Read Time:16 Minute

ഡോ.എൻ.ഷാജി

ഫിസിക്സ് അധ്യാപകൻ

ലൂക്ക എഡിറ്റോറിയൽ ബോർഡംഗം

ചന്ദ്രൻ എന്ന്, എങ്ങനെ ഉണ്ടായി എന്ന ധാരണ ഇല്ലായിരുന്നു. എന്നാൽ ഇപ്പോൾ കാര്യങ്ങൾക്ക് കുറെയേറെ വ്യക്തത വന്നിരിക്കുന്നു. 2023 ജൂലൈ ലക്കം ശാസ്ത്രകേരളത്തിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ലേഖനം

ഉപഗ്രഹങ്ങളുടെ ലോകം

സൗരയൂഥഗ്രഹങ്ങളെ ലളിതമായി രണ്ടു ഗ്രൂപ്പുകളാക്കി തിരിക്കാം. അകംഗ്രഹങ്ങൾ എന്നറിയപ്പെടുന്ന നാലെണ്ണവും പുറംഗ്രഹങ്ങൾ എന്നറിയപ്പെടുന്ന 4 എണ്ണവും. ആദ്യഗണത്തിൽപ്പെട്ട ബുധൻ, ശുക്രൻ, ഭൂമി, ചൊവ്വ എന്നിവയെ ഭൗമഗ്രഹങ്ങൾ (terrestrial planets) എന്നും രണ്ടാംഗണത്തിൽപെട്ട വ്യാഴം, ശനി, യുറാനസ്, നെപ്‌ട്യൂൺ എന്നിവയെ വാതകഭീമന്മാർ (gas giants) എന്നും വിളിക്കാറുണ്ട്. ഉപഗ്രഹങ്ങളുടെ എണ്ണം നോക്കിയാൽ ഇവ തമ്മിൽ വലിയ വ്യത്യാസം ഉണ്ട്. വാതക ഭീമന്മാർക്കൊക്കെ ധാരാളം ഉപഗ്രഹങ്ങളുണ്ട്. ഇക്കാര്യത്തിൽ ഏറ്റവും സമ്പന്നനായ ശനിക്ക് 146 ഉം രണ്ടാം സ്ഥാനക്കാരനായ വ്യാഴത്തിന് 95 ഉം എന്നതാണ് ഇപ്പോഴത്തെ കണക്ക്. നിങ്ങൾ ഇതു വായിക്കുമ്പോഴേക്കും ചിലപ്പോൾ ഈ എണ്ണം കൂടിയിട്ടുണ്ടാകാം. പുതിയ ചെറിയ ഉപഗ്രഹങ്ങളെ കണ്ടുപിടിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന കാലമാണിത്.

ഭൗമഗ്രഹങ്ങളിൽ ബുധനും ശുക്രനും ഉപഗ്രഹങ്ങളില്ല. ചൊവ്വയ്‌ക്ക് രണ്ടെണ്ണമുണ്ട്. എന്നാൽ അവ രണ്ടും കുഞ്ഞന്മാരാണ്. ഏതാനും കിലോമീറ്റർ വലിപ്പമേ ഉള്ളൂ. എന്നാൽ ഭൂമിക്ക് കൊള്ളാവുന്ന ഒരാൾ ഉപഗ്രഹമായുണ്ട്, സ്വന്തം ചന്ദ്രൻ.

ചന്ദ്രന്റെ സ്ഥാനം

സൗരയൂഥത്തിൽ 300 ഓളം ഉപഗ്രഹങ്ങളുണ്ട്. അതിൽ ചന്ദ്രനേക്കാൾ വലിയവരായി വ്യാഴത്തിന്റെ ഗാനാമീഡ്, കലിസ്‌തോ, അയോ എന്നിവരും ശനിയുടെ ടൈറ്റനും മാത്രമാണ് ഉള്ളത്. മുമ്പ് ഗ്രഹമായി വിശേഷിപ്പിച്ചിരുന്ന പ്ലൂട്ടോ എന്ന വാമനഗ്രഹം പോലും ചന്ദ്രനേക്കാൾ ചെറിയതാണ്. ഉപഗ്രഹത്തിന്റെ മാസ്സും ഗ്രഹത്തിന്റെ മാസ്സും തമ്മിലുള്ള അനുപാതം നോക്കിയാൽ ചന്ദ്രനാണ് എല്ലാവരിലും മുമ്പിൽ. ഭൂമിയുടെ അക്ഷത്തിന്റെ ദിശ സാമാന്യം സ്ഥിരതയുള്ളതാക്കി നിർത്തുന്നതിൽ ചന്ദ്രന് വലിയ പങ്കുണ്ട്. ചന്ദ്രൻ ഇല്ലായിരുന്നെങ്കിൽ ഇവിടുത്തെ കാലാവസ്ഥയിൽ വലിയ മാറ്റങ്ങൾ വരുമായിരുന്നു. അങ്ങനെയെങ്കിൽ ഇവിടെ മനുഷ്യർ ഉൾപ്പെടുന്ന ജീവിവർഗങ്ങൾ ഒരുപക്ഷേ പരിണാമത്തിലൂടെ ഉണ്ടാകുമായിരുന്നില്ല. ഇങ്ങനെയുള്ള ചന്ദ്രനെ ഭൂമി എങ്ങനെ സ്വന്തമാക്കി എന്നത് ഒരു ഒന്നൊന്നരച്ചോദ്യമാണ്.

ചന്ദ്രന്റെ ഉത്പത്തി -വിവിധ സിദ്ധാന്തങ്ങൾ

ചന്ദ്രന്റെ ഉത്പത്തി സംബന്ധിച്ച് പണ്ടുകാലങ്ങളിൽ കുറേ ഊഹങ്ങൾ മാത്രമാണ് സിദ്ധാന്തങ്ങൾ എന്ന പേരിൽ ഉണ്ടായിരുന്നത്. സൗര നെബുല ഘനീഭവിച്ച് ഭൂമിയും മറ്റു ഗ്രഹങ്ങളും ഉണ്ടായതിനൊപ്പം ചന്ദ്രനും ഉണ്ടായിക്കാണും എന്നതായിരുന്നു ഒരു സിദ്ധാന്തം. എവിടെ നിന്നോ വഴിതെറ്റിവന്ന ചന്ദ്രനെ ഭൂമി പിടിച്ചെടുത്തു എന്നതായിരുന്നു വേറൊരു സിദ്ധാന്തം. ഒരു ദിവസം ഭൂമി അങ്ങു പിളർന്ന് ഒരുഭാഗം ചന്ദ്രനായി എന്നതായിരുന്നു മറ്റൊരു കിടിലൻ സിദ്ധാന്തം. ഇവയ്‌ക്ക് ഇംഗ്ലീഷിൽ യഥാക്രമം condensation theory, capture theory, fission theory എന്നൊക്കെയാണ് പേര്. ഈ സിദ്ധാന്തങ്ങൾ ഒക്കെയും കേൾക്കാൻ രസമുള്ളവയാണെങ്കിലും ഇവയ്‌ക്ക് പിന്നീട് വേണ്ടത്ര പിന്തുണ കിട്ടിയില്ല. ആരുടെ പിന്തുണ എന്നു ചോദിച്ചാൽ പരീക്ഷണങ്ങളുടെയും നിരീക്ഷണങ്ങളുടെയും പിന്തുണ എന്നുപറയാം. അത് അടുത്ത ഖണ്ഡികയിൽ വിശദീകരിക്കാം.

മറ്റു ഗ്രഹങ്ങളോടൊപ്പം ചന്ദ്രനുമുണ്ടായി എന്നുകരുതിയാൽ ചന്ദ്രൻ ഭൂമിക്ക് ചുറ്റും തിരിഞ്ഞുകൊണ്ടിരിക്കുമ്പോഴുള്ള വലിയ കോണീയസംവേഗം (angular momentum) എങ്ങനെ ലഭിച്ചു എന്നത് വിശദീകരിക്കേണ്ടിവരും. അതു സാധിച്ചിട്ടില്ല. ഇനി പിടിച്ചെടുക്കൽ സിദ്ധാന്തം പരിശോധിച്ചാൽ അങ്ങനെ സംഭവിക്കണമെങ്കിൽ പലകാര്യങ്ങളും കൃത്യമായി ഒത്തുവരണമെന്നു ബോദ്ധ്യമാകും. അതിനുള്ള സാധ്യത തീരെ കുറവാണ്. ഇനി ഭൂമി പിളർന്ന് ചന്ദ്രനുണ്ടായി എന്ന് കരുതണമെങ്കിൽ ഭൂമി അതിനു മുമ്പ് വളരെ ഉയർന്ന വേഗത്തിൽ കറങ്ങിക്കൊണ്ടിരുന്നു എന്നു കരുതണം. വലിയ ഒരു മാസ്സിനെ തെറിപ്പിച്ചു കളയാൻ പറ്റിയ എന്തു ഭൗമപ്രതിഭാസമാണ് സംഭവിച്ചിട്ടുണ്ടാകുക എന്നതിന് വിശദീകരണമില്ല. അതിനാൽ ഈ സിദ്ധാന്തങ്ങൾ ഒന്നും ഇന്നു ശാസ്‌ത്രജ്ഞർ ഗൗരവത്തിലെടുക്കുന്നില്ല.

കൂറ്റൻ ഇടി സിദ്ധാന്തം

പിന്നെ ഏതാ ശരിയായ സിദ്ധാന്തം എന്നു ചോദിച്ചാൽ അതിന് ഉത്തരമായി പറയാവുന്നത് കൂറ്റൻ ഇടി സിദ്ധാന്തം (Giant Impact Hypothesis) എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഒന്നാണ്. ഇതനുസരിച്ച് ഭൂമിയുടെ ശൈശവകാലത്ത് ചൊവ്വയോളം പോന്ന ഒരു ചെറിയ ഗ്രഹം ഭൂമിയുമായി ഇടിച്ചു. ആ കൂറ്റൻ ഇടിയുടെ ഫലമായി പുറത്തേക്കു തെറിച്ച വസ്‌തുക്കൾ ചേർന്ന് ചന്ദ്രനുണ്ടായി. അടുത്തകാലത്തു നടന്ന പഠനങ്ങളൊക്കെ ഈ സിദ്ധാന്തത്തിന് പിന്തുണ നൽകുന്നു. വന്നിടിച്ചു തകർന്ന് ചന്ദ്രനു ജന്മം നൽകിയ ആ ആദിമ ഗ്രഹത്തിന് ചില ശാസ്‌ത്രജ്ഞർ നൽകിയ പേര് തെയ്യ അല്ലെങ്കിൽ തീയ (Theia) എന്നാണ്. ഗ്രഹങ്ങൾക്കും മറ്റും പേരിടാൻ ഗ്രീക്ക് പുരാണങ്ങളിലെ കഥാപാത്രങ്ങളുടെ പേര് കൊടുക്കുന്ന പതിവുണ്ട്. ആ കഥകളിൽ ചന്ദ്രദേവനായ ലൂണയുടെ അമ്മയാണ് തെയ്യ. ഇനി നമുക്ക് ഈ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ചില വിശദാംശങ്ങളിലേക്ക് കടക്കാം.

ചന്ദ്രനുണ്ടായതെങ്ങനെ സിമുലേഷൻ കാണൂ, വീഡിയോ ചുവടെ:

സൂര്യനും സൂര്യകുടുംബത്തിലെ മറ്റംഗങ്ങളുമൊക്കെ രൂപമെടുത്തത് ഒരു ആദിമ നെബുലയിൽ നിന്നാണ്. അതിന്റെ വലിയൊരു ഭാഗം ദ്രവ്യം ഇപ്പോഴും സൂര്യനിലുണ്ട്. അതിൽ, മാസിന്റെ കണക്കിൽ നോക്കിയാൽ 71 ശതമാനം ഹൈഡ്രജനും 27 ശതമാനം ഹീലിയവുമാണ്. രണ്ടും ചേർന്നാൽ 98 ശതമാനമാകും. പിന്നെ ചെറിയ അളവിലുള്ള 65 മൂലകങ്ങൾ ചേർന്ന് ബാക്കി 2 ശതമാനം. അവയിൽ ഏറ്റവും കൂടുതലുള്ളവ ക്രമത്തിൽ എഴുതിയാൽ ഓക്‌സിജൻ, കാർബൺ, നൈട്രജൻ, സിലിക്കൺ, മഗ്നീഷ്യം, നിയോൺ, ഇരുമ്പ് എന്നിങ്ങനെയുള്ളവയാണ്. ഇതേ വസ്‌തുക്കൾ തന്നെ ഗ്രഹങ്ങളിൽ ഉണ്ടാകേണ്ടതല്ലേ എന്നു ചോദിച്ചാൽ അതേ എന്നാണ് ഉത്തരം. എന്നാൽ അവ ഇതേ അനുപാതത്തിൽ കാണില്ല. സൂര്യനോട് അടുത്തുള്ള ഗ്രഹങ്ങളിൽ ഹൈഡ്രജൻ, ഹീലിയം പോലുള്ള മൂലകങ്ങൾ കുറവായിരിക്കും. സൂര്യന്റെ ചൂടിനാൽ അവ ഗ്രഹങ്ങളിൽ നിന്ന് രക്ഷപെട്ടുപോയിരിക്കും എന്നതാണ് പ്രധാന കാരണം. അതേസമയം വ്യാഴം, ശനി പോലുള്ള ഗ്രഹങ്ങളിൽ ഈ വാതകങ്ങളാണ് പ്രധാനമായും ഉള്ളത്.

ചൊവ്വയുടെ കാര്യം എടുക്കുകയാണെങ്കിൽ അത് ഒരു ചുവന്ന ഗ്രഹമായാണ് നമ്മൾ കാണുന്നത്. ഉപരിതലത്തിലുള്ള ഇരുമ്പുസംയുക്തങ്ങളുടെ സാന്നിദ്ധ്യമാണ് ഇതിനു കാരണം. ഭൂമിയിൽ എന്താ അങ്ങനെ കാണാത്തത് എന്നു ചോദിക്കാം. ഭൂമിയിലെ വിവിധ പ്രതിഭാസങ്ങൾ വഴി ഇവിടുത്തെ ഇരുമ്പിന്റെ വലിയൊരു ഭാഗം വളരെ ആഴത്തിലുള്ള കാമ്പിൽ എത്തിപ്പെട്ടിട്ടുണ്ടാകും എന്നതാണ് ഇതിനു കാരണം. ഇനി നമുക്ക് ചന്ദ്രന്റെ കാര്യം നോക്കാം.

ചന്ദ്രനെ സംബന്ധിച്ച വിലപ്പെട്ട ചില കാര്യങ്ങൾ ലഭിച്ചത് അപ്പോളോ പദ്ധതിയുടെ ഭാഗമായി 1969 ൽ നീൽ ആംസ്‌ട്രോങ്ങും എഡ്വിൻ ആൽഡ്രിനും അവിടെ ഇറങ്ങുകയും അവിടെ നിന്ന് ചില ശിലകൾ ശേഖരിച്ച് ഭൂമിയിലെത്തിക്കുകയും ചെയ്‌തതോടെയാണ്. 1972 വരെയുള്ള കാലയളവിൽ വിവിധ യാത്രികർ അവിടെ എത്തുകയും സാമ്പിളുകൾ ശേഖരിച്ചു കൊണ്ടു വരികയും ചെയ്‌തു. സോവിയറ്റ് യൂണിയനാകട്ടെ മനുഷ്യരെ അവിടെ ഇറക്കാതെ തന്നെ യന്ത്രസഹായത്താൽ കുറച്ചു സാമ്പിളുകൾ ശേഖരിച്ചു കൊണ്ടുവന്നു. ആ വസ്‌തുക്കൾ ശാസ്‌ത്രജ്ഞർ വിശദമായ വിശകലനത്തിനു വിധേയമാക്കി. ഇപ്പോഴും അത്തരം പഠനങ്ങൾ തുടരുന്നു. ശാസ്‌ത്രത്തിലും സാങ്കേതികവിദ്യയിലും ഉണ്ടാകുന്ന പുതിയ കണ്ടെത്തലുകൾ പഴയ സാമ്പിളുകളിൽതന്നെ പുതിയ പഠനങ്ങൾ ക്കുള്ള സാദ്ധ്യതകൾ സൃഷ്‌ടിക്കുന്നു. ഇവയെ പഠിച്ചപ്പോൾ ചാന്ദ്രശിലകളുടെ ചില പൊതുപ്രത്യേകതകൾ കണ്ടെത്തി.

അപ്പോളോ 15 ചാന്ദ്രയാത്രയിൽ ചന്ദ്രനിലെ Hadley Rille പ്രദേശത്ത് നിന്ന് ശേഖരിച്ച ബസാൾട്ട് പാറക്കല്ല്

ചന്ദ്രനിൽനിന്നുള്ള പാറക്കല്ലുകൾ

അപ്പോൾ മറ്റൊരു കാര്യം ബോധ്യമായി. ഭൂമിക്ക് പുറത്തുനിന്ന് ഭൂമിയുടെ അന്തരീക്ഷത്തിൽ പ്രവേശിച്ച് ഇവിടെ വീണിട്ടുള്ള പല ഉല്‍ക്കാശിലകളുടെയും ശകലങ്ങളുടെയും ഉത്പത്തി ചന്ദ്രനിലാണ്.

ഇതോടെ ചന്ദ്രനെ പഠിക്കാൻ സഹായിക്കുന്ന സാമഗ്രികളുടെ എണ്ണവും അളവും കൂടി. അങ്ങനെ പഠിച്ചപ്പോൾ മനസ്സിലായ ഒരു കാര്യം ചന്ദ്രനിലും ഭൂമിയിലും ഉള്ള ദ്രവ്യങ്ങളിൽ ചിലതൊക്കെ തമ്മിൽ വലിയ സമാനതകൾ ഉണ്ടെന്നതാണ്. തുടർന്ന് വളരെ സൂക്ഷ്‌മമായ പഠനങ്ങൾ നടന്നു. അതനുസരിച്ച് ഭൂമി ഉണ്ടായത് ഏതാണ്ട് 450-460 കോടി വർഷം മുമ്പായിരിക്കണം. അതുകഴിഞ്ഞ് ഏതാണ്ട് 10 കോടി വർഷം കഴിഞ്ഞായിരിക്കണം ചന്ദ്രൻ ഉണ്ടായത്. ഭൂമിയുടെ ആദ്യരൂപത്തിൽ ഏതാണ്ട് ചൊവ്വയുടെ വലിപ്പമുള്ള ഗ്രഹം (തെയ്യ) വന്നിടിച്ചു. അതൊരു വൻ ഇടിയായിരുന്നു. തെയ്യയുടെ കേന്ദ്ര ഭാഗം (Core) ഭൂമിയുടെ കേന്ദ്രത്തിലേക്ക് പതിച്ചു. രണ്ടു ഗ്രഹങ്ങളുടേയും പുറംഭാഗത്തിന്റെ വലിയൊരംശം പുറത്തേക്കു തെറിച്ചു. അത് കുറച്ചു സമയത്തിനകം തന്നെ ഭൂമിയുടെ ഉപഗ്രഹമായി മാറി. അങ്ങനെയാണ് ചന്ദ്രൻ ഉണ്ടായത്. 2022 ൽ നാസയിലെ ശാസ്‌ത്രജ്ഞ നായ ജേക്കബ് കൈഗെറിസിന്റെ നേതൃത്വത്തിൽ നടത്തിയ കംപ്യൂട്ടർ പഠനങ്ങളിൽ വ്യക്തമായ കാര്യം ഈ കൂട്ടിയിടിക്കുശേഷം ചന്ദ്രൻ ഉണ്ടാകാൻ ഏതാനും മണിക്കൂറുകൾ മാത്രമേ വേണ്ടിവന്നുള്ളൂ എന്നതാണ്. ഈ ഇടിയുടെ തെളിവുകൾ പിന്നീട് ഭൂമിയിൽ പതിച്ച ഉൽക്കാശിലകളിൽനിന്നും മറ്റും ലഭിച്ചിട്ടുണ്ട്. സ്‌ഫോടക വസ്‌തുക്കൾ പതിച്ച് അവയിൽ പലതിലും രൂപമാറ്റങ്ങൾ വന്നിട്ടുള്ളതും ശാസ്‌ത്രജ്ഞർ പഠനവിധേയമാക്കിയിട്ടുണ്ട്.

ഭൂമിയിൽ വന്നു പതിച്ച തെയ്യയുടെ കേന്ദ്രഭാഗത്ത് വലിയ അളവിൽ ഉണ്ടായിരുന്ന ഇരുമ്പ് ഭൂമിക്ക് മുതൽകൂട്ടായി. അങ്ങനെ ഇരുമ്പിന്റെ കാര്യത്തിൽ ഭൂമി സമ്പന്നവും ചന്ദ്രന്‍ ദരിദ്രവുമായി. ശാസ്‌ത്രജ്ഞരുടെ നിരീക്ഷണങ്ങൾ ഇതുമായി ചേർന്നുപോകുന്നു. പിന്നീടും കോടിക്കണക്കിനു കൊല്ലക്കാലം ചെറിയ തോതിലുള്ള കൂട്ടിയിടികൾ തുടർന്നു. ഒരു ടെലിസ്‌കോപ്പിലൂടെ നോക്കിയാൽ ചന്ദ്രനിൽ കാണുന്ന ഗർത്തങ്ങൾ മിക്കതും അവിടെ ഉൽക്കകളും ക്ഷുദ്രഗ്രഹങ്ങളും ഇടിച്ചതിന്റെ ഫലമായി ഉണ്ടായവയാണ്. എന്നാൽ ഭൂമിയിൽ ഇത്തരം അടയാളങ്ങൾ മിക്കതും പിന്നീട് മാഞ്ഞുപോയി.