नए शोध से पता चलता है कि अरबों साल पहले, प्लूटो ने अपने सबसे बड़े चंद्रमा, चारोन को एक बहुत ही संक्षिप्त बर्फीले “चुंबन” के साथ कैद कर लिया होगा। सिद्धांत यह समझा सकता है कि कैसे बौना ग्रह (हाँ, हम चाहते हैं कि प्लूटो भी एक ग्रह होता) एक चंद्रमा को फँसा सकता है जो उसके आकार का लगभग आधा है।
इस शोध के पीछे की टीम का मानना है कि सौर मंडल के किनारे पर सूर्य से दूर स्थित बर्फीले पिंडों की एक अंगूठी, कुइपर बेल्ट में स्थित दो ठंडी दुनियाएं अरबों साल पहले एक साथ टकराई थीं। परस्पर एक-दूसरे को ख़त्म करने के बजाय, दोनों शरीर एक घूमते हुए “ब्रह्मांडीय हिममानव” की तरह एकजुट हो गए। ये पिंड अपेक्षाकृत तेज़ी से अलग हो गए लेकिन प्लूटो/चारोन प्रणाली बनाने के लिए कक्षीय रूप से जुड़े रहे जिसे हम आज देखते हैं।
यह “चुंबन और कब्जा” प्रक्रिया चंद्रमा पर कब्जा और ब्रह्मांडीय टकराव के एक नए सिद्धांत का प्रतिनिधित्व करती है। यह वैज्ञानिकों को कुइपर बेल्ट में ठंडी, बर्फीली दुनिया की संरचनात्मक ताकत की बेहतर जांच करने में भी मदद कर सकता है।
“हमने पाया है कि अगर हम मान लें कि प्लूटो और चारोन भौतिक ताकत वाले पिंड हैं, तो प्लूटो वास्तव में एक विशाल प्रभाव से चारोन को पकड़ सकता है,” टीम लीडर और यूनिवर्सिटी ऑफ एरिजोना के चंद्र और ग्रह शोधकर्ता एडीन डेंटन ने Space.com को बताया। “इस कोलिजनल कैप्चर की प्रक्रिया को ‘किस-एंड-कैप्चर’ कहा जाता है क्योंकि प्लूटो और चारोन दो स्वतंत्र निकायों को बनाने के लिए अलग होने से पहले संक्षेप में ‘किस’ तत्व का विलय करते हैं।”
अधिकांश ग्रह टकराव परिदृश्यों को “हिट एंड रन” या “ग्रेज़ एंड मर्ज” के रूप में वर्गीकृत किया गया है, जिसका अर्थ है कि यह “चुंबन और कैप्चर” परिदृश्य पूरी तरह से नया है।
“हम थे निश्चित रूप से चुंबन-और-पकड़ने के ‘चुंबन’ भाग से आश्चर्यचकित हूं,” डेंटन ने जारी रखा। “वास्तव में पहले ऐसा कोई प्रभाव नहीं हुआ है जहां दो शरीर फिर से अलग होने से पहले केवल अस्थायी रूप से विलीन हो जाएं!”
टीम का शोध सोमवार (6 जनवरी) को नेचर जियोसाइंस जर्नल में प्रकाशित हुआ।
प्लूटो ने 10 घंटे के चुंबन से चारोन को जीत लिया
प्लूटो का चारोन के साथ संबंध वैज्ञानिकों के लिए चुनौतीपूर्ण होने का कारण दोनों बर्फीले पिंडों के बीच आकार और द्रव्यमान में अपेक्षाकृत छोटा अंतर है।
डेंटन ने बताया, “चारोन प्लूटो के सापेक्ष बहुत बड़ा है, इस हद तक कि वे वास्तव में एक द्विआधारी हैं।” “यह प्लूटो के आधे आकार और उसके द्रव्यमान का 12% है, जो इसे सौर मंडल के किसी भी अन्य चंद्रमा की तुलना में पृथ्वी के चंद्रमा के समान बनाता है।”
तुलना के लिए, हमारा चंद्रमा पृथ्वी के आकार का केवल एक चौथाई है, जबकि सौर मंडल का सबसे बड़ा चंद्रमा, गेनीमेड, अपने मूल ग्रह बृहस्पति के आकार का लगभग 1/28 है।
एरिज़ोना विश्वविद्यालय के शोधकर्ता, जो नासा के पोस्टडॉक्टरल फेलो भी हैं, ने कहा कि “सामान्य” तरीके से इतना बड़ा चंद्रमा प्राप्त करना कठिन है। (“सामान्य” मंगल के चंद्रमाओं फोबोस और डेमोस जैसे चंद्रमाओं और विशाल ग्रहों बृहस्पति और शनि के चंद्रमाओं का गुरुत्वाकर्षण कब्जा है।)
इसका मतलब है कि प्लूटो और चारोन प्रणाली के गठन का प्रचलित सिद्धांत टकराव पर कब्जा करने के विचार पर आधारित है, जैसा कि माना जाता है कि एक विशाल पिंड पृथ्वी पर उस सामग्री को लॉन्च करने के लिए फिसल गया था जिसे हमारे ग्रह ने हमारे चंद्रमा को जन्म देने के लिए कब्जा कर लिया था।
डेंटन ने कहा, “प्लूटो पर कोई बड़ा हमला होता है और आपको चारोन मिलता है, लेकिन पृथ्वी-चंद्रमा प्रणाली की तरह, हम पूरी तरह से नहीं जानते कि यह कैसे काम करता है और किन परिस्थितियों में ऐसा होता है।” “यह एक बहुत बड़ा सवाल है क्योंकि अन्य बड़े कुइपर बेल्ट ऑब्जेक्ट्स के समूह में भी बड़े चंद्रमा हैं, इसलिए ऐसा लगता है कि यह कुछ ऐसा है जो कुइपर बेल्ट में कुछ आवृत्ति के साथ होता है, लेकिन हम नहीं जानते कि कैसे या क्यों।”
एक मानक “टकराव कैप्चर” के दौरान, एक बड़ी टक्कर होती है, और दो शरीर तरल पदार्थ की तरह खिंचते और विकृत होते हैं। यह प्रक्रिया पृथ्वी/चंद्रमा प्रणाली के निर्माण को अच्छी तरह से समझाती है क्योंकि टकराव में उत्पन्न तीव्र गर्मी और इसमें शामिल पिंडों का अधिक द्रव्यमान उन्हें तरल तरीके से कार्य करने के लिए प्रेरित करता है।
टक्कर पकड़ने की प्रक्रिया में प्लूटो और चारोन पर विचार करते समय, विचार करने के लिए एक अतिरिक्त कारक है: ठंडे बर्फीले और चट्टानी पिंडों की संरचनात्मक ताकत। यह कुछ ऐसा है जिसे अतीत में उपेक्षित किया गया था जब शोधकर्ताओं ने चारोन की टकरावपूर्ण रचना पर विचार किया था।
इसे सिमुलेशन में शामिल करने के लिए, टीम ने एरिज़ोना विश्वविद्यालय के उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग क्लस्टर का रुख किया। जब डेंटन और सहकर्मियों ने अपने अनुकरण में इन सामग्रियों की ताकत का हिसाब लगाया, तो कुछ पूरी तरह से अप्रत्याशित सामने आया।
डेंटन ने बताया, “चूंकि दोनों पिंडों में भौतिक ताकत है, इसलिए कैरॉन प्लूटो में इतनी गहराई तक प्रवेश नहीं कर पाया कि उसमें विलय हो सके; जब पिंड तरल होते हैं तो यह सच नहीं है।” “समान प्रभाव स्थितियों के लिए, यदि हम प्लूटो और चारोन को शक्तिहीन मानते हैं, तो वे एक बड़े शरीर में विलीन हो जाते हैं, और चारोन अवशोषित हो जाता है। हालांकि, ताकत के साथ, प्लूटो और चारोन अपने संक्षिप्त विलय के दौरान संरचनात्मक रूप से बरकरार रहते हैं।”
चूँकि इस परिदृश्य में कैरन प्लूटो में नहीं डूब सका, यह दोनों पिंडों के तथाकथित “सह-रोटेशन त्रिज्या” से परे रहा। परिणामस्वरूप, यह प्लूटो जितनी तेजी से नहीं घूम सका, जिसका मतलब था कि दोनों पिंड एक साथ नहीं रह सकते थे। जैसे ही वे अलग हुए और यह बर्फीला चुंबन समाप्त हुआ, टीम को लगता है कि प्लूटो ने चारोन को एक करीबी, उच्च गोलाकार कक्षा में धकेल दिया होगा जहां से चंद्रमा बाहर की ओर चला गया होगा।
डेंटन ने कहा, “इस चुंबन-और-कब्जा में ‘चुंबन’, विलय बहुत संक्षिप्त है, भौगोलिक रूप से कहें तो, दोनों शरीर फिर से अलग होने से पहले 10 से 15 घंटे तक चलते हैं।” “इसके बाद चारोन अपनी वर्तमान स्थिति की ओर धीमी गति से बाहरी प्रवास शुरू करता है।”
टीम का मानना है कि प्रारंभिक टकराव सौर मंडल के इतिहास में बहुत पहले हुआ था, शायद सौर मंडल के गठन के लाखों साल बाद, जो अरबों साल पहले हुआ होगा।
डेंटन ने कहा, “सामान्य बड़ी टक्करें सीधे विलय होती हैं, जहां निकाय जुड़ते हैं, या दोनों निकाय स्वतंत्र रहते हैं।” “तो यह हमारे लिए बहुत नया था। इसने कई दिलचस्प भूवैज्ञानिक प्रश्न भी उठाए जिनका हम परीक्षण करना चाहेंगे, क्योंकि चुंबन और कैप्चर का काम प्लूटो की थर्मल स्थिति पर निर्भर करता है, जिसे हम प्लूटो के समकालीन से जोड़ सकते हैं परीक्षण के लिए भूविज्ञान.
“मैं वास्तव में यह निर्धारित करना चाहूंगा कि प्रारंभिक प्लूटो-चारोन प्रभाव कैसे प्रभावित कर सकता है कि प्लूटो और चारोन महासागरों का विकास कैसे करते हैं।”
डेंटन ने बताया कि इस विकास को आगे बढ़ाने के लिए टीम दो रास्ते अपना सकती है।
डेंटन ने बताया, “पहला यह देख रहा है कि यह बड़े चंद्रमाओं वाले अन्य बड़े कुइपर बेल्ट ऑब्जेक्ट्स, जैसे एरिस और डिस्नोमिया, ऑर्कस और वेन्थ और अन्य पर कैसे लागू होता है।” “हमारे प्रारंभिक विश्लेषण से पता चलता है कि चुंबन और कैप्चर भी इन अन्य प्रणालियों का स्रोत हो सकता है, लेकिन चूंकि वे सभी अपनी संरचना और द्रव्यमान में भिन्न हैं, इसलिए यह जानना महत्वपूर्ण है कि किस और कैप्चर ने कुइपर में कैसे काम किया होगा बेल्ट।”
टीम जिस दूसरे रास्ते पर चलने का इरादा रखती है, उसमें उनके गठन सिद्धांत की पुष्टि करने के लिए चारोन के दीर्घकालिक ज्वारीय विकास को देखना शामिल है।
डेंटन ने कहा, “वास्तव में यह सुनिश्चित करने के लिए कि यह वह प्रक्रिया है जिसने प्लूटो और चारोन का निर्माण किया है, हमें यह सुनिश्चित करना होगा कि चारोन प्लूटो की चौड़ाई से लगभग 8 गुना दूर अपने वर्तमान स्थान पर स्थानांतरित हो जाए।” “हालांकि, यह एक ऐसी प्रक्रिया है जो प्रारंभिक टक्कर की तुलना में बहुत लंबे समय के पैमाने पर होती है, इसलिए हमारे मॉडल इसे ट्रैक करने के लिए उपयुक्त नहीं हैं।
“हम भविष्य में इस पर करीब से नज़र डालने की योजना बना रहे हैं ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि कौन सी स्थितियाँ न केवल प्लूटो और चारोन को निकायों के रूप में पुन: उत्पन्न करती हैं बल्कि चारोन को सही स्थान पर रखती हैं, जहाँ वह आज है।”
