवा इतर ग्रहांभोवती फिरणारे पिंड ग्रह नसतात (उदा. चंद्र हे उपग्रह आहेत, ग्रह नाहीत).
2. स्वतःच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे गोल आकार प्राप्त केलेला असावा (It must have sufficient mass for its self-gravity to overcome rigid body forces so that it assumes a hydrostatic equilibrium (nearly round) shape): याचा अर्थ असा की, त्या पिंडाचे वस्तुमान इतके मोठे असावे की त्याच्या स्वतःच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे तो जवळजवळ गोलाकार किंवा लंबवर्तुळाकार (spheroid) आकार धारण करतो. लहान अशनी (asteroids) किंवा धूमकेतू (comets) अनियमित आकाराचे असतात कारण त्यांचे वस्तुमान पुरेसे नसते.
3. आपल्या कक्षेतील इतर खगोलीय पिंडांना दूर केलेला असावा (It must have cleared the neighbourhood around its orbit): हा सर्वात महत्त्वाचा आणि वादग्रस्त निकष होता, ज्यामुळे प्लुटोला ग्रहाचा दर्जा गमवावा लागला. याचा अर्थ असा की, एखाद्या ग्रहाने त्याच्या कक्षेत फिरताना, गुरुत्वाकर्षण शक्तीच्या साहाय्याने आपल्या मार्गातील इतर लहान खगोलीय पिंडांना (debris) एकतर स्वतःमध्ये सामावून घेतले असावे, त्यांना आपल्या कक्षेतून बाहेर ढकलले असावे किंवा त्यांना स्वतःभोवती फिरण्यास भाग पाडले असावे (जसे उपग्रह). थोडक्यात, आपल्या कक्षेतील जागा त्याने 'स्वच्छ' केलेली असावी.

या तीन निकषांव्यतिरिक्त, IAU ने 'बुटका ग्रह' (Dwarf Planet) या नवीन श्रेणीचीही व्याख्या केली. बुटका ग्रह हा असा खगोलीय पिंड आहे जो पहिल्या दोन अटी पूर्ण करतो (सूर्याभोवती फिरतो आणि गोल आकार धारण करतो), परंतु तिसरी अट (आपली कक्षा स्वच्छ करणे) पूर्ण करत नाही. तसेच, तो उपग्रह (satellite) नसावा.

प्लुटो: एकेकाळी नववा ग्रह, आता एक बुटका ग्रह

प्लुटोच्या कथेने अनेकांच्या भावनांना हात घातला आहे. १९३० मध्ये शोध लागल्यापासून, प्लुटो हा आपल्या सूर्यमालेतील नववा आणि सर्वात दूरचा ग्रह म्हणून ओळखला जात होता. तो अनेक पिढ्यांच्या विद्यार्थ्यांच्या पाठ्यपुस्तकांचा आणि खगोलशास्त्राच्या अभ्यासाचा अविभाज्य भाग होता. पण IAU च्या नवीन व्याख्येनुसार, प्लुटो पहिल्या दोन अटी पूर्ण करतो: तो सूर्याभोवती फिरतो आणि त्याचा आकार गोल आहे. मात्र, तो तिसरी अट पूर्ण करत नाही.

प्लुटो हा कुइपर बेल्टचा भाग आहे, जिथे त्याच्या कक्षेमध्ये त्याच्यासारखेच किंवा त्याच्यापेक्षा लहान असे हजारो बर्फाळ पिंड आणि लघुग्रह आहेत. प्लुटोने आपली कक्षा 'स्वच्छ' केलेली नाही. त्याच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे हे पिंड त्याच्या कक्षेतून दूर ढकलले गेलेले नाहीत किंवा त्यात सामावले गेलेले नाहीत. त्यामुळे, नवीन व्याख्येनुसार, प्लुटो हा 'ग्रह' राहिला नाही, तर त्याला 'बुटका ग्रह' म्हणून वर्गीकृत करण्यात आले. २४ ऑगस्ट २००६ रोजी प्लुटोने अधिकृतपणे 'ग्रहा'चा दर्जा गमावला.

या निर्णयावर खगोलशास्त्रज्ञांमध्ये आजही मतभेद आहेत. काहीजण म्हणतात की, प्लुटोला ग्रहाचा दर्जा काढून घेणे हे भावनिकदृष्ट्या चुकीचे होते आणि यामुळे जनसामान्यांमध्ये खगोलशास्त्राबद्दलची आवड कमी होऊ शकते. तर काहीजण म्हणतात की, वैज्ञानिक वर्गीकरण हे भावनांवर आधारित नसावे, तर ते कठोर वैज्ञानिक निकषांवर आधारित असावे. प्लुटोचा दर्जा बदलल्यामुळे खगोलशास्त्राची आपली समज अधिक स्पष्ट झाली आहे.

बुटके ग्रह: आपल्या सूर्यमालेतील छोटे सदस्य

प्लुटो हा एकमेव बुटका ग्रह नाही. IAU ने आतापर्यंत आपल्या सूर्यमालेतील पाच खगोलीय पिंडांना अधिकृतपणे 'बुटक्या ग्रहा'चा दर्जा दिला आहे:

1. सेरेस (Ceres): हा लघुग्रह पट्ट्यातील (Asteroid Belt) सर्वात मोठा सदस्य आहे आणि तो बुटक्या ग्रहांच्या यादीतील पहिला होता. तो मंगळ आणि गुरू यांच्या दरम्यान फिरतो. सेरेस हा इतर बुटक्या ग्रहांपेक्षा सूर्याच्या अधिक जवळ आहे.
2. प्लुटो (Pluto): कुइपर बेल्टमधील सर्वात प्रसिद्ध बुटका ग्रह.
3. एरिस (Eris): प्लुटोपेक्षा किंचित लहान पण अधिक वस्तुमानाचा, कुइपर बेल्टमध्ये असलेला बुटका ग्रह, ज्याच्या शोधामुळे ग्रहांच्या व्याख्येला कलाटणी मिळाली.
4. मेकमेक (Makemake): कुइपर बेल्टमधील आणखी एक मोठा बुटका ग्रह, जो एरिसनंतर शोधला गेला.
5. हौमिया (Haumea): हा देखील कुइपर बेल्टमधील एक बुटका ग्रह आहे, ज्याचा आकार लंबवर्तुळाकार आहे. तो त्याच्या जलद फिरण्यामुळे चपटा झाला आहे. हौमियाला दोन चंद्र आहेत.

या पाच बुटक्या ग्रहांव्यतिरिक्त, कुइपर बेल्टमध्ये इतरही अनेक खगोलीय पिंड आहेत, ज्यांना भविष्यात बुटक्या ग्रहाचा दर्जा मिळू शकतो. उदा. क्वाओर (Quaoar), सेडना (Sedna), ओरकस (Orcus). खगोलशास्त्रज्ञ अजूनही सूर्यमालेतील दूरच्या भागांचा अभ्यास करत आहेत आणि नवीन पिंडांचा शोध घेत आहेत.

या वर्गीकरणाचे महत्त्व आणि भविष्यातील शोध

ग्रहांची नवीन व्याख्या आणि 'बुटक्या ग्रहा'ची संकल्पना केवळ शालेय पाठ्यपुस्तकांमधील बदल नाही, तर त्याचे वैज्ञानिक महत्त्व खूप मोठे आहे. हे वर्गीकरण आपल्याला आपल्या सूर्यमालेची रचना आणि उत्क्रांती अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यास मदत करते.

• वैज्ञानिक सुसंगतता: या व्याख्येमुळे खगोलशास्त्रज्ञांना खगोलीय पिंडांचे वर्गीकरण करण्यासाठी एक स्पष्ट आणि सुसंगत फ्रेमवर्क मिळाले आहे. यामुळे वैज्ञानिक चर्चा आणि संशोधनात अधिक स्पष्टता येते.
• सूर्यमालेची रचना: ग्रहांच्या वर्गीकरणामुळे आपण सूर्यमालेतील विविध प्रदेशांना अधिक चांगल्या प्रकारे समजू शकतो – जसे की, आतले खडकयुक्त ग्रह, बाहेरील वायूचे महाकाय ग्रह आणि कुइपर बेल्टसारखे बर्फाळ प्रदेश.
• उत्क्रांतीचा अभ्यास: ग्रहांच्या निर्मिती आणि उत्क्रांतीचा अभ्यास करण्यासाठी हे वर्गीकरण महत्त्वाचे आहे. 'कक्षा स्वच्छ करणे' या निकषामुळे ग्रहाच्या निर्मिती प्रक्रियेतील गुरुत्वाकर्षण शक्तीचे महत्त्व अधोरेखित होते.
• भविष्यातील शोध: ही नवीन व्याख्या भविष्यात शोधल्या जाणाऱ्या नवीन खगोलीय पिंडांचे वर्गीकरण करण्यासाठी एक आधारस्तंभ म्हणून काम करेल. खगोलशास्त्रज्ञ अजूनही 'प्लॅनेट नाईन' (Planet Nine) किंवा 'प्लॅनेट एक्स' (Planet X) नावाच्या संभाव्य नवव्या ग्रहाचा शोध घेत आहेत, जो कुइपर बेल्टच्या पलीकडे असू शकतो. या नवीन व्याख्येमुळे त्यांना या संभाव्य ग्रहाचे वर्गीकरण कसे करावे, याची स्पष्ट कल्पना आहे.

राष्ट्रीय शैक्षणिक धोरण २०२० (National Education Policy 2020) नुसार, विद्यार्थ्यांमध्ये वैज्ञानिक दृष्टिकोन आणि चिकित्सक विचार विकसित करणे हे महत्त्वाचे आहे. खगोलशास्त्रातील हे बदल आपल्याला शिकवतात की विज्ञान हे स्थिर नसते, तर ते सतत विकसित होत असते. नवीन शोध आणि माहितीच्या आधारे जुन्या संकल्पनांना आव्हान दिले जाते आणि नवीन ज्ञान निर्माण होते. हेच तर विज्ञानाचे सौंदर्य आहे!

तुम्हाला माहीत आहे का?

• प्लुटोचा एक चंद्र, कॅरन (Charon), प्लुटोच्या आकारमानाचा जवळपास अर्धा आहे. काही खगोलशास्त्रज्ञ प्लुटो आणि कॅरनला 'दुहेरी बुटका ग्रह' प्रणाली मानतात, कारण ते एका सामान्य गुरुत्वाकर्षण केंद्राभोवती फिरतात.
• बुटक्या ग्रहांच्या यादीतील सेरेस हा एकमेव असा पिंड आहे, जो लघुग्रह पट्ट्यात आहे. इतर सर्व ज्ञात बुटके ग्रह कुइपर बेल्टमध्ये किंवा त्याच्या पलीकडे आहेत.
• प्लुटोला सूर्याभोवती एक प्रदक्षिणा पूर्ण करण्यासाठी २४८ पृथ्वी वर्षे लागतात. म्हणजेच, १९३० मध्ये शोध लागल्यापासून त्याने अद्याप सूर्याभोवती एकही पूर्ण प्रदक्षिणा केलेली नाही!
• प्लुटोचे तापमान खूप कमी असते, सरासरी -२२९ अंश सेल्सिअस (-३८० अंश फॅरनहाइट). त्यामुळे तो बर्फाचा आणि खडकांचा बनलेला आहे.
• 'ग्रहा'च्या व्याख्येतील बदलावर आंतरराष्ट्रीय खगोलशास्त्रीय संघाच्या २००६ च्या बैठकीत खूप तीव्र वादविवाद झाले. सुरुवातीला एका प्रस्तावामध्ये प्लुटो, एरिस आणि सेरेस यांनाही ग्रह म्हणून समाविष्ट करण्याची कल्पना होती, ज्यामुळे ग्रहांची संख्या १२ झाली असती. पण नंतर 'कक्षा स्वच्छ करणे' या निकषावर सहमती झाली.

सारांश आणि निष्कर्ष

आजच्या या विशेष दिवशी, २९ जुलै रोजी, एरिसच्या शोधाने खगोलशास्त्रात कसे एक नवे पर्व सुरू केले, हे आपण पाहिले. 'ग्रह' या शब्दाची नवीन व्याख्या, आंतरराष्ट्रीय खगोलशास्त्रीय संघाचे निकष आणि प्लुटोला 'बुटका ग्रह' म्हणून मिळालेला दर्जा हे सर्व आपल्या वैज्ञानिक प्रगतीचे प्रतीक आहे. हे बदल आपल्याला शिकवतात की, विज्ञान हे स्थिर नसते, तर ते नवीन माहिती आणि तंत्रज्ञानामुळे सतत विकसित होत असते. आपल्या गुरुजनांप्रमाणेच, हे बदल आपल्याला ज्ञानाच्या नवीन क्षितिजाकडे घेऊन जातात.

आपल्या सूर्यमालेतील बुटके ग्रह हे केवळ लहान खगोलीय पिंड नाहीत, तर ते आपल्या विश्वाच्या निर्मिती आणि उत्क्रांतीबद्दल अनेक महत्त्वपूर्ण रहस्ये उलगडतात. प्लुटो असो, एरिस असो किंवा सेरेस असो, या प्रत्येक पिंडाचा अभ्यास आपल्याला आपल्या ब्रह्मांडातील स्थानाबद्दल आणि त्याच्या अफाट विस्ताराबद्दल अधिक सखोल माहिती देतो. त्यामुळे, यापुढे जेव्हा तुम्ही रात्री आकाशाकडे पाहाल, तेव्हा केवळ तेजस्वी तारे आणि ग्रहच नव्हे, तर या दूरच्या बुटक्या ग्रहांचाही विचार करा, जे आपल्या सूर्यमालेतील महत्त्वाचे सदस्य आहेत आणि ज्यांनी आपल्याला 'ग्रह' म्हणजे काय, याची नवीन ओळख करून दिली आहे. ज्ञानाची ही जिज्ञासा नेहमी जागृत ठेवा आणि नवीन गोष्टी शिकण्यासाठी नेहमी तयार राहा. धन्यवाद!