एक ऐतिहासिक शोध: १७ ऑगस्ट १८७७
१७ ऑगस्ट १८७७ हा दिवस खगोलशास्त्राच्या इतिहासात सुवर्ण अक्षरांनी कोरला गेला आहे. याच दिवशी अमेरिकेतील नौदल वेधशाळेतील (U.S. Naval Observatory) खगोलशास्त्रज्ञ असाफ हॉल (Asaph Hall) यांनी मंगळाचे दोन छोटे आणि रहस्यमय चंद्र, फोबोस (Phobos) आणि डीमोस (Deimos) यांचा शोध लावला. हा शोध म्हणजे केवळ दोन नवीन खगोलीय वस्तूंचा शोध नव्हता, तर ते आपल्या सौरमालेतील अनेक अनुत्तरित प्रश्नांची उत्तरे शोधण्याच्या दिशेने टाकलेले एक महत्त्वाचे पाऊल होते. अनेक दशकांपासून, खगोलशास्त्रज्ञांना मंगळाला चंद्र आहेत की नाही, याचा संशय होता. काही जण मानत होते की मंगळाला पृथ्वीप्रमाणे एकच मोठा चंद्र असावा, तर काहींना वाटत होते की त्याला चंद्रच नाहीत. या पार्श्वभूमीवर हॉल यांचा शोध अत्यंत रोमांचक आणि महत्त्वपूर्ण ठरला.
असाफ हॉल यांनी वॉशिंग्टन डी.सी. येथील नौदल वेधशाळेतील २६ इंचाच्या शक्तिशाली दुर्बिणीचा वापर करून मंगळाचे निरीक्षण करत होते. मंगळ हा पृथ्वीच्या तुलनेत लहान ग्रह असला तरी, त्याच्याभोवती फिरणाऱ्या लहान वस्तूंचा शोध घेणे हे मोठे आव्हान होते. मंगळाचा तेजस्वी प्रकाश आणि त्याचे लहान आकार यामुळे हे चंद्र शोधणे अत्यंत कठीण होते. हॉल यांनी अनेक रात्री अथकपणे काम केले. सुरुवातीला त्यांना काहीच यश मिळाले नाही आणि ते निराश झाले होते. पण त्यांच्या पत्नी अँजेलिना हॉल यांनी त्यांना हार न मानण्याचा आणि आपले प्रयत्न सुरू ठेवण्याचा सल्ला दिला. त्यांच्या प्रेरणेने हॉल यांनी पुन्हा एकदा दुर्बिणीतून आकाशाचे निरीक्षण करण्यास सुरुवात केली.
११ ऑगस्ट १८७७ रोजी, हॉल यांना मंगळाजवळ एक लहानसा बिंदू दिसला, पण हवामान खराब झाल्यामुळे ते त्याचे अधिक निरीक्षण करू शकले नाहीत. त्यांनी पुन्हा १७ ऑगस्ट रोजी पहाटेच्या वेळी निरीक्षण केले आणि त्यांना मंगळाभोवती फिरणारे दोन छोटे बिंदू स्पष्टपणे दिसले. हा क्षण खगोलशास्त्राच्या इतिहासातील एक मैलाचा दगड ठरला. त्यांनी या चंद्रांना ग्रीक पौराणिक कथेतील युद्धदेवता एरेस (मंगळ) च्या मुलांची नावे दिली: फोबोस (म्हणजे भीती) आणि डीमोस (म्हणजे दहशत). ही नावे त्यांच्या लहान आकारामुळे आणि मंगळाच्या युद्धदेवतेच्या संबंधामुळे अगदी योग्य वाटली. या शोधाने केवळ खगोलशास्त्रज्ञांनाच नव्हे, तर सामान्य लोकांनाही मंगळाविषयीच्या कुतूहलात अधिक भर घातली.
फोबोस: मंगळाचा वेगवान आणि विनाशकारी साथीदार
मंगळाच्या दोन्ही चंद्रांपैकी फोबोस हा मंगळाच्या अधिक जवळ आहे आणि तो अधिक वेगाने मंगळाभोवती फिरतो. फोबोस हा आपल्या सौरमालेतील सर्वात लहान आणि विचित्र चंद्रांपैकी एक आहे. त्याचा आकार अनियमित आहे, तो बटाट्यासारखा दिसतो आणि त्याचा व्यास सरासरी २२ किलोमीटर आहे. म्हणजे, तो मुंबई शहराच्या अर्ध्याहूनही लहान आहे! त्याचे सर्वात लांब टोक २७ किलोमीटर, रुंद २२ किलोमीटर आणि जाड १८ किलोमीटर आहे. त्याचा पृष्ठभाग खडबडीत आणि मोठ्या खड्ड्यांनी भरलेला आहे.
फोबोसचे सर्वात लक्षवेधी वैशिष्ट्य म्हणजे त्याची मंगळाभोवतीची कक्षा. तो मंगळाच्या पृष्ठभागापासून फक्त ६,००० किलोमीटर उंचीवर फिरतो, जे इतर ग्रहांच्या चंद्रांपेक्षा खूपच कमी आहे. एवढ्या कमी उंचीवर तो मंगळाभोवती फक्त ७ तास ३९ मिनिटांत एक प्रदक्षिणा पूर्ण करतो. याचा अर्थ असा की, जर तुम्ही मंगळाच्या पृष्ठभागावर उभे असाल, तर तुम्हाला दिवसातून दोनदा फोबोस उगवताना आणि मावळताना दिसेल! तो मंगळाच्या स्वतःच्या फिरण्याच्या वेगापेक्षाही जास्त वेगाने फिरतो. यामुळे तो पूर्वेकडून उगवून पश्चिमेकडे मावळताना दिसतो, जे पृथ्वीवरील चंद्राच्या विरुद्ध आहे.
फोबोसच्या पृष्ठभागावर अनेक खड्डे (craters) आहेत, त्यापैकी ९ किलोमीटर व्यासाचा 'स्टिकनी क्रेटर' (Stickney Crater) हा सर्वात मोठा आहे. हा खड्डा इतका मोठा आहे की तो फोबोसच्या आकारमानाच्या एक तृतीयांश आहे. यावरून असे सूचित होते की फोबोसवर मोठ्या उल्कापिंडांचा जोरदार मारा झाला असावा, तरीही तो तुटला नाही हे आश्चर्यकारक आहे.
वैज्ञानिक रहस्य: फोबोसवर 'ग्रूव्ह्स' (Grooves) नावाच्या अनेक समांतर रेषा किंवा खाचा आहेत. शास्त्रज्ञांना सुरुवातीला वाटले की हे स्टिकनी क्रेटरच्या निर्मितीमुळे झाले असावे. परंतु नवीन संशोधनानुसार, या खाचा मंगळाच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे फोबोसवर पडलेल्या ताणामुळे किंवा फोबोसच्या आतून बाहेर पडलेल्या वायूमुळे निर्माण झाल्या असाव्यात.
फोबोसचे भविष्य मात्र अंधकारमय आहे. मंगळाच्या तीव्र गुरुत्वाकर्षणामुळे फोबोस हळूहळू मंगळाच्या दिशेने ओढला जात आहे. प्रत्येक शंभर वर्षांनी तो मंगळाच्या २५० सेंटीमीटर जवळ सरकतो. शास्त्रज्ञांचा अंदाज आहे की पुढील ३० ते ५० दशलक्ष वर्षांत फोबोस एकतर मंगळावर आदळून नष्ट होईल किंवा मंगळाच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे त्याचे लहान तुकडे होतील आणि मंगळाभोवती एक वलय (ring) तयार होईल, जसे शनी ग्रहाभोवती आहे. हा एक खगोलीय वेळेनुसार अगदी जवळचा काळ आहे आणि यामुळे फोबोसला 'विनाशकारी चंद्र' असेही म्हटले जाते.
डीमोस: मंगळाचा दूरचा आणि शांत मित्र
फोबोसच्या तुलनेत डीमोस हा मंगळापासून अधिक दूर आहे आणि तो अधिक शांत स्वभावाचा आहे. डीमोस हा आपल्या सौरमालेतील सर्वात लहान ज्ञात चंद्रांपैकी एक आहे. त्याचा आकार देखील अनियमित आहे, पण तो फोबोसपेक्षाही लहान आहे. त्याचा व्यास सरासरी १२.६ किलोमीटर आहे (१५ x १२ x १० किलोमीटर). म्हणजे तो एका मोठ्या शहराच्याही लहान भागाएवढा आहे.
डीमोस मंगळापासून सुमारे २३,४६० किलोमीटर उंचीवर फिरतो. या उंचीवर त्याला मंगळाभोवती एक प्रदक्षिणा पूर्ण करण्यासाठी ३० तास १८ मिनिटे लागतात. याचा अर्थ असा की, मंगळाच्या स्वतःच्या फिरण्याच्या वेगापेक्षा (२४ तास ३७ मिनिटे) तो थोडा हळू फिरतो. त्यामुळे मंगळाच्या पृष्ठभागावरून तो आकाशात हळूहळू सरकताना दिसेल आणि एका वेळी सुमारे २.७ दिवस आकाशात दिसेल. तो पश्चिमेकडून उगवून पूर्वेकडे मावळताना दिसेल, जसे पृथ्वीवरील चंद्र दिसतो.
डीमोसचा पृष्ठभाग फोबोसच्या तुलनेत अधिक गुळगुळीत दिसतो. यामागे एक महत्त्वाचे कारण आहे: डीमोसवर उल्कापिंडांच्या आघातामुळे तयार झालेले खड्डे (craters) आहेत, पण ते रेगोलिथ (regolith) नावाच्या धुळीच्या आणि खडकांच्या बारीक थराने भरले गेले आहेत. या रेगोलिथचा थर खूप जाड असल्यामुळे, डीमोसवरील खड्डे कमी स्पष्ट दिसतात आणि त्याचा पृष्ठभाग सपाट दिसतो. डीमोसवर 'स्विफ्ट' (Swift) आणि 'व्होल्टेअर' (Voltaire) नावाचे दोन मोठे खड्डे आहेत, जे फक्त ३ किलोमीटर व्यासाचे आहेत, जे फोबोसवरील स्टिकनी क्रेटरच्या तुलनेत खूपच लहान आहेत.
डीमोसचे मंगळाच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे होणारे परिणाम फोबोसइतके तीव्र नाहीत. तो मंगळापासून अधिक दूर असल्यामुळे, त्याच्यावर ओढले जाण्याचा धोका कमी आहे. त्यामुळे त्याचे भविष्य फोबोसइतके विनाशकारी नाही. तो कदाचित आणखी करोडो वर्षे मंगळाभोवती शांतपणे फिरत राहील.
फोबोस आणि डीमोसची रहस्यमय उत्पत्ती
फोबोस आणि डीमोसच्या शोधानंतर, त्यांच्या उत्पत्तीबद्दल अनेक प्रश्न निर्माण झाले. त्यांचे अनियमित आकार, गडद रंग आणि मंगळाच्या विषुववृत्तीय पातळीजवळ असलेल्या त्यांच्या कक्षा यामुळे शास्त्रज्ञांना अनेक तर्कवितर्क करावे लागले. त्यांच्या उत्पत्तीबद्दल दोन प्रमुख सिद्धांत मांडले गेले आहेत:
१. पकडलेले लघुग्रह (Captured Asteroids)
- हा सिद्धांत बऱ्याच काळापासून लोकप्रिय होता. या सिद्धांतानुसार, फोबोस आणि डीमोस हे लघुग्रहांच्या पट्ट्यातून (asteroid belt) आलेले लघुग्रह असावेत.
- मंगळाच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे ते आपल्या मूळ कक्षेतून विचलित झाले आणि मंगळाच्या गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रात अडकून त्याचे चंद्र बनले.
- त्यांचा गडद रंग आणि कार्बनयुक्त खडकांचे प्रमाण लघुग्रहांशी मिळतेजुळते आहे, ज्यामुळे हा सिद्धांत अधिक मजबूत वाटतो.
- परंतु, या सिद्धांताला एक मोठी अडचण आहे: पकडलेले लघुग्रह सहसा अनियमित आणि तिरकस कक्षांमध्ये फिरतात. फोबोस आणि डीमोस मात्र मंगळाच्या विषुववृत्तीय पातळीजवळ जवळजवळ गोलाकार कक्षेत फिरतात. अशा कक्षा पकडलेल्या लघुग्रहांसाठी दुर्मिळ आहेत.
२. मंगळाच्या प्रभावातून निर्माण झालेले अवशेष (Impact Debris)
- हा एक नवीन आणि सध्या अधिक स्वीकारला जाणारा सिद्धांत आहे. या सिद्धांतानुसार, खूप पूर्वी मंगळाला एका मोठ्या खगोलीय वस्तूने धडक दिली असावी.
- या प्रचंड धडकेमुळे मंगळाच्या पृष्ठभागातून मोठ्या प्रमाणात खडक आणि धूळ अवकाशात फेकली गेली असावी.
- कालांतराने, गुरुत्वाकर्षणामुळे हे अवशेष एकत्र आले आणि त्यांनी फोबोस व डीमोस या चंद्रांची निर्मिती केली.
- या सिद्धांतामुळे त्यांच्या गोलाकार आणि विषुववृत्तीय कक्षांचे स्पष्टीकरण मिळते, कारण असे अवशेष सहसा ग्रहाच्या विषुववृत्तीय पातळीजवळ एकत्र येतात.
- जपानच्या JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) द्वारे प्रस्तावित 'मार्टियन मून्स एक्स्प्लोरेशन' (Martian Moons eXploration - MMX) मोहीम या सिद्धांताची सत्यता पडताळण्यासाठी महत्त्वाची ठरेल. ही मोहीम फोबोसवरून नमुने गोळा करून पृथ्वीवर परत आणणार आहे, ज्यामुळे त्यांच्या रासायनिक रचनेचा अभ्यास करून त्यांची खरी उत्पत्ती समजू शकेल.
या दोन्ही सिद्धांतांवर अजूनही संशोधन सुरू आहे. MMX सारख्या भविष्यातील मोहिमा आपल्याला या रहस्याच्या तळापर्यंत पोहोचण्यास मदत करतील.
वैज्ञानिक कुतूहल आणि भविष्यातील मोहीमा
फोबोस आणि डीमोसचा शोध हा केवळ दोन नवीन खगोलीय वस्तूंचा शोध नव्हता, तर त्याने मानवी कुतूहलाला आणि वैज्ञानिक संशोधनाला एक नवीन दिशा दिली. त्यांच्या शोधानंतर, मंगळाकडे पाहण्याचा आपला दृष्टिकोन बदलला. हे छोटे चंद्र केवळ मंगळाचे उपग्रह नाहीत, तर ते स्वतःच वैज्ञानिक अभ्यासाचे विषय आहेत.
त्यांच्या शोधाचे महत्त्व:
- सौरमालेची समज: फोबोस आणि डीमोसच्या कक्षा, आकार आणि रचना यांचा अभ्यास करून आपल्याला सौरमालेच्या निर्मितीच्या आणि विकासाच्या प्रक्रियेबद्दल अधिक माहिती मिळते.
- लघुग्रहांचा अभ्यास: जर ते पकडलेले लघुग्रह असतील, तर त्यांच्या अभ्यासातून आपल्याला लघुग्रहांची रचना आणि त्यांची ग्रहांशी होणारी आंतरक्रिया याबद्दल माहिती मिळेल.
- मंगळाच्या इतिहासाचे दुवे: जर ते मंगळाच्या प्रभावातून निर्माण झाले असतील, तर ते मंगळाच्या सुरुवातीच्या काळात झालेल्या मोठ्या धडका आणि त्याच्या भूगर्भीय इतिहासाबद्दल महत्त्वपूर्ण माहिती देऊ शकतात.
- भविष्यातील मानवी मोहिमांसाठी आधार: फोबोस आणि डीमोस हे भविष्यात मंगळावर जाणाऱ्या मानवी मोहिमांसाठी महत्त्वपूर्ण थांबे (outposts) ठरू शकतात. त्यांच्यावर उतरून, अंतराळवीर मंगळाचे दूरस्थपणे निरीक्षण करू शकतात किंवा इंधनासाठी पाणी (जर उपलब्ध असेल तर) काढू शकतात. त्यांच्या कमी गुरुत्वाकर्षणामुळे येथून मंगळावर आणि इतर ठिकाणी जाणे सोपे होईल.
अनेक अंतराळ संस्था फोबोस आणि डीमोसच्या अभ्यासासाठी उत्सुक आहेत. जपानची JAXA Martian Moons eXploration (MMX) मोहीम २०२४ मध्ये प्रक्षेपित करण्याची योजना आहे. या मोहिमेचे मुख्य उद्दिष्ट फोबोसवरून नमुने गोळा करणे आणि ते पृथ्वीवर परत आणणे आहे. हे नमुने फोबोसच्या उत्पत्तीचे रहस्य उलगडण्यास मदत करतील आणि 'पकडलेला लघुग्रह' किंवा 'प्रभाव अवशेष' यापैकी कोणता सिद्धांत सत्य आहे, हे निश्चित करतील. ही मोहीम केवळ जपानसाठीच नव्हे, तर संपूर्ण जगासाठी एक मोठी वैज्ञानिक उपलब्धी ठरेल.
युरोपियन स्पेस एजन्सी (ESA) च्या 'मार्स एक्सप्रेस' (Mars Express) या अवकाशयानाने देखील फोबोस आणि डीमोसची अनेक छायाचित्रे घेतली आहेत आणि त्यांच्या पृष्ठभागाचा अभ्यास केला आहे. या मोहिमांद्वारे मिळालेल्या माहितीमुळे आपल्याला या दोन लहान चंद्रांबद्दलची माहिती खूप वाढली आहे आणि भविष्यातील संशोधनासाठी नवीन प्रश्न निर्माण झाले आहेत.
निष्कर्ष: अवकाशातील सततचे आव्हान
फोबोस आणि डीमोसचा शोध हा मानवी कुतूहल, चिकाटी आणि वैज्ञानिक शोधवृत्तीचे एक उत्कृष्ट उदाहरण आहे. १७ ऑगस्ट १८७७ रोजी असाफ हॉल यांनी केलेल्या या शोधाने मंगळाच्या रहस्यांना उघड केले आणि अवकाशातील आपल्या ज्ञानाची क्षितिजे विस्तारली. हे छोटे चंद्र आजही अनेक वैज्ञानिक रहस्यांनी भरलेले आहेत. त्यांची उत्पत्ती, त्यांची रचना आणि त्यांचे भविष्य हे आजही संशोधनाचे विषय आहेत. MMX सारख्या भविष्यातील मोहिमा आपल्याला या रहस्यांच्या तळापर्यंत पोहोचण्यास मदत करतील.
या चंद्रांचा अभ्यास आपल्याला केवळ मंगळाबद्दलच नव्हे, तर आपल्या सौरमालेतील ग्रहांची निर्मिती, लघुग्रहांची भूमिका आणि जीवसृष्टीच्या संभाव्यतेबद्दलही नवीन दृष्टीकोन देतात. फोबोस आणि डीमोस हे आपल्याला आठवण करून देतात की, आपल्या अवकाशात अजूनही कितीतरी रहस्ये दडलेली आहेत, जी मानवी बुद्धी आणि वैज्ञानिक प्रयत्नांनी उलगडण्याची वाट पाहत आहेत. हा शोध म्हणजे केवळ भूतकाळातील एक घटना नाही, तर भविष्यातील अंतराळ संशोधनासाठी एक प्रेरणा आहे.
तुम्हाला माहीत आहे का?
- फोबोस हा मंगळाभोवती त्याच्या स्वतःच्या फिरण्याच्या वेगापेक्षाही जास्त वेगाने फिरतो, त्यामुळे तो दिवसातून दोनदा उगवताना दिसतो!
- डीमोस हा आपल्या सौरमालेतील सर्वात लहान ज्ञात चंद्रांपैकी एक आहे.
- जर तुम्ही फोबोसवर उभे असाल, तर मंगळ ग्रह आकाशात एका मोठ्या, लाल रंगाच्या पूर्ण चंद्रापेक्षाही कितीतरी मोठा दिसेल.
- फोबोस आणि डीमोस हे दोन्ही चंद्र पूर्णपणे गोलाकार नाहीत, तर त्यांचा आकार बटाट्यासारखा अनियमित आहे.
- फोबोसला 'स्टिकनी क्रेटर' नावाचा एक प्रचंड मोठा खड्डा आहे, जो त्याच्या स्वतःच्या आकाराच्या एक तृतीयांश आहे.