பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்பக் காலத்தில் உருவான கேலக்ஸியை கண்டுபிடித்த இந்திய விஞ்ஞானிகள்

இந்திய வானியலாளர்கள் பால்வெளி மண்டலத்தைப் போலவே சுருள் வடிவிலான கேலக்ஸி ஒன்றைக் கண்டுபிடித்துள்ளனர். இந்த கேலக்ஸியின் கண்டுபிடிப்பு மிகவும் சிக்கலான அமைப்பைக் கொண்ட விண்மீன் மண்டலங்கள் பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்பக் காலத்தில் எவ்வளவு விரைவாக உருவாகின என்பது பற்றிய புரிதலை மாற்றுகிறது.

இந்த ஆய்வு நாசாவின் ஜேம்ஸ் வெப் விண்வெளி தொலைநோக்கி மூலம் ஆய்வு மாணவர் ராஷி ஜெயினால், புனேவில் டாடா இன்ஸ்டிடியூட் ஆஃப் ஃபண்டமென்டல் ரிசர்ச்சில் ரேடியா வானியற்பியலுக்கான தேசிய மையத்தின் பேராசிரியர் யோகேஷ் வடடேகர் வழிகாட்டுதலின் கீழ் மேற்கொள்ளப்பட்டது.

இந்த ஆய்வு ஐரோப்பாவின் முன்னணி வானியல் ஆய்விதழான ஆஸ்ட்ரானமி & ஆஸ்ட்ரோபிசிக்ஸில் வெளியாகியுள்ளது.

அலக்நந்தா எனப் பெயரிடப்பட்டுள்ள இந்த கேலக்ஸி, 12 பில்லியன் ஒளி ஆண்டுகள் தொலைவில் உள்ளது. அதாவது, அதன் ஒளி பூமியை வந்தடைய 12 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கும் மேலாகப் பயணம் செய்துள்ளது. இதன் மூலம், பல பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு அந்த கேலக்ஸி எப்படி இருந்ததோ, அந்த வடிவத்தில்தான் அதைப் பார்க்கிறோம் என்று விஞ்ஞானிகள் கண்டறிந்துள்ளனர்.

இதை விவரித்துப் பேசிய ராஷி ஜெயின், "இந்த கேலக்ஸி பெருவெடிப்பு நடந்து 1.5 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு தோன்றியது. அந்த வடிவத்திலேயே நாம் இப்போது அதைப் பார்க்கிறோம். இத்தகைய ஆரம்பக் காலகட்டத்தில் நன்றாக உருவாகியுள்ள சுருள் வடிவிலான கேலக்ஸியை கண்டுபிடிப்பது மிகவும் எதிர்பாராதது.

நமது பிரபஞ்சத்தில் மிகவும் நுட்பமான அமைப்புகள் சாத்தியமாகும் என்று நாம் கருதிய காலகட்டத்திற்கும் முன்பாகவே அத்தகைய ஒன்று உருவாகியுள்ளது என்பதுதான் இது நமக்கு சொல்லும் செய்தி" என்றார்.

பூமியில் இருந்து பார்க்கும்போது அலக்நந்தாவின் அளவு (சுமார் 1.5 ஆர்க்விநாடிகள்) மிகவும் சிறியதாக, அதாவது ஒரு ரூபாய் நாணயத்தை 3 கிமீ தொலைவில் இருந்து உற்று நோக்கினால் எவ்வாறு தெரியுமோ அந்த அளவுக்குச் சிறியதாக உள்ளது.

சூரியனைவிட 10 பில்லியன் மடங்கு நிறை கொண்ட கேலக்ஸி

அலக்நந்தா மிகவும் ஈர்க்கக்கூடிய அண்டப் பொருள் என்பதை இந்த ஆய்வுக் குழுவினர் கண்டுபிடித்துள்ளனர். இந்த கேலக்ஸி அதன் நட்சத்திரங்களில் சூரியனின் நிறையைவிட 10 பில்லியன் மடங்கு அதிக நிறையைக் கொண்டுள்ளது. மேலும் தொடர்ந்து ஆண்டு ஒன்றுக்கு 63 என்கிற கணக்கில் புதிய நட்சத்திரங்களை உருவாக்கி வருகிறது. நமது பால்வெளி மண்டலத்தில் நட்சத்திரங்கள் உருவாகும் வேகத்தைவிட 20 - 30 மடங்கு அதிக வேகத்தில் அங்கு நட்சத்திரங்கள் உருவாகின்றன.

அதன் சுருள் வடிவிலான அமைப்புதான் அலக்நந்தாவின் பிரமிப்பூட்டும் அம்சம். இந்த கேலக்ஸி, அதன் நடுவே உள்ள மிகவும் பிரகாசமான ஒளி அமைப்பைச் சுற்றி இரு தேர்ந்த சுருள் வடிவிலான கைகள் போன்ற அமைப்பைக் காட்சிப்படுத்துகிறது. இதன் குறுக்களவு 30,000 ஒளி ஆண்டுகளாக உள்ளது.

அலக்நந்தா தெற்கு ஸ்கல்ப்டர் விண்மீன் தொகுப்பில் காணப்படுகிறது. இதே பகுதியில்தான் அபெல் 2744 அல்லது "பண்டோரா'ஸ் க்ளஸ்டர்" என அழைக்கப்படும் மிகப்பெரிய கேலக்ஸி தொகுப்பு அமைந்துள்ளது. இந்த கேலக்ஸி மிகவும் தொலைவில் உள்ளது, ஆனால் இந்தத் தொகுப்பின் வலுவான ஈர்ப்பு விசை அதன் ஒளியை வளைத்துப் பெரிதாக்குகிறது. இது வானியலாளர்கள் தெளிவாகக் காண்பதற்கு உதவுகிறது.

கங்கை நதியின் முக்கியமான இரு நீரோடைகளில் ஒன்றாக இருக்கும் இமயமலை நதியின் பெயரான அலக்நந்தாவை ஆய்வாளர்கள் இதற்குச் சூட்டியுள்ளனர்.

இதன் பெயர்க் காரணத்தை விளக்கிய ராஷி ஜெயின், "அலக்நந்தா மந்தாகினி நதியின் இணை நதியாக இருக்கிறது. மந்தாகினி என்பது பால்வெளி மண்டலத்தின் ஹிந்தி பெயர். அதனால்தான் இந்தத் தொலைதூர சுருள் வடிவிலான கேலக்ஸிக்கு அலக்நந்தா நதியின் பெயரைச் சூட்டுவது சரியாக இருக்கும் என நினைத்தோம்" என்றார்.

விண்வெளிக் கோட்பாடுகளை மாற்றியமைக்கும் கண்டுபிடிப்பு

ஜேம்ஸ் வெப் விண்வெளி தொலைநோக்கி மூலம் ஆய்வு செய்யப்படுவதற்கு முன்பாக பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்பக் காலத்தில் இருந்த கேலக்ஸிகள் சிக்கலானதாகவும் தடிமனாகவும் இருந்திருக்கும் என வானியலாளர்கள் நம்பியிருந்தனர். ஏனெனில் நிலையான சுருள் வடிவிலான அமைப்புகள் பிரபஞ்சம் பல பில்லியன் ஆண்டுகள் வயதான பிறகுதான் உருவானதாக நம்பப்பட்டது.

ஆரம்பக் கால கேலக்ஸிகள் "சூடாக" கொந்தளிப்பான நிலையில் இருந்ததாகவே பிரதானமான வானியல் கோட்பாடுகள் கூறுகின்றன. இதனால் வெப்பம் தணிந்து குளிர்வதற்கும் சுருள் வடிவங்களைப் பராமரிக்கக்கூடிய திறன் உள்ள, நன்றாக உருவான சுழற்சி வடிவிலான தகடுகள் உருவாவதற்கும் நேரம் தேவைப்படும் என அந்தக் கோட்பாடுகளின்படி நம்பப்பட்டது.

ஆனால் அலக்நந்தா வேறொரு கதையைச் சொல்வதாகக் கூறுகிறார் வடடேகர். "இந்த கேலக்ஸி சில நூறு மில்லியன் ஆண்டுகளில் 10 பில்லியன் சூரிய நிறை கொண்ட நட்சத்திரங்கள் மற்றும் சுருள் வடிவிலான கரங்களைக் கொண்ட பெரிய தகடு ஒன்றையும் ஒருசேர ஒருங்கிணைக்க வேண்டியிருந்தது. பிரபஞ்ச கணக்குகளின்படி இது மிகவும் வேகமானது" என்று தெரிவித்தார்.

அலக்நந்தாவின் கண்டுபிடிப்பு ஆரம்பக்கால பிரபஞ்சம் முன்பு நினைத்ததைவிட மிகவும் பக்குவப்பட்டதாக இருந்தது என்பதைத் தொடர்ந்து நிரூபிக்கும் ஆதாரங்களின் (ஜேம்ஸ் வெப் விண்வெளி தொலைநோக்கி வழங்கி வரும்) வரிசையில் இணைகிறது. சுருள் வடிவிலான கரங்களைக் கொண்ட டிஸ்க் கேலக்ஸியின் சிறந்த உதாரணமாக அலக்நந்தா உள்ளது.

பிரபஞ்ச தோற்றத்திற்கு நெருக்கமான கேலக்ஸிகள்

கேலக்ஸிகள் என்பவை நட்சத்திரங்கள், கிரகங்கள், வாயு, தூசி ஆகியவை ஈர்ப்பு விசையினால் ஒன்றாகப் பிணைக்கப்பட்டிருக்கும் பிரமாண்ட அமைப்பாகும். இவை சில ஆயிரம் நட்சத்திரங்களில் இருந்து சில டிரில்லியன் நட்சத்திரங்கள் வரை கொண்டிருக்கும். இவை சுருள் வடிவிலும், நீள்வட்டத்திலும் ஒழுங்கில்லாத வடிவங்களிலும் இருக்கின்றன.

பெரும்பாலான கேலக்ஸிகள் 10-13.6 பில்லியன் ஆண்டுகள் பழமையானவை, கிட்டத்தட்ட பிரபஞ்சத்தின் வயதுக்கு நிகரானவை. இத்தகைய பரந்து விரிந்த பிரபஞ்ச காலக்கோட்டிற்கு மத்தியில் பிரபஞ்சத்தின் இளமைக் காலத்தில் உருவான தேர்ந்த சுருள் வடிவிலான கேலக்ஸியான அலக்நந்தாவின் கண்டுபிடிப்பு குறிப்பிட்டத்தக்க ஒன்றுதான்.

வானியலாளர்கள் இரு சாத்தியங்களை ஆராய்கின்றனர். முதல் கோட்பாட்டின்படி கேலக்டிக் டிஸ்கின் (galactic disk) ஊடாகப் பயணிக்கும் அடர்த்தி அலைகள் (density waves) இந்த சுருள் வடிவத்தை உருவாக்கி பராமரித்திருக்கலாம் என நம்பப்படுகிறது. இந்த நடைமுறை பொதுவாக சுமூகமான வாயு திரட்சி மூலம் படிப்படியாக வளரும் அமைதியான, குளிர்ந்த டிஸ்குகளில் காணப்படுகிறது.

இரண்டாவது கோட்பாட்டின்படி, சிறிய அண்டைய கேலக்ஸிகளில் இருந்து வரும் அலை இடையூறுகளால் சுருள் அமைப்புகள் உருவாகலாம். ஆனால் இத்தகைய சிறிய கரம் போன்ற அமைப்புகள் குறுகிய காலம் மட்டுமே இருக்கக்கூடியவை.

அலக்நந்தாவை புதிரானதாக ஆக்கும் மற்றுமொரு விஷயம் உள்ளது. அதன் மையக்கரு மிகப் பெரியதாகவோ, பிரகாசமாகவோ இல்லை. இது இந்த கேலக்ஸி பிற கேலக்ஸிகளுடன் ஏற்படும் மோதல்கள் மூலம் உருவாவதற்குப் பதிலாக, மெதுவாகவும் அமைதியாகவும் வளர்ச்சி அடைந்திருக்கலாம் என்பதை விஞ்ஞானிகளுக்குக் காட்டுகிறது.

உண்மையான சவால் என்ன?

அலக்நந்தா அதன் நட்சத்திரங்களை 600 மில்லியன் ஒளி ஆண்டுகளில் உருவாக்கியுள்ளது. ஆனால் சுமூகமான திரட்சி மூலம், அதிக அளவிலான தொலைவு கொண்ட சுருள் வடிவிலான கரம் போன்ற அமைப்புகள் உருவாவதற்குப் பொதுவாக ஒரு பில்லியன் ஆண்டுகள் ஆகும்.

இந்தப் பொருந்தாத தன்மைதான், கேலக்ஸிகளில் சுருள் வடிவிலான கரம் போன்ற அமைப்புகள் உருவாவது பற்றி நீண்ட காலமாக நம்பப்பட்டு வரும் கோட்பாடுகளை மறு ஆய்வு செய்ய வானியலாளர்களைத் தூண்டுகிறது.

அலக்நந்தாவின் பண்புகளை ஆராய, மிகவும் நவீனமான ஸ்பெக்ட்ரல் எனர்ஜி டிஸ்ட்ரிபியூஷன் மாடலிங்கை இந்தக் குழுவினர் பயன்படுத்தியுள்ளனர். இந்த கேலக்ஸி கணிசமான அளவில் தூசுகளையும் நிறை அளவில் 199 மில்லியன் ஆண்டுகள் வயதையும் கொண்டிருப்பது அவர்களின் கண்டுபிடிப்பில் தெரிய வந்துள்ளது.

எளிமையாகக் கூற வேண்டுமெனில் அலக்நந்தாவின் நட்சத்திரங்களில் பாதி நாம் அவற்றை அவதானித்துக் கொண்டிருக்கும் 200 மில்லியன் ஆண்டுகள் காலகட்டத்திற்குள் உருவாகியுள்ளன. இந்தக் காலகட்டத்தில் பிரபஞ்சத்திற்கே 1.5 பில்லியன் ஆண்டுகள்தான் வயதாகியிருந்தது.

அலக்நந்தா அவிழ்க்கும் விண்வெளி முடிச்சுகள் என்ன?

அலக்நந்தாவின் தூரம் துல்லியமாகக் கணக்கிடப்பட்டுள்ளது என்றும் அதன் உட்புற அமைப்பு இன்னும் ஆழமாக ஆராயப்பட வேண்டும் எனவும் விஞ்ஞானிகள் தெரிவிக்கின்றனர்.

ஜேம்ஸ் வெப் தொலைநோக்கி அல்லது அல்மா விண்வெளி கண்காணிப்பகம் மூலம் மேற்கொள்ளப்படும் எதிர்கால அவதானிப்புகள் இந்த இளம் கேலக்ஸி எவ்வாறு நடந்து கொள்கிறது என்பதை வெளிப்படுத்தும் என ஆய்வாளர்கள் ராஷி ஜெயின் மற்றும் யோகேஷ் வடடேகர் சுட்டிக் காட்டுகின்றனர்.

இந்த அதி நவீன கருவிகள் கேலக்ஸியின் டிஸ்க் எவ்வளவு வேகத்தில் சூழல்கிறது, சுருள் வடிவிலான கரம் போன்ற அமைப்பு உருவாவதற்கு உகந்த அமைதியான மற்றும் ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட இயக்கம் கொண்ட குளிர்ந்த டிஸ்க்-ஆக உள்ளதா அல்லது குழப்பமான மற்றும் வேகமாகச் சுழலும் நட்சத்திரங்களைக் கொண்ட "சூடான" டிஸ்க்-ஆக உள்ளதா என்பன போன்றவற்றைக் கணக்கிட முடியும்.

"அலக்நந்தாவின் டிஸ்குகள் குளிராக உள்ளதா அல்லது சூடாக உள்ளதா என்பதை அறிவது அதன் சுருள் வடிவிலான கரம் போன்ற அமைப்பு எவ்வாறு உருவானது என்பதைக் கூறும்," என்கிறார் வடடேகர்.

"இவை மேலும் பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்பக் காலத்தில் இந்த கேலக்ஸிகள் வித்தியாசமான பரிணாமப் பாதையைப் பின்பற்றியதா என்பதையும் காட்டும்," என்று அவர் தெரிவித்தார்.

அலக்நந்தாவின் மற்றும் இதர ஆரம்பக் கால சுருள் வடிவிலான கேலக்ஸிகளின் கண்டுபிடிப்பு, கேலக்ஸிகள் எவ்வாறு பரிணாமம் அடைகின்றன என்பதற்குரிய நமது நடப்பு காலக்கோடு மாற்றி அமைக்கப்பட வேண்டும் என்பதைப் பரிந்துரைக்கிறது.

- இது, பிபிசிக்காக கலெக்டிவ் நியூஸ்ரூம் வெளியீடு