मंगळवार, २४ डिसेंबर, २०१९

खगोलीय_वस्तू‌_‌‌वर्गीकरण - ७

कक्षेनंतर लघुग्रहांचे वर्गीकरण करण्याचा दुसरा निकष रासायनिक संरचनेचा.

मानवनिर्मित अंतराळयानांनी भेट दिलेले लघुग्रह सध्यातरी हाताच्या बोटांवर मोजण्याइतकेच आहेत, त्यामुळे रासायनिक संरचनेवरून वर्गीकरण करण्याचा कोणताही प्रयत्न, हा सध्यातरी प्रामुख्याने पृथ्वीनिष्ठ निरीक्षणातून मिळणार्‍या माहीतीच्या आधारेच होत आहे.

ह्या वर्गीकरणासाठी वापरली जाणारे प्रमुख साधने आहेत, त्या लघुग्रहाचा आपल्याला दिसणारा रंग, वर्णपट (Emmission Spectrum) आणि सूर्यापासुन मिळालेला प्रकाश परावर्तित करण्याची त्या लघुग्रहाची क्षमता. ह्या निकषांच्या आधारे  David J. Tholen ह्या वैज्ञानिकाने विकसित केलेली लघुग्रहांच्या वर्गीकरणाची व्यवस्था अनेक वर्षे प्रचलित होती. Tholen च्या पद्धतीप्रमाणे  A ते G,M, P ते T आणि V असे गट होतात.  ह्या वर्गीकरणात ज्या व्याख्या प्रचलित होत्या, त्यात न बसणारे किंवा त्या व्याख्येत सामावूनही इतर अपवादात्मक गुणधर्म असलेले लघुग्रह सापडू लागल्यानंतर, भिन्न रासायनिक संरचना असावी असे अनुमान असताना, लघुग्रहांचे काही गट, एकाच प्रकारचे वर्णपट देऊ लागल्यामुळे, नवीन प्रकारच्या वर्गीकरणाची आवश्यकता जाणवू लागली आणि मग SMASS classification (Small Main-Belt Asteroid Spectroscopic Survey)  ही नवीन पद्धत वापरात आणली गेली. ह्या वर्गीकरणात सध्या तरी लघुग्रहाकडून परावर्तित होणारा प्रकाश हा निकष वापरला जात नाही. ह्या पद्धतीत असंख्य उपगटांचा भरणा आहे.

हे वर्गीकरण इथे मी अत्यंत संक्षिप्त स्वरूपात मांडले आहे.

३.२.१) C गट  :  आपल्याला ज्ञात असलेल्या लघुग्रहांपैकी साधारण तीन चतुर्थांश लघुग्रह ह्याच गटाचे आहेत.  हे कर्बप्रधान लघुग्रह असून, अधिकतर लघुग्रह अतिशय गडद काळ्या रंगाचे असतात (10 Hygiea) आणि सूर्यापासून मिळणार्‍या प्रकाशाच्या केवळ तीन शतांश ते एक दशांश इतकाच प्रकाश ते परावर्तित करतात. Ceres हा सर्वात मोठा लघुग्रह सुद्धा ह्याच गटात येतो.  Tholen च्या पद्धतीप्रमाणे  साधारणत:  C आणि G ह्या गटात येणारे लघुग्रह ह्या गटात येतात).

३.२.२) B गट  : C गटापेक्षा थोडे उजळ असलेल्या ह्या गटातील दोन प्रमुख लघुग्रह आहेत 2 Pallas, सध्याचा दुसर्‍या क्रमांकाचा मोठा लघुग्रह आणि  Bennu ज्याच्यासोबत नासाचे  OSIRIS-REx हे अंतराळयान सध्या आहे आणि तिथल्या धूळीचा नमुना घेऊन ते पृथ्वीवर परतेल असे प्रस्तावित आहे. (Bennu च्या हिटलिस्टवर पृथ्वी असल्याने ह्या मोहिमेचे विशेष महत्त्व आहे. ). Tholen च्या पद्धतीप्रमाणे  असलेले B आणि F हे गट इथे विविध उपगटांच्या माध्यमातून एकत्रित केले गेले आहेत.

३.२.३) A गट  : Olivine (मॅग्नेशियम आयर्न सिलिकेट) ह्या खनिजाचे आधिक्य असलेले ह्या गटातील लघुग्रह तुलनेने दुर्मिळ आहेत (आत्तापर्यंत केवळ १७) . असा अंदाज आहे की कदाचित ते एकाच मोठ्या लघुग्रहाचे तुकडे असावेत. स्फटिकी स्वरूपामुळे अधिक प्रकाश परावर्तित करतात.

३.२.४) D गट  : ह्या गटातील लघुग्रह हे वेगवेगळी सिलिकेट्स आणि कार्बन ह्यांच्यापासुन प्रामुख्याने बनलेले असतात आणि त्यांच्या अंतर्भागात हिमस्वरुपात पाणी असते असे सध्याचे अनुमान आहे. गुरुचे अनेक Trojans ह्या गटातील आहेत

३.२.५) X गट  : ह्या गटात Tholen च्या पद्धतीप्रमाणे  असलेल्या E (३० % प्रकाश परिवर्तन), M (लोह आणि निकेल ह्यांनी बनलेले असावेत असे अनुमान) आणि  P (१० % पेक्षा कमी प्रकाश परिवर्तन) ह्यांचा समावेश आहे. ह्यांना एकत्रित एका गटाखाली आणण्याचे कारण आहे की ह्यांचा वर्णपट हा बराचसा मिळताजुळता आहे. पृथ्वीवरून जाणवणारे प्रकाश परिवर्तन, SMASS वर्गीकरणात विचारात घेतले जात नसल्याने, ह्या लघुग्रहांचे  बहुमत असलेले प्रदेश वेगवेगळे असूनही त्यांना एका गटात ठेवण्यात आले आहे.

३.२.६) Q गट  : Olivine (मॅग्नेशियम आयर्न सिलिकेट) किंवा Pyroxene (कॅल्शियम वा सोडीयम ह्यांची आयर्न सिलिकेट्स) ह्या खनिजांचे आधिक्य असलेले आणि धातूंचा अंश असलेले लघुग्रह ह्या गटात मोडतात. 3753 Cruithne हा पृथ्वीचा नालाकार आंदोलक ह्या  गटातील लघुग्रह आहे.

३.२.७) R गट  : Olivine (मॅग्नेशियम आयर्न सिलिकेट), Pyroxene (कॅल्शियम वा सोडीयम ह्यांची आयर्न सिलिकेट्स) ह्या खनिजांचे आधिक्य असलेले आणि  Plagioclase (Tectosilicates - पृथ्वीच्या भूस्तराचा ७५% भाग ह्यांच्यापासून बनलेला आहे) चा अंश असलेले आणि प्रामुख्याने लघुग्रहांच्या आतल्या पट्ट्यात आढळणारे काही लघुग्रह ह्या गटात येतात. ह्या गटातील लघुग्रह बर्‍यापैकी प्रकाश परिवर्तन करत असल्याने उजळ दिसतात. Vesta हा आकाराने दुसर्‍या क्रमांकाचा असणारा लघुग्रह ह्या गटातला आहे असे एक मत आहे.

३.२.८) S गट  :  ह्या गटात अनेक उपगट आहेत. हे अश्मप्रधान अर्थात (वाळूच्या) दगडापासुन बनलेले लघुग्रह असून, Tholen च्या पद्धतीप्रमाणे A, K, L, Q, R ह्या गटात येणारे अनेक लघुग्रह, अश्मप्रधान असल्यास ह्या गटात समाविष्ट केले जातात.

३.२.९) T गट  :  आयर्न सल्फाईड हे असे खनिज आहे की जे त्यातील लोहाच्या प्रमाणानुसार वेगवेगळी रुपे आणि वेगवेगळे गुणधर्म धारण करते. नैसर्गिकरित्या आढळणार्‍या आयर्न सल्फाईडमध्ये अनेकदा लोहाची कमतरता असते आणि काही प्रमाणात चुंबकीय गुणधर्म आढळतात. सर्वसाधारण सूत्र Fe(1-x)S (इथे x ० ते ०.२ ह्या मर्यादेत असतो)  ह्या कुटुंबात लोहाची कमतरता नसलेले आणि चुंबकीय गुणधर्म नसलेले आणि काहीसे स्फटिकी रुप असलेले एक संयुग आहे Troilite. Meteor (२००९) ह्या विज्ञानमालिकेमुळे प्रसिद्धी लाभलेला हा लघुग्रह,ह्या Troilite ने समृद्ध असावा असे अनुमान आहे. 

३.२.१०) V गट  :  Vestoids ह्या नावाने संबोधल्या जाणार्‍या ह्या उपगटात वर उल्लेख केलेला  Vesta असायला हवा असे आणखी एक मत आहे.  हे बरेचसे S गटासारखेच असतात मात्र तुलनेने Pyroxene (कॅल्शियम वा सोडीयम ह्यांची आयर्न सिलिकेट्स) ह्या खनिजांचे प्रमाण इथे अधिक असल्याने, त्यांची अश्मप्रधानता कमी होऊन, तुलनेने ते अधिक प्रकाश परावर्तित करतात.

३.२.११) K गट  :  S गटाचाच एक उपगट असलेल्या ह्या गटात Olivine (Magnesium Iron Silicate) ह्या खनिजाचे आधिक्य असते.  ह्या गटातील एक लघुग्रह आहे 221 Eos.

३.२.१२) L गट  :   वर्णपटातील सूक्ष्म भेदामुळे हा स्वतंत्र गट केला असला तरीही हा गट देखील S गटाचाच एक उपगट आहे.  वर्णपटानुसार ह्या लघुग्रहावर  Spinel ह्या रत्नाचे (Aluminum-Magnesium Oxide) चे अस्तित्व असण्याची शक्यता वाटत आहे.  387 Aquitania हा ह्या गटातील एक लघुग्रह आहे.

३.२.१३) O गट  :  Chondrites ह्या वैज्ञानिक संज्ञेच्या निकट असणार्‍या अवकाशीय वस्तूंशी हा गट नाते राखून आहे.  ह्यांच्या अभ्यासातून सूर्यमालेच्या जन्माविषयी, आणि तदनंतर तिच्या वाटचालीविषयी मोलाची माहिती मिळू शकेल अशी आशा वैज्ञानिक बाळगून आहेत.  3628 Božněmcová हा ह्या गटातील एक लघुग्रह आहे.

----

नवीन पद्धतीप्रमाणे असलेले वर्गीकरण, वर्णपटातील फरकांना प्राधान्य देणारे जरी असले, तरीही इथे वर्णपटासंबंधाने माहिती न देता, मी प्रामुख्याने खनिजे व इतर माहिती संक्षिप्त स्वरूपात देण्याचा प्रयत्न केला आहे . त्याचे एक प्रमुख कारण अर्थातच, बहुसंख्य लघुग्रहांचा भविष्यकाळात आपल्याला होणारा / असणारा उपयोग, हेच आहे.  लघुग्रहांचा छोटा आकार लक्षात घेता, त्यांचा उपयोग खनिज संपादनासाठी मुख्यत्वे असणार / होणार आहे, ह्याविषयी माझ्या मनात दुमत नाही.

ह्या वर्गीकरणात अधिक खोलातही जाता येईल, पण त्या संदर्भातील उपलब्ध माहिती, मुख्यत्वे पृथ्वीनिष्ठ निरीक्षणावलंबित आणि त्यामुळे वर्णपटाधिष्ठित आहे. स्वाभाविकच त्या माहितीस आणि वर्गीकरणास अद्याप पुरेसे  स्थैर्य आलेले नाही.  तिला प्रत्यक्ष निरीक्षणाची, पृथक्करणांची जोड मिळण्यासाठी लघुग्रहांच्या पुरेशा मोहिमा होणे आवश्यक आहे.

आणि गेल्या दशकभरात लघुग्रहांच्या मोहिमा वाढत जाणार ह्याची स्पष्ट चिन्हे दिसू लागलीही आहेत.  ह्या मोहिमांच्या वाढत्या संख्येची जी दोन प्रमुख कारणे आहेत, त्यातील एक भविष्यकाळातील खनिज संपादनासाठी, लघुग्रहांची  अधिकाधिक माहिती गोळा करणे, हेच आहे. दुसरे कारण अर्थातच पृथ्वीच्या संरक्षणाशी संबंधित आहे आणि तिथेही लघुग्रहाची रासायनिक संरचना ही अत्यंत महत्त्वाची गोष्ट आहे. लघुग्रहांचा संबंध आलेल्या काही अवकाश मोहिमा पुढीलप्रमाणे आहेत. कंसातील आकडा लक्ष्य साध्य करण्याचे वर्ष आहे. 

अमेरिका :
NEAR (१९९७) : Eros Orbit (कक्षासिद्धी)
NEAR (२००१) : Eros Landing (अवतरण)
OSIRIS-REx (२००८) 101955 Bennu कक्षासिद्धी
DAWN (२०११) :  Ceres कक्षासिद्धी
DAWN (२०१५) :  Vesta कक्षासिद्धी
OSIRIS-REx (२०२३) 101955 Bennu Sample Return (नमुना संकलन)

जपान :
Hayabusa (२००५)   :  25143 Itokawa कक्षासिद्धी
Hayabusa (२००५)   :  25143 Itokawa अवतरण
Hayabusa (२०१०)   :  25143 Itokawa नमुना संकलन
Hayabusa2 (२०१८) :  162173 Ryugu  कक्षासिद्धी
Hayabusa2 (२०१८) :  162173 Ryugu  अवतरण
Hayabusa2 (२०२०) :  25143 Itokawa नमुना संकलन

====

लघुग्रहांचे वर्गीकरण करण्याचा तिसरा मार्ग हा सर्वसाधारणत: कक्षेचे समान गुणधर्म (कक्षेचा बृहत् अक्षार्ध, कक्षेची उत्केंद्रता व कक्षेची पातळी) आणि एकाच मूळ लघुग्रहाचे तुकडे होऊन झालेला जन्म ह्या निकषांवर आधारीत आहे आणि त्यामुळे त्याला असलेली लघुग्रहाचे कुल (किंवा कुटुंब) ही संज्ञा अतिशय यथार्थ आहे. ऋषीचे कूळ आणि नदीचे मूळ शोधू नये असे म्हणतात.  लघुग्रहाच्या कूळासंदर्भाने त्याचा 'मूळपुरुष' शोधताना कित्येकदा हीच अवस्था होते. त्याचे कारण सूर्यमालेच्या हिंसक इतिहासात आहे. आरंभीच्या काळात सूर्यमालेत अवकाशीय वस्तूंचे टकरींचे प्रमाण इतके अधिक होते की लघुग्रहांच्या कित्येक कुळात वर्णसंकर घडलेला असावा अशी शक्यता आहे.

तरीही लघुग्रहांची काही कुळे आपले स्वतंत्र अस्तित्व ठळकपणे अधोरेखित करतील इतके साधर्म्य राखून आहेत.
ह्या लिंकमध्ये आणि ह्या पानावर असणार्‍या इतर पानांच्या लिंक्समधून  लघुग्रहांच्या कुलाविषयी अत्यंत विस्तृत माहिती उपलब्ध आहे.

https://en.wikipedia.org/wiki/Asteroid_family

====

आकारमान हा लघुग्रहांचे वर्गीकरण करण्याचा चौथा मार्ग आहे. पृथ्वीचे संरक्षण ह्या दृष्टीकोनातून ह्या प्रकारचे  वर्गीकरण महत्त्वाचे आहेच, पण भावी अवकाश प्रवासतळ, खनिज संपादनाची व्यवहार्यता इत्यादि दृष्टीकोनातून देखील हे वर्गीकरण उपयुक्त ठरू शकते.

बर्‍याच लघुग्रहांचा आकार अनियमित असल्याने, तशीच त्यांची रासायनिक संरचना विभिन्न असल्याने, कोणता लघुग्रह पृथ्वीसाठी धोकादायक ठरू शकेल, हे ठामपणे सांगणे खरंच अवघड गोष्ट आहे. एखादा लघुग्रह पृथ्वीसाठी धोकादायक ठरण्यासाठी, त्याचे भूपृष्ठावर आदळणे आवश्यक आहे असे नव्हे. पृथ्वीच्या वातावरणातील त्या लघुग्रहाचा स्फोट देखील पृथ्वीसाठी काळजीचा ठरू शकतो. तरीही सर्वसाधारणत: कुठल्याही बाजूने १ किमी पेक्षा अधिक मोठे असलेले लघुग्रह हे त्यांच्या कक्षेनुसार, PHA मध्ये (Potentially hazardous object)मध्ये समाविष्ट होऊ शकतात.

लघुग्रहांचा आकार १ मीटर (टकरीतून उपजलेले आणि वेगाने भ्रमण करणारे तुकडे)  पासून ९६४ कि.मी. (Ceres) पर्यंत आढळतो. लघुग्रहांचे चे आकारमानानुसार वर्गीकरण केल्यास,  आकार आणि त्यांची संख्या ह्यांचे प्रमाण व्यस्त आढळते. एका अनुमानानुसार १०० मीटर पेक्षा मोठे आणि तीनशे मीटर पेक्षा लहान  असलेले तब्बल अडीच कोटी लघुग्रह आहेत, अर्ध्या कि.मी.  पेक्षा मोठे आणि १ कि.मी. पेक्षा लहान असलेले साधारण वीस लाख लघुग्रह आहेत, तर १० कि. मी पेक्षा मोठ्या असणार्‍या लघुग्रहांची संख्या बारा हजाराच्या आत आहे. उपलब्ध माहितीनुसार १०० कि.मी. पेक्षा मोठे लघुग्रह केवळ २३९ आहेत.

लघुग्रहांचा आकार जसजसा वाढत जातो, तसतशी त्यांच्या आकारमानातील अनियमितता कमी होत जाऊन ते गोलाकाराकडे किंवा लंबगोलाकाराकडे झुकतात. Ceres, Vesta, Pallas आणि Hygiea ह्या चार मोठ्या लघुग्रहांचा आकार, ह्या विधानास पुष्टी देणारा आहे.

मोठ्या आणि मध्यम आकारांच्या लघुग्रहांचा वापर भविष्यकाळात अंतराळतळ म्हणून, प्रवासतळ म्हणून होऊ शकतो. तसेच भविष्यकाळात नियम बदलले तर कदाचित ते खाजगी मालमत्ता देखील होऊ शकतात. छोट्या आकाराच्या लघुग्रहांचा वापर प्रामुख्याने अवकाशातील साधनसामुग्री म्हणून होईल अशीच चिन्हे आहेत. तंत्रज्ञान पुरेसे प्रगत झाले आणि आवश्यकता भासली तर त्यांचा वापर शस्त्र म्हणून आक्रमणासाठी वा संरक्षणासाठी देखील होईल.


लघुग्रहांच्या आकारमानानुसार, त्यांच्या कक्षेनुसार आणि त्यांच्या स्थूल संरचनात्मक वर्गीकरणानुसार, त्यांच्या एकत्रित वस्तुमानाचे संख्यात्मक विवरण दिलेला एक Pie Chart (वर्तुळखंडालेख)  सोबत जोडला आहे, तो अभ्यासनीय आहे, उपयुक्त आहे.

====

लघुग्रहांचे वर्गीकरण करण्याचा आणखी एक मार्ग त्यांच्या परिवलन काळाशी निगडीत आहे. बहुसंख्य लघुग्रहांच्या अनियमित आकारामुळे, तसेच त्यांच्यातून क्वचित होत असलेल्या उत्सर्जनामुळे, लघुग्रहांचा परिवलन काळ ही अतिशय विचित्र गोष्ट आहे, रूढ अर्थाने त्याला परिवलन न म्हणता Spin (स्वभ्रमण) म्हणणे अधिक योग्य ठरेल . १०० मीटरपेक्षा मोठ्या असणार्‍या लघुग्रहांचा परिवलन काळ क्वचितच २.२ तासांपेक्षा कमी आढळला आहे. त्यापेक्षा लहान लघुग्रहांच्या बाबतीत मात्र असा कोणताही नियम सापडत नाही. स्वभ्रमणास १००० तासापेक्षा अधिक वेळ लागणारे लघुग्रह आहेत, तसेच पाव मिनिटापेक्षाही कमी वेळात एक स्वभ्रमण पूर्ण करणारे लघुग्रहही आहेत. अत्यंत वेगाने स्वभ्रमण करणार्‍या लघुग्रहांच्या बाबतीत केन्द्रोत्सारी बल,  गुरुत्वीय बलापेक्षा अधिक होऊन त्यावर कोणतीही वस्तू टिकणे अत्यंत अवघड ठरेल. स्वाभाविकच ह्या लघुग्रहांचा कोणत्याही प्रकारे उत्पादनासाठी वापर करायचा झाल्यास त्यांना भंग करणे वा एखाद्या चुंबकीय जाळ्यात अडकवणे वा त्यांचा वेग कोणत्यातरी मार्गाने कमी करणे असे उपाय अवलंबावे लागतील.  तसेच अतिशय संथपणे परिभ्रमण करणार्‍या लघुग्रहांवर, कोणत्याही उपक्रमासाठी पुरेशी सूर्यऊर्जा प्राप्त करणे आणि ती साठविणे हा कळीचा मुद्दा ठरू शकतो.

====

लघुग्रहांचे वर्गीकरण करण्याचे आणखी स्थूल मार्गही भविष्यकाळात शोधले जातील आणि त्याचे प्रमुख कारण मानवी वस्तीकरणाची  / वसाहतीकरणाची नड असेल. त्यावेळेस सध्याच्या वर्गीकरणाच्या निकषांसहित, आणखीही काही नवे निकष येतील आणि त्यानुसार लघुग्रहांचे वर्गीकरण होईल. आणि त्यात प्रमुख असतील लघुग्रहांचे गुरुत्वाकर्षण, अवतरणातील आव्हाने, त्यांच्या कक्षाचा आकार, तिथले तापमान, किरणोत्सर्ग, तिथे पोहोचण्यास लागणारा न्यूनतम आणि अधिकतम काळ, तिथले संभाव्य अर्थकारण आणि अर्थातच वस्तीकरणामागची / वसाहतीकरणामागची निकड.

अवकाश संशोधनाच्या, अवकाश प्रवासाच्या आणि अवकाश स्वामित्वाच्या क्षेत्रात लघुग्रहांची भूमिका ही लघु राहणार नाही हे मात्र नक्की.

=======
क्रमश:
=======

कोणत्याही टिप्पण्‍या नाहीत:

टिप्पणी पोस्ट करा