अल्पायुषी कडी

परंतु अलीकडच्या संशोधनावरून हे तर्क पूर्णपणे बाजूला सारले गेले आहेत. कारण शनीच्या कड्यांचं वय अब्जांत मोजण्याइतकं नसून ते फक्त काही कोटी वर्षं, एवढंच असल्याचं या संशोधनावरून दिसून आलं आहे. इतकंच नव्हे तर, ही कडी अल्पायुषी असून काही कोटी वर्षांत ती जवळपास नाहीशी होण्याची शक्यताही दिसून आली आहे. हे सर्व संशोधन केलं गेलं आहे ते, कॅसिनी या अंतराळयानानं पुरवलेल्या माहितीद्वारे. नासा, युरोपियन स्पेस एजन्सी आणि इटालिअन स्पेस एजन्सी या तीन संस्थांद्वारे अंतराळात सोडलेल्या कॅसिनी या यानानं, सन २००४ ते २०१७ या तेरा वर्षांच्या काळात शनीभोवती जवळजवळ तीनशे प्रदक्षिणा घातल्या. या काळात या यानावरील उपकरणांद्वारे प्रचंड प्रमाणात शनीबद्दलची माहिती गोळा केली गेली. या माहितीचं विश्लेषण अजूनही चालू आहे. या विश्लेषणावर आधारलेलं, शनीच्या कड्यांवरचं आताचं हे संशोधन नुकतंच ‘सायन्स अ‍ॅडव्हान्सेस’ आणि ‘इकॅरस’ या दोन शोधपत्रिकांत प्रसिद्ध झालं आहे.

शनीची कडी ही मुख्यतः पाण्याच्या बर्फापासून बनली आहेत. त्यात अल्प प्रमाणात लहानमोठ्या आकाराचे खडकाळ पदार्थही आढळतात. या खडकाळ पदार्थांचं एकूण प्रमाण पाच टक्क्यांपेक्षा कमीच आहे. पण कड्यांतील या मूळच्या पदार्थांत, अंतराळातून येणाऱ्या सूक्ष्म आकाराच्या अशनींची सतत भर पडते आहे. शनीची ही कडी त्यांच्या जन्मापासूनच या सूक्ष्म अशनींमुळे ‘प्रदूषित’ होत आहेत. सूक्ष्मकणांच्या स्वरूपातील हे अशनी, शनीच्या कड्यांतील बर्फाच्या तुलनेत खूपच कमी प्रमाणात प्रकाश परावर्तित करतात. त्यामुळे शनीची कडी आता काळवंडू लागली आहेत. काळ जसा पुढे जाईल, तशी ही कडी अधिकाधिक काळी पडत जातील. या कड्यांच्या प्रकाश परावर्तन करण्याच्या आजच्या क्षमतेवरून, या कड्यांतील सूक्ष्मकणांचं प्रमाण काढलं गेलं आहे. या सूक्ष्मकणांचं प्रमाण वेगवेगळ्या कड्यांत वेगवेगळं आहे. काही कड्यांत ते अवघं ०.१ टक्का इतकं आहे, तर काही कड्यांत ते दोन टक्क्यांपर्यंत असावं. अमेरिकेतील कोलरॅडो विद्यापीठातील साशा केम्फ आणि त्यांच्या इतर सहकाऱ्यांनी आपल्या संशोधनाद्वारे या कड्यांचं वय काढण्यासाठी, शनीच्या सर्व कड्यांतील या सूक्ष्म कणांचं प्रमाण लक्षात घेतलं. त्यावरून केलेल्या गणितानुसार, त्यांनी आपल्या संशोधनासाठी या कणांचं सर्व कड्यांतील एकूण प्रमाण ०.३ टक्के असल्याचं मानलं.

साशा केम्फ आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी शनीच्या कड्यांचं वय काढण्यासाठी, शनीच्या कड्यांत हे सूक्ष्मकण इतक्या प्रमाणात जमा होण्यास किती काळ लागला असावा, हे शोधून काढलं. यासाठी त्यांनी मुख्यतः कॅसिनी यानावरच्या ‘कॉस्मिक डस्ट अ‍ॅनॅलायझर’ या उपकरणानं जमा केलेल्या माहितीचा वापर केला. हे उपकरण शनीच्या दिशेनं अंतराळातून होत असलेल्या सूक्ष्म अशनींच्या माऱ्यातील कणांच्या संख्येची, त्यांच्या आकाराची आणि त्यांच्या गतीची नोंद करतं. साशा केम्फ आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी, या उपकरणाद्वारे केल्या गेलेल्या नोंदींवरून शनीच्या कड्यांवर आदळणाऱ्या एकूण कणांची मोजदाद केली. त्यानंतर या कणांची गती, आकार लक्षात घेऊन, या कणांपैकी किती कण हे कड्यांत जमा होण्याची शक्यता आहे, याचा अंदाज घेतला. या कणांच्या आकारावरून व त्यांची अपेक्षित घनता लक्षात घेऊन, त्यांनी या कड्यांवर प्रत्येक सेकंदाला जमा होत असलेल्या सूक्ष्मकणांचं वजन काढलं. कण जमा होण्याच्या या गतीवरून, शनीच्या कड्यांतील या सूक्ष्मकणांचं प्रमाण ०.३ टक्क्यापर्यंत पोचण्यास, चाळीस कोटी वर्षांपेक्षाही कमी काळ लागला असल्याचं दिसून आलं. त्यावरून ही कडी चाळीस कोटी वर्षांपेक्षा कमी काळापूर्वी निर्माण झाली असल्याचं स्पष्ट झालं.

साशा केम्फ आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांच्या संशोधनाला पूरक असं संशोधन नासाच्या एम्स रिसर्च सेंटरमधील पॉल एस्ट्रॅडा आणि इंडियाना विद्यापीठातील रिचर्ड ड्युरिसन यांनी अलीकडेच केलं. या संशोधकांनी आपल्या संशोधनाद्वारे, शनीची कडी यापुढे या स्थितीत किती काळ अस्तित्वात राहू शकतील, या बाबीवर प्रकाश टाकला. हे संशोधनही कॅसिनी अंतराळयानाद्वारे जमा केलेल्या माहितीवरच आधारलेलं आहे. शनीच्या कड्यांवर जेव्हा सूक्ष्म अशनींचा मारा होतो, तेव्हा त्यातील काही सूक्ष्म अशनी जरी कड्यांत जमा होत असले तरी, या आघातामुळे कड्यांतले काही पदार्थ कड्यांबाहेर फेकले जाऊन शनीच्या दिशेनं प्रवास करू लागतात. अशा रीतीनं एका बाजूनं शनीच्या कड्यांत नवे सूक्ष्मकण जमा होतानाच, शनीची कडी आपल्याकडचे पदार्थ गमावू लागतात. पॉल एस्ट्रॅडा आणि रिचर्ड ड्युरिसन यांनी शनी कोणत्या गतीनं आपल्याकडचे पदार्थ गमावीत आहे, त्याचं गणित मांडलं. यासाठी त्यांनी कॅसिनी मोहिमेच्या अंतिम टप्प्यात मिळालेल्या माहितीचा वापर केला.

कॅसिनी यान हे शनीच्या इतर उपग्रहांकडे भरकटू नये म्हणून, मोहीम संपवताना त्याला मुद्दामच शनी ग्रहाच्या दिशेनं वळवण्यात आलं. त्यामुळे या यानाच्या शेवटच्या बावीस प्रदक्षिणा, शनीची कडी व शनीचं वातावरण, या दरम्यानच्या दोन हजार किलोमीटर उंचीपर्यंतच्या मोकळ्या जागेतून घातल्या गेल्या. शनीभोवतालच्या या प्रत्येक प्रदक्षिणेत हे अंतराळयान शनीच्या अधिकाधिक जवळ येत, अखेरीस ते शनीच्या दाट वातावरणात शिरून नष्ट झालं. ‘ग्रँड फिनाली’ म्हणून ओळखल्या गेलेल्या कॅसिनीच्या या अखेरच्या प्रवासात, या यानावरील कॉस्मिक डस्ट अ‍ॅनॅलायझर आणि इतर उपकरणांद्वारे, कड्यांकडून शनीकडे प्रवास करणाऱ्या विविध पदार्थांचं प्रमाण, त्यांच्या रासायनिक स्वरूपासह नोंदवलं गेलं. पॉल एस्ट्रॅडा आणि रिचर्ड ड्युरिसन यांनी, या माहितीवर आधारलेलं आपलं गणिती प्रारूप तयार केलं आणि या कड्यांतून कोणत्या गतीनं त्यातले पदार्थ शनीकडे जात असावेत, हे जाणून घेतलं. शनीच्या कड्यांत ज्या प्रमाणात सूक्ष्म अशनी जमा होत आहेत, त्यापेक्षा अधिक प्रमाणात शनीच्या कड्यांतले पदार्थ कडी सोडून जात असल्याचं या गणिती प्रारूपातून दिसून आलं. पॉल एस्ट्रॅडा आणि रिचर्ड ड्युरिसन यांचं हे गणिती प्रारूप, चाळीस कोटी वर्षांपेक्षा कमी काळातच शनीच्या कड्यांचं जीवन संपुष्टात येणार असल्याचं दर्शवतं. हा काळ कदाचित त्यापेक्षाही खूप कमी असू शकतो.

शनीची कडी निर्माण होऊन फक्त काही कोटी वर्षं झाली आहेत; तसंच ही कडी यानंतर फक्त काही कोटी वर्षं अस्तित्वात राहणार आहेत. एकूण काय… ही कडी अल्पायुषी ठरली आहेत – फक्त काही कोटी वर्षं आयुष्य असलेली! गुरू, युरेनस आणि नेपच्यून या शनीच्या भावंडांना असलेल्या कड्यांचा आयुष्यकाळसुद्धा असाच छोटा असावा. ही कडी शनीइतकी भरगच्च दिसत नाहीत, तर ती विरळ झाली आहेत, त्यांचं वजनही खूप कमी झालं आहे. तसंच ती काळवंडलीही आहेत. या कड्यांत बर्फाचं प्रमाणही फारसं नाही. गुरू, युरेनस आणि नेपच्यूनच्या या कड्यांचा आयुष्यकाळ संपत आला असावा वा संपला असावा. शनीच्या बाबतीत मात्र त्याची कडी अजून तरूण असल्यानं ती भरगच्च दिसतात. काही कोटी वर्षांनी शनीच्या कड्यांचं स्वरूपही असंच विरळ झालेलं असेल. कारण त्यावेळी याही कड्यांतलं बर्फ नाहीसं झालेलं असेल.

या सर्व संशोधनातून एक नवा प्रश्न उपस्थित झाला आहे. तो अर्थातच या कड्यांच्या निर्मितीशी संबंधित आहे. ही कडी ग्रहमालेच्या निर्मितीच्या काळात नव्हे तर, ती अलीकडच्या काळात निर्माण झाली आहेत. मग, आताच्या काळात ही कडी नक्की निर्माण कशी झाली असावीत? या प्रश्नाच्या उत्तरासाठी आपल्याला, भविष्यात होऊ घातलेल्या अंतराळमोहिमा प्रत्यक्षात येईपर्यंत थांबावं लागेल. पण काय सांगावं… कदाचित कॅसिनीनं जमा केलेल्या प्रचंड माहितीमध्येच या प्रश्नाचं उत्तर दडलेलं असेल. आणि तसं असलं तर, शनीच्या कड्यांच्या निर्मितीमागचं रहस्य काही काळातच उलगडलेलं असेल!

(छायाचित्र सौजन्य – – कॅसिनी यानानं टिपलेली शनीची कडी कॅसिनी अंतराळयान / ग्रँड फिनाली – कॅसिनीची अखेर (काल्पनिक चित्र (NASA / NASA/JPL)