આકાશમાં ઝબકેલી અદભૂત તેજ લકીર: 'ફાયરબોલ' ઉલ્કાનો વિજ્ઞાન અને રોમાંચ

નવેમ્બર મહિનાની એક ઠંડી રાત્રે, જ્યારે ઈટાલીના ડોલોમાઈટ આલ્પ્સ (Dolomite Alps) પર્વતો બરફથી ઢંકાયેલા હતા, ત્યારે આકાશમાં એક એવી ઘટના ઘટી જેણે ખગોળશાસ્ત્રીઓ અને સામાન્ય લોકો બંનેને મંત્રમુગ્ધ કરી દીધા. ૧૪ નવેમ્બર ૨૦૧૭ના રોજ લેવાયેલી એક તસવીર, જે તાજેતરમાં NASA (નેશનલ એરોનોટિક્સ એન્ડ સ્પેસ એડમિનિસ્ટ્રેશન) દ્વારા ફરીથી પ્રકાશિત કરવામાં આવી છે, તે એક અત્યંત તેજસ્વી ઉલ્કા અથવા 'ફાયરબોલ' (fireball) દર્શાવે છે. આ ઉલ્કા ઉત્તરીય ક્ષિતિજ પર ઉર્સા મેજર (Ursa Major) એટલે કે સપ્તર્ષિ નક્ષત્રની નીચેથી પૂર્વથી પશ્ચિમ તરફ પસાર થઈ હતી. આ ઘટના માત્ર સુંદર નહોતી, પરંતુ તે વૈજ્ઞાનિક રીતે પણ અત્યંત મહત્વની હતી કારણ કે તે યુરોપના આકાશમાં સૌથી વધુ નોંધાયેલી ઉલ્કા ઘટનાઓમાંની એક બની ગઈ હતી.

સામાન્ય રીતે આપણે જેને 'ખરતો તારો' કહીએ છીએ, તે વિજ્ઞાનની ભાષામાં ઉલ્કા (meteor) છે. ઉલ્કા એ અવકાશમાં રહેલા નાના પથ્થરો અથવા કણો છે, જેને મેટોરોઇડ (meteoroid) કહેવામાં આવે છે. જ્યારે આ મેટોરોઇડ પૃથ્વીના વાતાવરણમાં અત્યંત ઝડપે પ્રવેશે છે, ત્યારે હવાના અણુઓ સાથેના ઘર્ષણ અને દબાણને કારણે તે ગરમ થઈને પ્રજ્વલિત થાય છે. આ પ્રક્રિયાને ઇનકેન્ડેસન્સ (incandescence) એટલે કે ગરમીથી પેદા થતો પ્રકાશ કહેવામાં આવે છે. મોટાભાગની ઉલ્કાઓ રેતીના દાણા જેટલી નાની હોય છે અને વાતાવરણના ઉપરના સ્તરમાં જ બળીને ખાખ થઈ જાય છે. પરંતુ જ્યારે આ પદાર્થ કદમાં થોડો મોટો હોય, ત્યારે તે 'ફાયરબોલ'નું સ્વરૂપ ધારણ કરે છે.

ખગોળશાસ્ત્રમાં ફાયરબોલની એક ચોક્કસ વ્યાખ્યા છે. ઇન્ટરનેશનલ એસ્ટ્રોનોમિકલ યુનિયન (IAU) મુજબ, કોઈપણ ગ્રહ કરતા વધુ તેજસ્વી દેખાતી ઉલ્કાને ફાયરબોલ કહેવામાં આવે છે. વિજ્ઞાનની ભાષામાં કહીએ તો, જેની દેખીતી તેજસ્વીતા અથવા મેગ્નિટ્યુડ (apparent magnitude) -૪ કે તેથી વધુ હોય તેને ફાયરબોલ ગણવામાં આવે છે. મેગ્નિટ્યુડના માપદંડમાં સંખ્યા જેટલી ઓછી (અથવા નકારાત્મક) હોય, તેટલી વસ્તુ વધુ તેજસ્વી ગણાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો કોઈ ઉલ્કા ક્ષિતિજ પાસે -૧ મેગ્નિટ્યુડની દેખાતી હોય, તો તે વાસ્તવમાં ફાયરબોલ હોઈ શકે છે કારણ કે જો તે સીધી માથા ઉપર (zenith) હોત તો તેની તેજસ્વીતા -૬ જેટલી હોત. ઈટાલીમાં જોવા મળેલી આ ઉલ્કા એટલી તેજસ્વી હતી કે તેને જર્મની અને અન્ય યુરોપિયન દેશોમાંથી પણ સ્પષ્ટપણે જોઈ શકાઈ હતી.

ઉલ્કાઓ પૃથ્વીના વાતાવરણમાં મેસોસ્ફિયર (mesosphere) નામના સ્તરમાં, એટલે કે જમીનથી આશરે ૭૬ થી ૧૦૦ કિલોમીટરની ઊંચાઈએ દેખાવાનું શરૂ કરે છે. તેમની ઝડપ આશ્ચર્યજનક હોય છે. પૃથ્વી સૂર્યની આસપાસ ૩૦ કિમી પ્રતિ સેકન્ડની ઝડપે ફરે છે, અને જ્યારે ઉલ્કાઓ તેની સામે આવે છે ત્યારે તેમની સંયુક્ત ઝડપ લાખો કિલોમીટર પ્રતિ કલાક સુધી પહોંચી શકે છે. આટલી ઝડપે જ્યારે કોઈ પદાર્થ હવામાં પ્રવેશે છે, ત્યારે માત્ર ઘર્ષણ જ નહીં, પણ 'રેમ પ્રેશર' (ram pressure) એટલે કે હવાનું અચાનક વધતું દબાણ તેને ગરમ કરે છે. આ દબાણને કારણે ઉલ્કાની આસપાસની હવા આયોનાઇઝ (ionize) થાય છે, એટલે કે હવાના અણુઓ વીજભારિત થઈને ચમકવા લાગે છે.

રસપ્રદ વાત એ છે કે દરેક ઉલ્કાનો રંગ અલગ-અલગ હોઈ શકે છે. આ રંગ તે ઉલ્કા કયા ખનીજોની બનેલી છે અને તે વાતાવરણમાં કેટલી ઝડપે પ્રવેશી રહી છે તેના પર આધાર રાખે છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો ઉલ્કા પીળા-નારંગી રંગની દેખાય તો તેમાં સોડિયમ (sodium) હોવાની શક્યતા વધુ છે. જો તે વાદળી-લીલા રંગની હોય તો તેમાં મેગ્નેશિયમ (magnesium) હોઈ શકે છે. ઈટાલીની આ ઘટનામાં ઉલ્કાનો માર્ગ જર્મની ઉપર માપવામાં આવ્યો હતો અને તે 'નોર્ધન ટૌરિડ' (Northern Taurid) ઉલ્કા વર્ષાનો ભાગ હોવાનું જણાયું હતું. આ ઉલ્કા વર્ષા એન્કે (Encke) નામના ધૂમકેતુ દ્વારા છોડવામાં આવેલા ધૂળના રજકણોને કારણે સર્જાય છે.

જ્યારે પૃથ્વી કોઈ ધૂમકેતુ (comet) ના ભ્રમણકક્ષાના માર્ગમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે ત્યાં રહેલા કચરાના કારણે ઉલ્કા વર્ષા (meteor shower) થાય છે. ધૂમકેતુ જ્યારે સૂર્યની નજીક આવે છે ત્યારે તેની બરફની સપાટી વરાળ બનીને ઉડી જાય છે અને તેની પાછળ ધૂળ અને પથ્થરોનો એક લાંબો માર્ગ છોડતી જાય છે. આ માર્ગને 'ડસ્ટ ટ્રેલ' (dust trail) કહેવામાં આવે છે. દર વર્ષે જ્યારે પૃથ્વી આ ચોક્કસ માર્ગ પર પહોંચે છે, ત્યારે આપણને આકાશમાં એક જ બિંદુએથી ઘણી બધી ઉલ્કાઓ આવતી દેખાય છે. આ બિંદુને રેડિયન્ટ (radiant) કહેવામાં આવે છે. નોર્ધન ટૌરિડ ઉલ્કા વર્ષા તેના ધીમા પણ અત્યંત તેજસ્વી ફાયરબોલ્સ માટે જાણીતી છે.

કેટલીકવાર ફાયરબોલ એટલા તેજસ્વી હોય છે કે તે હવામાં જ વિસ્ફોટ પામે છે. આવા વિસ્ફોટક ફાયરબોલને બોલાઇડ (bolide) કહેવામાં આવે છે. જો તેની તેજસ્વીતા -૧૭ મેગ્નિટ્યુડથી વધી જાય, તો તેને સુપરબોલાઇડ (superbolide) કહેવાય છે. આવા કિસ્સાઓમાં ઘણીવાર અવાજ પણ સંભળાય છે. આ અવાજ બે પ્રકારના હોઈ શકે છે: એક તો સોનિક બૂમ (sonic boom), જે ઉલ્કા પસાર થયાની થોડી મિનિટો પછી સંભળાય છે, અને બીજો 'ઇલેક્ટ્રોફોનિક' (electrophonic) અવાજ, જે ઉલ્કા દેખાય તે જ ક્ષણે સંભળાય છે. વૈજ્ઞાનિકો માને છે કે ઉલ્કાના માર્ગમાં પેદા થતા રેડિયો તરંગો જ્યારે જમીન પરની વસ્તુઓ સાથે અથડાય છે ત્યારે આ ત્વરિત અવાજ પેદા થાય છે.

ઐતિહાસિક રીતે જોઈએ તો, ૧૯મી સદીની શરૂઆત સુધી ઉલ્કાઓને અવકાશી ઘટના માનવામાં આવતી નહોતી. લોકો તેને વીજળી જેવી વાતાવરણની ઘટના સમજતા હતા. પરંતુ ૧૮૩૩ની નવેમ્બરમાં થયેલી લિયોનિડ (Leonid) ઉલ્કા વર્ષાએ બધું બદલી નાખ્યું. તે રાત્રે હજારો ઉલ્કાઓ આકાશમાંથી વરસી હતી, જેણે સાબિત કર્યું કે આ પથ્થરો અવકાશમાંથી આવે છે. ત્યારબાદ જીઓવાન્ની શિયાપારેલી (Giovanni Schiaparelli) નામના ખગોળશાસ્ત્રીએ ઉલ્કાઓ અને ધૂમકેતુઓ વચ્ચેનો સંબંધ સ્થાપિત કર્યો. આજે NASA જેવી સંસ્થાઓ 'ઓલ-સ્કાય ફાયરબોલ નેટવર્ક' દ્વારા આવી ઘટનાઓ પર સતત નજર રાખે છે.

NASA ની સ્થાપના ૧૯૫૮માં થઈ હતી અને ત્યારથી તે માત્ર ચંદ્ર પર માણસ મોકલવા કે મંગળ પર રોવર ઉતારવા પૂરતી મર્યાદિત નથી. તેનું સાયન્સ મિશન ડિરેક્ટોરેટ પૃથ્વીની આસપાસના વાતાવરણ અને અવકાશી પથ્થરોનો પણ ઊંડો અભ્યાસ કરે છે. ઉલ્કાઓ દ્વારા પૃથ્વી પર આવતી ધૂળ વાતાવરણના રસાયણશાસ્ત્ર અને કદાચ આબોહવા પર પણ અસર કરી શકે છે. દરરોજ લાખો ઉલ્કાઓ પૃથ્વીના વાતાવરણમાં પ્રવેશે છે, પરંતુ તેમાંથી મોટાભાગની સમુદ્ર ઉપર અથવા દિવસે પડતી હોવાથી આપણે જોઈ શકતા નથી. વસંત ઋતુ દરમિયાન ફાયરબોલ જોવાની શક્યતા ૧૦ થી ૩૦ ટકા વધી જાય છે, જેનું કારણ વૈજ્ઞાનિકો હજુ પણ સંપૂર્ણપણે સમજી શક્યા નથી.

સામાન્ય લોકો માટે ફાયરબોલ એ માત્ર એક સુંદર દ્રશ્ય નથી, પણ વિજ્ઞાનમાં યોગદાન આપવાની તક પણ છે. અમેરિકન મેટોર સોસાયટી અને ઇન્ટરનેશનલ મેટોર ઓર્ગેનાઇઝેશન જેવી સંસ્થાઓ સામાન્ય નાગરિકોના રિપોર્ટના આધારે ઉલ્કાના માર્ગ અને તેના મૂળ સ્થાનની ગણતરી કરે છે. ઈટાલીની આ ઘટનામાં પણ લોકોના રિપોર્ટ્સ અત્યંત મદદરૂપ સાબિત થયા હતા. જો તમે ક્યારેય આકાશમાં આવી તેજસ્વી લકીર જુઓ, તો સમજી લેજો કે તમે સૂર્યમંડળના કરોડો વર્ષ જૂના ઈતિહાસના એક અંશને પૃથ્વી સાથે અથડાતા જોઈ રહ્યા છો.

ભારત જેવા દેશોમાં જ્યાં આકાશ દર્શનની પરંપરા સદીઓ જૂની છે, ત્યાં આવી ઘટનાઓ વિશેની જાગૃતિ વિજ્ઞાન પ્રત્યેની રુચિ વધારી શકે છે. ઉલ્કાઓ આપણને શીખવે છે કે પૃથ્વી અવકાશમાં એકલી નથી, પરંતુ તે સતત બ્રહ્માંડ સાથે સંવાદ કરી રહી છે. ભલે આ પથ્થરો નાના હોય, પણ તેમની ગતિ અને ઉર્જા આપણને બ્રહ્માંડની વિશાળતા અને શક્તિનો અહેસાસ કરાવે છે. આગામી સમયમાં જ્યારે પણ તમે રાત્રે આકાશ તરફ જુઓ, ત્યારે કદાચ નસીબજોગે તમને પણ એક ફાયરબોલ જોવા મળી જાય, જે લાખો કિલોમીટરની મુસાફરી કરીને તમારી નજર સામે જ વિલીન થઈ જશે.