एस्टेरोइड की गतिशीलता की पहचान करने के लिए उल्कापिंड के टुकड़ों के कोहेसिव फ़ोर्स को मापना

एस्टेरोइड पार्टिकल्स (कणों) का संसक्त बल माइक्रोग्रैविटी को प्रभावित करता है और कण आकार की कई मान्यताओं और कण आकार के प्रति उनकी संवेदनशीलता के तहत इसका मूल्यांकन किया जा सकता है। अंतरिक्ष से प्रतिदिन लगभग सैकड़ों किलोग्राम सामग्री पृथ्वी के वायुमंडल में गिरती है, और छोटे दानों और महीन धूल के रूप में छन जाती है। अंतरिक्ष से पृथ्वी तक पहुंचने वाले कई उल्कापिंड क्षुद्रग्रहों (एस्टेरोइड) के टुकड़े हैं।

साइंस एडवांसेज में अब प्रकाशित एक नई रिपोर्ट में, युयुया नागाशी (Yuuya Nagaashi) और जापान में कोबे विश्वविद्यालय में ग्रह विज्ञान (planetology) में एक शोध दल ने उल्कापिंड के टुकड़ों का संसक्त बल (cohesive force) मापन किया। क्षुद्रग्रह कणों का संसक्त बल कम परिमाण के आदेश थे, जिसके परिणामस्वरूप अंतरिक्ष अन्वेषण के दौरान क्षुद्रग्रह सतह कणों की उच्च गतिशीलता की पहचान हुई। पृथ्वी और सौर मंडल के प्रारंभिक इतिहास में रुचि रखने वाले ज्योतिष विज्ञानियों के लिए, ये कण जो लगभग अपरिवर्तित बच गए हैं सौर प्रणाली के इतिहास की प्रारंभिक अवधि की महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करते हैं।

ग्रहों की उत्पत्ति के पीछे की मूलभूत बल

ग्रहों के निर्माण की शुरुआत समान और विभिन्न कण प्रकारों के बीच एकजुट और चिपकने वाली शक्तियों पर निर्भर करती है, जो कि ग्रहों पर विकासवादी और इओलियन (eolian) प्रक्रियाओं को समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं। संसंजक बल जमावट प्रक्रियाओं को प्रभावित करने वाला एक मूलभूत कारक है और माइक्रोग्रैविटी वातावरण में छोटे निकायों को प्रभावित करता है। उदाहरण के लिए, यह एक अंतरिक्ष यान से गैस के दबाव के कारण या एक प्रभाव से उत्पन्न भूकंपीय तरंग त्वरण (seismic wave accelerations) के कारण मौलिक बल अंतर्निहित कण प्रवासन का गठन करता है।

इस तरह के संसक्त बलों के प्रत्यक्ष माप का संचालन करने के लिए, नागाशी और उनके सहयोगियों ने केन्द्रापसारक विधि का इस्तेमाल किया है। एक मोटर और मूसल का उपयोग करके एलेन्डे और टैगिश झील कार्बोनेसियस चोंड्राइट टुकड़े का उत्पादन किया है। साथ ही अच्छी तरह से चित्रित सतह संरचनाओं के साथ सैंपल प्राप्त किए। टीम ने निकासी की स्थिति में या अंतर्निहित प्रभाव का निरीक्षण करने के लिए उन्हें गर्म करने के बाद माप किया।

उल्कापिंड के टुकड़ों की टेक्निकल कैरेक्टराइजेशन

उल्कापिंड के टुकड़ों के आकार का अध्ययन करने के लिए नागाशी और टीम ने ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी व कन्फोकल लेजर स्कैनिंग माइक्रोस्कोपी का इस्तेमाल किया। परिणाम विखंडन के तरीकों के बीच अंतर नहीं करते थे, न ही उन्होंने एक ही उल्कापिंड के टुकड़ों के बीच एकजुट-बल माप में महत्वपूर्ण अंतर का संकेत दिया था। हालांकि, जब टीम ने दो प्रकार के उल्कापिंडों की तुलना की, तो उन्होंने एलेंडे (Allende) के टुकड़ों के एकजुट बल को टैगिश झील के टुकड़ों की तुलना में कई गुना अधिक पाया

शोधकर्ताओं ने टैगिश झील (Tagish Lake) के सैंपल्स से प्राप्त उल्कापिंड के टुकड़ों की महीन सतह संरचनाओं को प्रकट करने के लिए परमाणु बल माइक्रोस्कोपी का उपयोग किया और उप-माइक्रोन पैमाने पर सतह संरचनाओं पर भरोसा करने के लिए एकजुट बलों को दिखाया। जब उन्होंने सैंपल्स को गर्म किया, तो सतह के जल वाष्प के वाष्पीकरण और पानी की संरचना में कमी के कारण संसंजक बल तीन से चार गुना बढ़ गया, जिसके परिणामस्वरूप सतह के आसंजन में आनुपातिक रूप से वृद्धि हुई है। इससे पता चला कि उल्कापिंड के टुकड़ों में संसंजन उनकी सतह की टोपोलॉजी पर निर्भर करता है।

उल्कापिंड घटक आम तौर पर अंतर्निहित जलीय परिवर्तनों से गुजरने के बाद महीन होते हैं और थर्मल परिवर्तन के बाद मोटे होते हैं। परंपरागत रूप से, वैज्ञानिकों ने वैन डेर वाल्स (van der Waals) बलों के आधार पर क्षुद्रग्रह सतहों पर कणों के संसंजक बल का पता लगाया था जो कण आकार के समानुपाती थे।

उल्कापिंड के टुकड़ों बांड नंबर के तौर पर क्यों जाना जाता है 

कणों के बीच संपर्क बिंदु गुरुत्वाकर्षण और संसंजक बलों के बीच के अनुपात पर निर्भर करता है, जिसे बॉन्ड नंबर के रूप में जाना जाता है। वैज्ञानिकों ने पहले संसजक बल को कण आकार के समानुपाती माना था। हालांकि, प्रति टुकड़ा कुल संसंजक बल छोटा था, जो एक छोटे क्षुद्रग्रह पिंड पर कणों की गतिशीलता का संकेत देता है।

नागाशी व टीम ने गुरुत्वाकर्षण और आसंजन के बल पर काबू पाने के लिए आवश्यक दबाव के सापेक्ष एक छोटे से क्षुद्रग्रह पिंड में कणों की गतिशीलता का अध्ययन किया और अपेक्षा से कम मान प्राप्त किया। बड़े पैमाने पर स्थानांतरण के लिए इस तरह के सबूत अध्ययन में किए गए सैद्धांतिक अनुमानों को मान्य करते हुए क्षुद्रग्रह इटोकावा, रयुगु और बेन्नू के लिए आम है। इसके अलावा, कणों के प्लास्टिक विरूपण से अधिक सामंजस्यपूर्ण बल हो सकता है, जिसे शोधकर्ताओं ने क्षुद्रग्रहों पर उनकी सतह की उपस्थिति या टोपोलॉजी की जांच करके माना है।

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उल्कापिंड के टुकड़ों के रिसर्च से जुड़ी जरूरी जानकारी 

इस तरह, युया नागाशी और उनके सहयोगियों ने उल्कापिंडों या क्षुद्रग्रहों के कणों के अंतर्निहित सामंजस्यपूर्ण या आसंजन बलों की जांच की और उनकी विशेषता बताई। सौर मंडल की निर्माण प्रक्रिया का एक सामान्य मॉडल उल्कापिंडों से प्राप्त साक्ष्यों और क्षुद्रग्रहों की दूरबीन जांच के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है। यहाँ  एक धूल भरी परत के भीतर अनाजों के समूह के अंतर्निहित संसंजन और आसंजन की शक्तियों को समझने पर केंद्रित है, जो बड़े पैमाने के ग्रहों में ठोस पदार्थ जमा करने वाले गुच्छे बनाते हैं। इस तरह के पिंडों ने अंततः तेजी से विकास किया और भ्रूणीय ग्रहों का निर्माण किया।

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मंगल (Mars) और बृहस्पति (Jupiter) के बीच स्थित प्राथमिक क्षुद्रग्रह-बेल्ट आंतरिक सौर मंडल के प्रारंभिक प्रोटो-ग्रहीय और ग्रहीय भ्रूण आबादी के जीवित अवशेषों का प्रतिनिधित्व करता है। इस क्षुद्रग्रह-बेल्ट आबादी से उत्पन्न होने वाले उल्कापिंड सौर प्रणाली की उत्पत्ति के अंतर्निहित एकजुट और चिपकने वाली शक्तियों को मापने के लिए विस्तृत अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।

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