सूर्यग्रहणांचा वेध आणि मागोवा 

डॉ. श्रीकांत कार्लेकर
सोमवार, 23 डिसेंबर 2019

विशेष स्टोरी
 

सूर्याला २६ डिसेंबर २०१९ या दिवशी पुन्हा एकदा ग्रहण लागणार असून ते सौदी अरेबिया, ओमान, दक्षिण भारत, श्रीलंका, मलेशिया, सिंगापूर आणि इंडोनेशिया या भागांतून दिसेल. त्याची सुरुवात सौदी अरेबियातील रियाधच्या ईशान्येला २२० किमीवर भारतीय प्रमाणवेळेनुसार सकाळी ६ वाजून १३ मिनिटांनी होईल आणि ते गुआम या पश्‍चिम प्रशांत महासागरांतील मायक्रोनेशिया प्रांतात दुपारी अडीच वाजता संपेल. संपूर्ण भारतातून ते खंडग्रास (Partial) स्वरूपात दिसेल. केरळमधील कासारगोड, कर्नाटकातील मेंगळुरू आणि तामिळनाडूतील उटकमंड, कोईम्बतूर, एरोडे, करूर, दिंडीगुल, शिवगंगा, तिरुचिरापल्ली आणि पुडुकोट्टाई अशा १६० किमीच्या पट्ट्यात मात्र ते कंकणाकृती (Annular) स्वरूपात दिसेल. यापूर्वी १५ जानेवारी २०१० रोजी झालेले कंकणाकृती सूर्यग्रहण तिरुअनंतपुरमपासून रामेश्‍वरमच्या पट्ट्यात भारताच्या दक्षिण भागातून दिसले होते. 

या वर्षीचे हे सूर्यग्रहण महाराष्ट्रात सकाळी आठ ते दहा या वेळेत दिसेल आणि या काळात ७० ते ८० टक्के सूर्यबिंब चंद्राने झाकलेले असेल. पुणे परिसरातून खंडग्रास ग्रहणाची सुरुवात सकाळी ८.०४ वाजता होईल आणि ९.२३ वाजता ७९ टक्के सूर्यबिंब झाकले गेल्याचे दिसेल. एकूण २ तास ५३ मिनिटे ग्रहण काळानंतर ते सकाळी १०.५७ वाजता संपेल. यापुढचे कंकणाकृती सूर्यग्रहण २१ जून २०२० रोजी होणार असून त्यावेळी जगातील दक्षिण व पूर्व युरोप, आशिया खंड, उत्तर ऑस्ट्रेलिया, आफ्रिका, प्रशांत महासागर आणि हिंदी महासागर या पट्ट्यातून ते दिसू शकेल. त्यावेळी पुण्यात ते सकाळी ११.४० वाजता दिसेल. 

पृथ्वी स्वत:भोवती फिरत फिरत सूर्याभोवती फिरते. चंद्र पृथ्वीभोवती फिरतो. चंद्राची पृथ्वीभोवतीची भ्रमण कक्षा (Orbit) पातळी व पृथ्वीची सूर्याभोवतीची भ्रमण कक्षा एकच असती, तर प्रत्येक पौणिमेस चंद्रग्रहण व प्रत्येक अमावस्येला सूर्यग्रहण झाले असते. पण तसे होत नाही. कारण चंद्र व पृथ्वी यांच्या पातळीच्या दरम्यान ५ अंश ८ मिनिटांचा कोन आाहे. पौर्णिमेला सूर्य व चंद्र यांच्या मधे पृथ्वी असते. त्या दिवशी पृथ्वीची कक्षा पातळी व चंद्राची कक्षा पातळी सारखीच असेल तर चंद्रग्रहण होते. त्याचप्रमाणे जेव्हा सूर्य आणि पृथ्वी यांच्यामध्ये चंद्र असेल व त्यांच्या भ्रमण कक्षा एकाच पातळीत असतील तर त्या दिवशी सूर्यग्रहण होते. 

जेव्हा सूर्य व पृथ्वी यांच्या दरम्यान चंद्र असतो, त्या दिवशी चंद्राचा सूर्यप्रकाशित भाग पृथ्वीसमोर नसतो व त्या दिवशी पृथ्वीवरून चंद्र दिसत नाही. ही अमावस्या असते. आकाशात चंद्र व सूर्य एकाच ठिकाणी असल्याचे दिसते. त्यांच्या आकाशातील स्थानाच्या पातळीत कोन नसतो. याच अमावस्येच्या दिवशी सूर्यग्रहणाची शक्यता  असते.

चंद्र आपल्यापासून जेवढ्या अंतरावर आहे, त्याच्या ४०० पट अंतरावर सूर्य आहे. सूर्यगोलाची त्रिज्या चंद्रगोलाच्या त्रिज्येपेक्षा ४०० पट जास्त आहे. जुलैमध्ये पृथ्वी सूर्यापासून जास्त दूर असते (अंतर १५ कोटी किमी). त्यावेळी खग्रास सूर्यग्रहण होण्याची शक्यता जास्त असते. मात्र जानेवारीच्या सुरुवातीला जेव्हा हे अंतर कमी असते (१४.७ कोटी किमी) तेव्हा कंकणाकृती ग्रहणाची शक्यता जास्त असते. 

सूर्य चंद्रापेक्षा मोठा असल्यामुळे चंद्राच्या सावलीची शंकुछाया (Umbra) होते. चंद्राच्या या शंकुछायेतील प्रदेशात पृथ्वीवरचा जो भाग येतो, तेथून सूर्य अजिबात दिसत नाही. या अवस्थेला खग्रास सूर्यग्रहण (Total solar eclipse) असे म्हणतात. अशी ग्रहणे संख्येने फारच कमी असतात. पृथ्वी स्वतःभोवती २४ तासांत एक फेरी पूर्ण करीत असल्यामुळे चंद्राच्या छायाशंकूत येणारा पृथ्वी पृष्ठभाग सारखा बदलत असतो. त्यामुळे खग्रास सूर्यग्रहण कमी-जास्त वेळ दिसते. चंद्र पृथ्वीच्या खूप जवळ असल्यामुळे या छायापट्ट्याची रुंदी सुमारे ३०० किमी असते आणि हा पट्टा पृथ्वीपृष्ठावरून जास्तीत जास्त आठ मिनिटांत सरकत असल्यामुळे त्या भागातील लोकांना खग्रास सूर्यग्रहण जास्तीत जास्त आठ मिनिटे दिसू शकते. जेव्हा ग्रहणसमयी चंद्राच्या छायेमुळे सूर्याचा काही भाग झाकला जातो, त्या वेळी पृथ्वीवरील लोकांना सूर्याचा काही भागच दिसतो, याला खंडग्रास सूर्यग्रहण (Partial solar clipse) म्हणतात. पृथ्वीचा जेवढा भाग चंद्राच्या छायाशंकूत येतो, तेवढ्याच भागातून हे सूर्यग्रहण दिसते. बाकीच्या ठिकाणांवरून ते दिसत नाही. ज्या वेळी चंद्र पृथ्वीपासून बराच दूर असतो, त्या वेळी चंद्राचा छायाशंकू पृथ्वीपर्यंत पोचतच नाही. या छायाशंकूच्या शिरोबिंदूसमोरील पृथ्वीवरच्या भागातून दिसणारा सूर्य कंकणाकृती म्हणजे वर्तुळमध्यात काळा ठिपका व भोवती बांगडीसारखे वलय असा दिसतो. अशा ग्रहणास ‘कंकणाकृती सूर्यग्रहण’(Annular solar eclipse) म्हटले जाते. 

सूर्यग्रहणाच्या काळात पृथ्वीवरील ग्रहण दिसू शकणाऱ्या भागात सूर्यकिरण पोचू शकत नाहीत. त्यामुळे ग्रहण काळात हवेत बदल जाणवतात. तापमानात घट होणे, वातावरणाच्या वरच्या थरात विशेषतः अयनांबरात (Ionosphere) बदल होणे यासारख्या घटनांबरोबरच गुरुत्व वारे (Gravity winds) आणि ग्रहणकाळातील वाऱ्यांचीही निर्मिती होते. वायुभारात बदल जाणवतात.  

सूर्य-चंद्रग्रहणांविषयी प्राचीन काळापासून माणसाला एक जबरदस्त कुतूहल होते. आजही ते आहेच. ग्रहणकाळात सूर्याचा किंवा चंद्राचा प्रकाश एकाएकी काही काळाकरता कमी होणे आणि त्यांचे बिंब पूर्णपणे किंवा काही प्रमाणात दिसत नाहीसे होणे, या घटनेचा अर्थ नीटसा लावता न आल्यामुळे अपशकून समजण्यात येत असे. एखाद्या मोठ्या संकटाची सूचना देणारी ती घटना असल्याचाही जगभरातल्या अनेक मानव समूहांत समज दृढ झालेला होता. मनुष्य सुरुवातीपासून पौर्णिमा, अमावस्या, इतर चंद्रकला यांसारख्या ज्या खगोलीय घटना घाबरून किंवा कुतूहलाने पहात होता, त्यात ग्रहण या घटनेचा त्याच्यावर मोठाच परिणाम होत होता असे दिसून येते. आपल्या या भीतीपोटी आणि कुतूहलापोटी त्याने वेगवेगळ्या पद्धतीने चित्रे रेखाटून, खडकांवर चित्रे कोरून आणि दगडांच्या निरनिराळ्या रचना रचून या घटनेला त्याच्या आकलनाप्रमाणे दृश्यरूप दिल्याचेही दिसून येते. 

मेसापोटेमिया हा आजच्या इराक, कुवेत, पूर्व सीरिया आणि टर्की या देशांशी जुळणारा, तैग्रिस युफ्रेटीस नद्यांच्या खोऱ्यातील प्राचीन प्रदेश. इथल्या अनिश्‍चित आणि रूक्ष हवामानामुळे पावसासंबंधी नेमके भाकीत करण्याचे अनेक प्रयत्न प्राचीन काळांत इथे सुरू होते. त्यामुळेच खगोलशास्त्राचाही सविस्तर अभ्यास इथे होत गेला. अनेक खगोलीय घटनांच्या नोंदी इथे ठेवल्या गेल्या. सूर्य आणि चंद्रग्रहणांची सर्वप्रथम नोंद आणि त्यांचे वर्णन इथेच ख्रिस्तपूर्व १३७५ मध्ये केले गेले. बॅबिलोनिया या मेसोपोटेमियाच्या राजधानीतील खगोलशास्त्रज्ञांनी इसवी सन पूर्व ७०० वर्षांच्या अनेक ग्रहणांच्या नोंदींचा अभ्यास केला. त्यांच्या असे लक्षात आले, की प्रत्येक ग्रहण हे दर १८ वर्षांनी पुन्हा एकदा पाहायला मिळते. यालाच सेरॉस चक्र (Saros Cycle) असे म्हटले जाते. एवढ्या काळात ४२ सूर्यग्रहणे व २८ चंद्रग्रहणे होतात. 

चीनमध्ये शांग वांग्मयात सूर्यग्रहणाचा सर्वप्रथम उल्लेख ख्रिस्तपूर्व २१३४ मध्ये आढळतो. हिंदू धर्मात भागवत आणि विष्णू पुराणांत समुद्र मंथनाच्या वेळी ग्रहणाचा उल्लेख दिसून येतो. ऋग्वेदातही इ.स. पूर्व १७०० ते १४०० या काळांतील सूर्यग्रहणाचा उल्लेख आढळून येतो. ‘माया’ संस्कृतीत (इ.स. पूर्व १८००- इ.स. २५०) सूर्यग्रहणाच्या नोंदी झाल्याचे दिसते. ग्रीक लोकांना सूर्यग्रहण म्हणजे चंद्राची पृथ्वीवर पडणारी सावली याचे नक्की ज्ञान होते. ॲरिस्टोटल, टॉलेमी, कोपर्निकस, न्यूटन यांनी केलेल्या अभ्यासांतून नंतरच्या काळांत ग्रहणांची यंत्रणा बरीच स्पष्ट होऊ शकली. त्यानंतर टायकोब्राहे या शास्त्रज्ञाने अवकाशाचे विशिष्ट भाग कल्पून ग्रहणकाळातील  सूर्याच्या मार्गाचे सविस्तर निरीक्षण केले. 

दूरमापीच्या (Telescope) साहाय्याने केलेल्या निरीक्षणानंतर चंद्राच्या पृष्ठभागावरील उंचसखलपणाची कल्पना आली आणि ग्रहणांविषयीची भाकिते अधिक अचूक होत गेली. वर्ष १७०० मध्ये एडमंड हॅली या खगोलशास्त्रज्ञाने तर भविष्यात पृथ्वीवरून दिसणाऱ्या ग्रहणांच्या मार्गाचा नकाशाच तयार केला. ग्रहणांमुळे सामान्य माणूस घाबरून जाऊ नये व त्यात असलेल्या वैज्ञानिक निश्‍चिततेचा विश्‍वास त्याला वाटावा यासाठी त्याने हा प्रयोग केला होता!

इ. स. १९४८ मध्ये युगॅरीट या भूमध्य समुद्राच्या किनाऱ्यावरील उत्तर सीरियामधल्या प्राचीन शहरात केलेल्या उत्खननात सापडलेल्या एका ३३०० वर्ष जुन्या इष्टिकेवरील (Clay tablet) म्हणजे चिकण मातीच्या पट्टिकेवरील लेखांत खंडग्रास सूर्यग्रहणाचा उल्लेख आढळला. ही नोंद इ. स. पूर्व १३५० ते ११७५ या कालखंडातली आहे. ‘अमावस्येच्या या दिवशी दुपारी, मध्यान्हीच्या सुमारास सूर्य दिसेनासा झाला. त्यामुळे सूर्याच्या प्रखर प्रकाशात दिसत नसलेला मंगळ ग्रह सूर्यबिंबाजवळ दिसू लागला,’ असा मजकूर त्यावर होता. लेखांतील इतर बारकाव्यांच्या अभ्यासातून असेही लक्षात आले, की युगॅरीटमधून दिसलेल्या सूर्यग्रहणाचा तो दिवस इ.स. पूर्व ५ मार्च १२२३ असा असावा!

आधुनिक काळात ग्रहांची जी अचूक निरीक्षणे होत आहेत, त्याची सुरुवात १९ व्या शतकात झाली. फ्रेडरिक बेसेल आणि विलियम चौव्हेनेट या दोन खगोलशास्त्रज्ञांनी वर्ष १८२० आणि १८५५ मध्ये याची सुरुवात केली. चंद्राचा आकार आणि त्यावरील खड्डे आणि उंचवटे याची कल्पना येऊ लागल्यावर हे लक्षात आले, की चंद्राची पृथ्वीवर पडणारी सावलीही अनियमितच असेल. ती अंडाकृती (Oval) नसेल. वर्ष १९४० पासून १९६३ पर्यंत चार्ल्स बार्ले वॉट्स यांच्या निरीक्षणातून तर हे नक्कीच झाले, की चंद्राची सूर्यग्रहणाच्या वेळची सावली पूर्णपणे अंडाकृती नसून ती बहुभुजाकृती (Polygonal) आहे. बहुभुजाकृतीचा प्रत्येक कोन चंद्रावरील दऱ्या डोंगर यांच्याशी संरेखित (Align) झालेला आहे. 

‘नासा’तील एर्नी राइट यांनी चंद्रबिंबाच्या आकाराची ही सांख्यिकी, पृथ्वीवरचा उंचसखलपणा, चंद्र, सूर्य आणि पृथ्वीची ग्रहणकाळात आढळलेली भ्रमणकक्षेतील स्थाने या सगळ्यांचा विचार करून २१ ऑगस्ट २०१७ च्या ग्रहणकाळात चंद्राची सावली संयुक्त संस्थानाच्या प्रदेशांत कशा पद्धतीने पुढे सरकेल याचा डिसेंबर २०१६ मध्ये तंतोतंत नकाशाच तयार केला. सूर्याची त्रिज्या मोजण्याची सूर्यग्रहण ही एक अतिशय संवेदनशील पद्धती आहे असे मानले जाते. ही त्रिज्या ६९६ हजार किमी असून त्यात केवळ १२५ किमीचा जरी फरक पडला, तरी खग्रास ग्रहण काळात एका संपूर्ण सेकंदाचा फरक पडू शकतो असे राईट यांनी म्हटले आहे. 

सूर्यग्रहण काळात ताशी १४०० मैल (२२५३ किमी) ते २५०० मैल (४०२३ किमी) वेगाने पुढे सरकणाऱ्या चंद्राच्या सावलीचा विलक्षण आविष्कार जेव्हा आपल्याला नजरेसमोर दिसत असतो, तेव्हा ग्रहणांचा वेध घेणाऱ्या या सर्व प्रयत्नांचे, त्याच्या नोंदी ठेवणाऱ्यांचे, तासंतास दूरमापीतून निरीक्षणे करणाऱ्यांचे आणि आधुनिक काळातील उपग्रह यंत्रणांचे कौतुक वाटल्याशिवाय राहत नाही हे मात्र नक्की!

संबंधित बातम्या