ग्रह विज्ञान में मूलभूत समस्याओं में से एक यह निर्धारित करने की कोशिश कर रहा है कि आंतरिक सौर मंडल में ग्रह मंडल कैसे विकसित और विकसित हुए। एक नए कंप्यूटर मॉडल से पता चलता है कि विशाल वस्तुएं - प्लूटो और एरिस जैसी बड़ी कुइपर बेल्ट की वस्तुओं के रूप में बड़ी हैं - ग्रहीय गठन के देर के चरणों के दौरान पृथ्वी, चंद्रमा और मंगल की संभावना को बढ़ाती है, भारी धातुओं को ग्रहों की सतहों पर लाती है। यह मॉडल - नासा लूनर साइंस इंस्टीट्यूट के विभिन्न शोधकर्ताओं द्वारा बनाया गया - आश्चर्यजनक रूप से सौर मंडल भर में कई अलग-अलग पहेलियों को संबोधित करता है, जैसे कि पृथ्वी धातु-प्रेम को कैसे बनाए रख सकती है, इसके मेंटल में पाए जाने वाले सोने और प्लैटिनम जैसे तत्वों का इंटीरियर कैसा है। चंद्रमा वास्तव में गीला हो सकता है, और क्षुद्रग्रहों के आकार में अजीब वितरण।
साउथवेस्ट रिसर्च इंस्टीट्यूट के बिल बोटके ने कहा, "ग्रह गठन के बाद के चरणों के अधिकांश साक्ष्य समय के साथ मिट गए हैं," रिसर्च टीम का नेतृत्व करने वाले बिल वेस्टके ने कहा। "हम इन दुनियाओं पर नज़र रख रहे हैं, यह बहुत ठंडा है और जो कुछ हमारे पास है उसमें से अधिक जानकारी खोदने और कुछ लंबे समय तक चलने वाली समस्याओं का जवाब देने में सक्षम होने के लिए बहुत रोमांचक है।"
बॉथके ने स्पेस मैगजीन को बताया कि यह नया मॉडल बताता है कि "यह उतना जटिल नहीं है जितना कि यह पहली नज़र में दिखता है।" "इसमें बहुत सी अवधारणाएँ एक साथ शामिल हैं, और कुछ अवधारणाएँ वास्तव में कुछ समय के लिए रही हैं।"
बोटके और उनकी टीम ने पत्रिका में अपने परिणाम प्रकाशित किए हैं विज्ञान।
शोधकर्ताओं ने व्यापक रूप से स्वीकार किए गए सिद्धांत के साथ शुरू किया कि हमारे चंद्रमा को प्रारंभिक पृथ्वी और एक अन्य मंगल ग्रह के आकार के ग्रह के बीच एक विशाल प्रभाव द्वारा कैसे बनाया गया था। "यह सबसे दर्दनाक घटना थी जो पृथ्वी शायद कभी भी गुजरती है, और वह समय था जब संभवतः पृथ्वी और चंद्रमा दोनों ने अपने कोर का गठन किया था," बोटके ने कहा।
भारी लोहा दो निकायों के केंद्र में गिर गया, और तथाकथित अत्यधिक साइडरोफाइल, या धातु-प्रेम, रेनियम, ऑस्मियम प्लैटिनम, पैलेडियम जैसे तत्वों और सोने के बाद कोर में लोहे और अन्य धातुओं का पालन करना चाहिए था। चंद्रमा बनाने वाली घटना, इन तत्वों के चट्टानी क्रस्ट्स और मेंटल को छोड़कर इन तत्वों से शून्य होती है।
"ये तत्व धातु का पालन करना पसंद करते हैं," बोटके ने कहा, "इसलिए यदि धातु कोर को सूखा रहा है, तो ये तत्व उनके साथ पलायन करना चाहेंगे। तो अगर यह सही है, तो हम क्या उम्मीद करेंगे कि हमारे मेंटल से निकली चट्टानों में लगभग कोई उच्च सिडरोफाइल तत्व नहीं होना चाहिए, शायद 10 से 5 वें स्तर तक। लेकिन आश्चर्यजनक रूप से, यह वह नहीं है जो हम देखते हैं। वे केवल 200 से कम के कारक से कम प्रचुर मात्रा में हैं, हम जो उम्मीद करेंगे, उसकी तुलना में यह 100,000 या उससे अधिक है। ”
बोटके ने कहा कि इस समस्या के बारे में तर्क दिया गया है कि 1970 के बाद से समस्या का जवाब कैसे दिया जाए, इस बारे में विभिन्न सुझावों के साथ।
“सबसे व्यवहार्य उत्तर यह है कि चंद्रमा बनने के बाद प्रभाव पड़ा, ग्रह गठन के अंतिम चरण के दौरान पृथ्वी पर आने वाली अन्य चीजें भी थीं, जो वस्तुएं छोटी थीं, और इन छोटी वस्तुओं ने इन तत्वों को फिर से भर दिया और हमें बहुतायत दी। आज देख लो। यह वही है जिसे हम देर से प्रशंसा कहते हैं, ”उन्होंने कहा।
चंद्रमा पर भी वही बात हो रही थी। लेकिन इस परिदृश्य के साथ एक समस्या थी। चंद्रमा पर चट्टानों की तुलना में पृथ्वी पर इन तत्वों का अनुपात लगभग 1000 से 1 है।
बॉथके ने कहा, "पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण क्रॉस सेक्शन चंद्रमा से लगभग 20 गुना अधिक है।" और अगर देर से अभिवृद्धि ने इन तत्वों को वितरित किया, तो आपके पास लगभग 20 से 1 अनुपात होना चाहिए। लेकिन ऐसा नहीं है जो हम देखते हैं - हम 1000 से 1 के अनुपात में देखते हैं।
बॉटलके - एक ग्रह गत्यात्मकता - ने सहयोगी डेविड डेविड नेस्वर्नी, एसडब्ल्यूआरआई से, साथ ही भूभौतिकीय-भू-रासायनिक मॉडल, जैसे मैरीलैंड विश्वविद्यालय से रिचर्ड वॉकर, यूनिवर्सिटी ऑफ मैरीलैंड से जेम्स डे, और लिंडा एल्किंस-टैंटन के साथ इस पर चर्चा की। मेसाचुसेट्स प्रौद्योगिक संस्थान।
वे एक कंप्यूटर मॉडल के साथ आए थे जो एक उत्तर प्रदान करता था।
"बोटके ने कहा," इन वस्तुओं के साथ रूले खेलकर, मैंने पाया कि बहुत बार पृथ्वी भारी प्रभाव से प्रभावित हो रही थी, जिसे चंद्रमा कभी नहीं देख पाएगा। "इस परिणाम से पता चलता है कि ग्रह गठन की अवधि के अंत में पृथ्वी और चंद्रमा को मारने वाली चीजें बहुत बड़ी वस्तुओं पर हावी थीं।"
मॉडल ने भविष्यवाणी की कि पृथ्वी पर देर से आने वाले सबसे बड़े प्रभावकों में 2,400 - 3,200 किमी (1,500-2,000 मील) व्यास है, जबकि चंद्रमा के लिए लगभग 240 - 320 किमी।
बोटके ने कहा कि "प्यारा" परिणाम - लेकिन उन्हें अधिक सहायक सबूत की आवश्यकता थी। इसलिए, उन्होंने ग्रहों, आंतरिक क्षुद्रग्रह बेल्ट बनाने वाली चीजों की अंतिम जीवित आबादी पर एक नज़र डाली। "आप सेरेस, वेस्टा और पल्लास जैसे बड़े क्षुद्रग्रहों को ढूंढते हैं" बॉटलके ने कहा, इसलिए 500 से 900 किमी की दूरी पर बड़े हैं, लेकिन फिर आपका अगला सबसे बड़ा क्षुद्रग्रह केवल 250 किमी है। यह उन आकारों के साथ मेल खाता है जो हमारे मॉडल के साथ आए थे, "इस क्षेत्र में" इन-बीच "आकारों के साथ कोई क्षुद्रग्रह नहीं देखा गया है।
इसके बाद, उन्होंने मंगल ग्रह को देखा, जिसमें कुछ बहुत बड़े प्रभाव वाले बेसिन हैं, जो संभवतया उन दिनों से बचे हैं, जब ग्रह बना, जिसमें बोरेलिस बेसिन भी शामिल है, जो कि इतना बड़ा है कि उत्तरी और दक्षिणी गोलार्ध में अंतर की संभावना है। लाल ग्रह।
"हमने देखा और उन प्रभावों के आकार का अनुमान लगाया जो उन प्रभाव बेसिनों को बनाया होगा और हमने देखा कि आकार का वितरण बहुत पसंद था जैसा कि पृथ्वी और चंद्रमा के लिए भविष्यवाणी की गई थी, और यह भी कि आंतरिक क्षुद्रग्रह बेल्ट में क्या पाया जाता है।
तो उन सभी चीजों को एक साथ - सैद्धांतिक आधार, पृथ्वी और चंद्रमा पर तत्वों से अवलोकन प्रमाण और मंगल पर प्रभाव सामूहिक रूप से ग्रहों के निर्माण के अंत में वस्तुओं के आकार के वितरण के बारे में कुछ कहता है।
और निहितार्थ क्या हैं?
बोटके ने कहा, "हम उस समय पृथ्वी, चंद्रमा और मंगल की मार के बारे में भविष्यवाणियां कर सकते थे। "मंगल ग्रह पर हम एक गेम खेल सकते हैं जो सबसे बड़ा प्रोजेक्टाइल है जो मंगल को मारना चाहिए था, और यह उस आकार के साथ अच्छी तरह से मेल खाता है जो कि मंगल पर बनने वाले बड़े बेसिन, और हमारे द्वारा देखे जाने वाले तत्वों की प्रचुरता का उत्पादन करता है।"
"मून के लिए, सबसे बड़ा प्रभावकार 250-300 किमी होगा, जो कि दक्षिणी ध्रुव ऐकेन बेसिन के आकार के बारे में है," बोटके ने जारी रखा। "पृथ्वी के लिए, ये बड़े प्रभावकार बताते हैं कि इनमें से कुछ प्रभाव पृथ्वी को हिट करने में क्यों कामयाब रहे और सभी तत्व पृथ्वी के मूल में नहीं गए।"
बोटके ने कहा कि जटिलताओं को जोड़ते हुए, कुछ सबसे बड़े प्रभावों को वास्तव में पृथ्वी के माध्यम से गिरवी रखा जा सकता है और वास्तव में दूसरी तरफ से बाहर आया - एक बहुत ही खंडित अवस्था में - और वापस पृथ्वी पर बारिश हुई। "अगर यह सच है, तो यह पूरे पृथ्वी में टुकड़े फैलाने का एक तरीका प्रदान करता है," उन्होंने कहा, "लेकिन मलबे को ग्रह शरीर के चारों ओर पुनर्वितरित कैसे किया जाता है यह एक बहुत ही दिलचस्प सवाल है। उस हिस्से को अभी और काम करने की ज़रूरत है और अभी हम जो कर सकते हैं उसके बिल्कुल किनारे पर हैं। ”
जब चंद्रमा के आंतरिक भाग पर पानी आता है - जिसे कभी सूखा माना जाता था, लेकिन हाल ही में नमूना मापन, हालांकि, सुझाव देते हैं कि चंद्र मंथन में पानी की मात्रा 200 से कई हजार प्रति बिलियन के बीच है - बॉटल के मॉडल को भी संबोधित कर सकते हैं मुद्दा।
"अगर सच है," टीम अपने कागज में लिखती है, "यह संभव है कि एक ही प्रक्षेप्य जो चंद्रमा के अधिकांश एचएसई को वितरित करता है, हो सकता है कि उसने इसे पानी के साथ भी प्रदान किया हो… .लेट अभिवृद्धि के मामले में एक वैकल्पिक विवरण प्रदान करता है, जो चंद्र जल में नहीं जा सकता है। एक गर्म और काफी हद तक वाष्पीकृत प्रोटोलुनर डिस्क के माध्यम से बढ़ते चंद्रमा पर पृथ्वी के बाद के विशाल प्रभाव से। ”
पृथ्वी की तुलना में छोटे प्रक्षेपास्त्रों ने चंद्रमा पर क्यों हमला किया, बोटके ने कहा कि यह सिर्फ एक संख्या का खेल है। उन्होंने कहा, "हम एक ऐसी आबादी से शुरू करते हैं, जिसके पास निश्चित संख्या में बड़ी चीजें, मध्यम आकार की चीजें और छोटी चीजें हैं।" “और हम बेतरतीब ढंग से उस आबादी से प्रक्षेप्य चुनते हैं और हर एक बड़े आदमी के लिए जो चंद्रमा से टकराता है, 20 पृथ्वी से टकराता है। और हम उस गेम को खेलते हैं, और यदि प्रोजेक्टाइल की संख्या सीमित है, अगर चंद्रमा केवल इस आबादी से एक या दो बार हिट हो जाता है, इसका मतलब है कि पृथ्वी 20-30 बार हिट हो जाती है, जो कि हमें देने के लिए पर्याप्त है - अधिकांश अवसरों पर - हम जो देखते हैं। ”
बॉथके ने कहा कि इस शोध ने उन्हें भू-वैज्ञानिकों के साथ काम करने का मौका दिया, “जिनके पास यह कहने के लिए सभी तरह की दिलचस्प चीजें हैं जो ग्रह निर्माण के बारे में लाने वाली प्रक्रियाओं में मदद करते हैं। समस्या यह है कि कभी-कभी उनके पास बहुत अच्छी जानकारी होती है, लेकिन उनके पास एक गतिशील प्रक्रिया नहीं होती है जो काम कर सकती है। इसलिए एक साथ काम करने से मुझे लगता है कि हम कुछ दिलचस्प परिणामों के साथ आने में सक्षम थे। ”
"मेरे लिए सबसे रोमांचक बात यह है कि हमें इन बहुतायत का उपयोग करने में सक्षम होना चाहिए जो हमारे पास पृथ्वी, चंद्रमा और मंगल पर हैं जो वास्तव में ग्रह निर्माण के बारे में कहानी बताएंगे," बोटके ने कहा।
स्रोत: विज्ञान, बॉटलके साथ फोन साक्षात्कार
