அறிவியல் அதிசயம்: பால்வெளி மண்டலத்தின் நடுவில் பிரமாண்ட கருந்துளை – வியப்பூட்டும் உண்மைகள்

மேலே இருக்கும் படத்தில் இருப்பது நமது நட்சத்திரக் கூட்டமான பால்வெளி மண்டலத்தின் மையத்திலுள்ள பிரமாண்டமான கருந்துளை. பால்வெளி மண்டலத்தின் மையத்தில் அமைந்திருக்கும் மாநிறை கருந்துளையின் (மிகவும் பிரமாண்டமான) ஒளிப்படம் முதல்முறையாகப் பதிவு செய்யப்பட்டுள்ளது.

சாகிட்டாரியஸ் ஏ, என்றழைக்கப்படும் இந்த கருந்துளை, நம் சூரியனைவிட 40 லட்சம் மடங்கு பெரியது.

அபரிமிதமான ஈர்ப்பு விசையால் துரிதப்படுத்தப்பட்ட, அதிவெப்பமான வாயுவில் இருந்து வரும் ஒளியால் சுழப்பட்டு, மையத்தில் இருக்கும் இருண்ட பகுதிதான் அந்த பிரமாண்ட கருந்துளை.

அந்த வளையம், சூரிய மண்டலத்தின் பெருநட்சத்திரமான சூரியனைச் சுற்றி வர புதன் கிரகம் எடுத்துக் கொள்ளும் தூரத்தின் அளவைப் போன்றது. அதாவது, சுமார் 60 மில்லியன் கிலோமீட்டர் தொலைவு.

அதிர்ஷ்டவசமாக இந்த ராட்சத கருந்துளை, சுமார் 26,000 ஒளியாண்டுகள் (ஓராண்டில் ஒளி பயணிக்கக்கூடிய தொலைவு= 9.4607 × 1012கி.மீ) தொலைவில் உள்ளதால், நமக்கு எந்த ஆபத்தும் ஏற்பட வாய்ப்பில்லை.

இந்த ஒளிப்படத்தை ஈவென்ட் ஹொரைசான் டெலஸ்கோப் (Event Horizon Telescope, EHT) கூட்டமைப்பு என்ற சர்வதேச குழு எடுத்துள்ளது.

மெஸ்ஸியர் 87 அல்லது எம்87 எனப்படும் மற்றொரு நட்சத்திரக் கூட்டத்தின் மையத்தில் உள்ள மாபெரும் கருந்துளையின் படத்தை 2019-இல் இந்தக் கூட்டமைப்பு வெளியிட்டது. அதைத் தொடர்ந்து, இது அவர்கள் வெளியிட்டுள்ள இரண்டாவது கருந்துளையின் ஒளிப்படம். பால்வெளி மண்டலத்தின் மையத்திலுள்ள இந்த கருந்துளை, நம் சூரியனைவிட 6.5 பில்லியன் மடங்கு பெரியது.

"இந்தப் புதிய படம் தனித்துவமானது. ஏனெனில், இது நட்சத்திர மண்டலத்தின் மாநிறை கருந்துளை (மிகவும் அடர்த்தியான மற்றும் பிரமாண்டமான கருந்துளை)" என்று ஈ.எச்.டி திட்டத்தின் பின்னணியிலுள்ள ஐரோப்பிய முன்னோடிகளில் ஒருவரான பேராசிரியர் ஹெய்னோ ஃபால்கே கூறினார்.

"மேலும், கருந்துளைகள் பற்றியும் அவை எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதைப் பற்றியும் நாம் புரிந்து கொள்ள, இந்த மாநிறை கருந்துளை உதவும். ஏனெனில், இது நம் பால்வெளி மண்டலத்திலேயே இருப்பதால், இதை நாம் நுணுக்கமாகக் கவனிக்கிறோம்," என்று ரேட்போட் பல்கலைக்கழகத்தின் ஜெர்மன்-டச்சு விஞ்ஞானி நிஜ்மேகன் பிபிசியிடம் தெரிவித்தார்.

கருந்துளை என்றால் என்ன?

சிறப்பான திறன்களின் உதவியோடு மேற்கொள்ளப்பட்ட தொழில்நுட்ப சுற்றுலா தான் இந்த மாநிறை கருந்துளையின் ஒளிப்படம்.

பூமியிலிருந்து 26,000 ஒளியாண்டுகள் தொலைவில், சாகிட்டாரியஸ் ஏ* அல்லது எஸ்ஜிஆர் ஏ*, வானத்தில் ஒரு சிறு முள் குச்சியைப் போல இருக்கும். அத்தகைய தொலைவிலுள்ள இலக்கைக் கண்டறிவதற்கு, அபரிமிதமான தெளிவு அவசியம்.

இதில், ஈ.எச்.டி மிக நீண்ட அடிப்படை வரிசையிலான குறுக்கீட்டு ஒளி அளவியல் (very long baseline array interferometry, VLBI) எனப்படும் ஒரு நுட்பத்தை பயன்படுத்தியுள்ளது. அடிப்படையில், இது நம் கிரகத்தின் அளவை ஒத்த தொலைநோக்கியைப் பிரபதிபலிக்கக்கூடிய வகையிலான எட்டு பரந்த இடைவெளி கொண்ட ரேடியோ உணர்கொம்புகளின் வலையமைப்பை ஒருங்கிணைக்கிறது.

இந்த ஏற்பாடு, ஈ.எச்.டி கூட்டமைப்பிற்கு வானத்தில் நுண்வில்நொடிகளில் (microarcseconds) அளவிட உதவுகிறது. சந்திரனின் மேற்பரப்பில் இருக்கக்கூடிய ஒரு மிகச் சிறிய பொருளைப் பார்ப்பது போன்ற கூர்மையை இதன்மூலம் பதிவு செய்யப்படும் ஒளிப்படம் கொடுக்கும் என ஈ.எச்.டி குழு உறுப்பினர்கள் கூறுகிறார்கள்.

கருந்துளையின் நிறை, அதன் அகந்திரள் வளிமவட்டு அல்லது உமிழ்வு வளையத்தின் அளவை தீர்மானிக்கிறது. பிராகசமான பகுதியின் மையத்தில் துளை அமைந்துள்ளது. அதன் "மேற்பரப்பு" ஈவென்ட் ஹொரைசான் என அழைக்கப்படுகிறது. அதனுள்ளே ஒளிக்கதிர் கூட தன்னைத் தானே வளைத்துக் கொள்ளும். அகந்திரள் வட்டில் உள்ள பிரகாசமான பகுதிகள், ஒளி நம்மை நோக்கி நகரும்போது ஆற்றலைப் பெறுகிறது.

அப்போதும் கூட, பல பெட்டாபைட்களுக்குச் (ஒரு பெட்டாபைட்=ஒரு மில்லியன் ஜிகாபைட்கள்) சேகரிக்கப்பட்டிருக்கும் தரவுகளில் இருந்து ஓர் ஒளிப்படத்தை உருவாக்க, அணுக் கடிகாரங்கள், ஸ்மார்ட் அல்காரிதம்கள் மற்றும் எண்ணற்ற சூப்பர் கம்ப்யூட்டிங் தேவைப்படுகிறது.

கருந்துளை வளையும் விதம், ஒளி என்பது "நிழலை" தவிர வேறு எதையும் பார்க்க முடியாது எனக் காட்டுகிறது. ஆனால், அந்த இருளைச் சுற்றி அகந்திரள் வளிமவட்டு(accretion disc) எனப்படும் வடிவத்தில் வட்டமாகப் பருப்பொருள் பரவியுள்ளது.

இந்தப் புதிய ஒளிப்படத்தை எம்87 நட்சத்திரக் கூட்டத்தின் கருந்துளையின் முந்தைய படத்துடன் ஒப்பிட்டுப் பார்த்தால், ஒரே மாதிரியாகத் தெரியலாம். ஆனால், முக்கியமான வேறுபாடுகள் உள்ளன.

"சாகிட்டாரியஸ் ஏ* ஆயிரம் மடங்கு சிறிய கருந்துளை. அதன் வளைய அமைப்பு ஆயிரம் மடங்கு வேகமான கால அளவுகளில் மாறுகிறது. இது மிகவும் ஆற்றல் வாய்ந்தது. வளையத்தில் நீங்கள் காணும் முக்கியப் பகுதிகள் நாளுக்கு நாள் நகர்ந்து கொண்டேயிருக்கும்," என்று லண்டன் பல்கலைக்கழக கல்லூரியைச் சேர்ந்த குழுவின் உறுப்பினரான முனைவர்.ஸிரி யௌன்சி விளக்கினார்.

நமது நட்சத்திர மண்டலத்தின் மையத்திற்குச் சென்று, ரேடியோ அலைவரிசைகளின் உணர்திறன் கொண்ட கண்களால் அந்தக் காட்சியைப் பார்க்க முடிந்தால், என்ன பார்க்க முடியும் என்பதை இந்தக் குழு உருவாக்கியுள்ள உருவகப்படுத்தல்களின் மூலம் தெளிவாகத் தெரிந்துகொள்ள முடிகிறது.

கருந்துளையின் வளையத்தில் உள்ள அதி-வெப்பமான வாயு, கருந்துளையைச் சுற்றி ஒளி-வேகத்தின் கணிசமான அளவிலேயே (விநாடிக்கு 300,000 கிமீ) பயணிக்கிறது. பிரகாசமான பகுதிகள் என்பது பருப்பொருள் நம்மை நோக்கி நகரும் அதன் ஒளி உமிழ்வு ஆற்றலுடன் இருக்கும் பகுதிகளாக இருக்கலாம்.

சாகிட்டாரியஸ் ஏ*-க்கு அருகில் நடக்கும் இந்த விரைவான மாற்றங்கள் எம்87-ன் ஒளிப்படத்தை உருவாக்க ஆன நேரத்தைவிட அதிகமான நேரம் ஆனதற்கான காரணங்களில் ஒன்று. இதில் கிடைக்கும் தரவுகளை விளக்குவது கடினமான சவாலாக இருந்தது.

இரண்டு கருந்துளைகளுக்கான தொலைநோக்கியின் அவதானிப்புகள், உண்மையில் 2017-ஆம் ஆண்டின் முற்பகுதியில் ஒரே காலகட்டத்தில் பெறப்பட்டன. ஆனால், எம்87 அளவில் பெரியதாகவும் 55 ஒளியாண்டுகள் தொலைவில் நிலையானதாகவும் தெரிகிறது.

கருந்துளைகளை விவரிக்க நாம் இப்போது பயன்படுத்தும் இயற்பியலைச் சோதிக்க விஞ்ஞானிகள் ஏற்கெனவே புதிய ஒளிப்படத்தில் கிடைத்த அளவீடுகளை வரிசைப்படுத்தத் தொடங்கியுள்ளனர். இதுவரை, அவர்கள் கவனித்தது, ஐன்ஸ்டீன் தனது ஈர்ப்பு விசை கோட்பாடு மற்றும் பொது சார்பியல் கோட்பாட்டில் நிர்ணயித்த சமன்பாடுகளுடன் முற்றிலும் ஒத்துப் போகிறது.

நட்சத்திர மண்டலத்தின் மையத்தில் ஒரு மிகப்பெரிய கருந்துளை இருப்பதாக பல்லாண்டுக் காலமாக சந்தேகிக்கிறோம். விநாடிக்கு 24,000கிமீ வேகத்தில் விண்வெளியில் அருகிலுள்ள நட்சத்திரங்களை விரைவுபடுத்தக்கூடிய ஈர்ப்பு விசையை வேறு எது உருவாக்க முடியும்? இதற்குச் சான்றாக, சூரியன் பால்வெளி மண்டலத்தைச் சுற்றி நொடிக்கு 230கிமீ வேகத்தில் நகர்வதைக் கூறலாம்.

'கடவுள் துகள்கள்' என்றால் என்ன? அப்பெயரை விஞ்ஞானிகள் தவிர்ப்பது ஏன்?

பால்வெளி மண்டலத்தில் விசித்திரமான சுழலும் பொருளை கண்டறிந்த மாணவர்: என்ன சிறப்பு?

ஆனால், சுவாரஸ்யமாக, நோபல் பரிசு குழுவின் இயற்பியல் விருது, வானியல் ஆய்வாளர்களான ரெய்ன்ஹார்ட் ஜென்ஸெல் மற்றும் ஆண்ட்ரியா கெஸ் ஆகியோருக்கு 2020-இல் வழங்கப்பட்டது. அவர்களை நோபல் பரிசு வாங்க வைத்த சாகிட்டாரியஸ் ஏ* குறித்த ஆய்வில் "பிரமாண்டமான கச்சிதமான பொருள்" என்றே மேற்கோள் காட்டப்பட்டது.

வேறு ஏதேனும் கவர்ச்சியான நிகழ்வுகள் இதற்கான விளக்கமாக மாறாதவரை, இதுவே சரியானதாக இருக்க முடியும் எனக் கூறப்பட்டது.

அதில், இப்போது எந்த சந்தேகமும் இருக்க முடியாது.

இந்த ஆகஸ்டில், ஜேம்ஸ் வெப் எனப்படும் புதிய சூப்பர் ஸ்பேஸ் தொலைநோக்கி, சாகிட்டாரிய்ஸ் ஏ* மீது அதன் பார்வையைத் திருப்பும். 10 பில்லியன் டாலர் மதிப்பிலான ஆய்வகமானது, கருந்துளை மற்றும் அதன் திரட்சி வளையத்தின் ஒளிப்படத்தை நேரடியாகப் பதிவு செய்யும் அளவுக்கு தெளிவைக் கொண்டிருக்காது. ஆனால், கருந்துளையைச் சுற்றியுள்ள சூழலை அதன் அபாரமான உணர்திறன் மிக்க அகச்சிவப்பு கருவிகள் மூலம் ஆய்வு செய்வதற்கு இது புதிய திறனைக் கொண்டுவரும்.

இதன்மூலம், கருந்துளையைச் சுற்றித் திரியும் நூற்றுக்கணக்கான நட்சத்திரங்களின் செயல்பாடு மற்றும் இயற்பியலை வானியலாளர்கள் விரிவாக ஆய்வு செய்வார்கள். இந்தப் பகுதியில் சில நட்சத்திரங்களின் அளவிலான கருந்துளைகள் உள்ளனவா என்றும் கண்ணுக்குத் தெரியாத அல்லது இருண்டு, பருப்பொருளின் செறிவூட்டப்பட்ட தொகுதிகள் இருப்பதற்கான ஆதாரங்களையும் அவர்கள் தேடுவார்கள்.

"ஒவ்வொரு முறையும் நாம் பேரண்டத்தின் தெளிவான படத்தை எடுக்கக்கூடிய ஒரு புதிய வசதியைப் பெறுகிறோம். அதை நட்சத்திர மண்டலத்தின் மையத்தில் பயன்படுத்த எங்களால் முடிந்த அனைத்தையும் செய்கிறோம். அதோடு தவிர்க்க முடியாத வகையில் அற்புதமான ஒன்றையும் கற்றுக் கொள்கிறோம்," என்று ஜேம்ஸ் வெப் முன்னெடுப்பிற்கு தலைமை தாங்கும், கலிஃபோர்னியா பல்கலைக்கழகத்தின் உதவி பேராசிரியர் முனைவர்.ஜெசிகா லூ இது குறித்துக் கூறினார்.

சமூக ஊடகங்களில் பிபிசி தமிழ்: