வாயு மேகத்தில் இருந்து பூமி போன்ற திடக்கோள் உருவாவது எப்படி? புதிரைத் தீர்க்கும் புதிய ஆய்வு

பட மூலாதாரம், ESO/L. Calçada/ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/M. McClure et al.

படக்குறிப்பு, இந்தப் படங்கள், HOPS-315 என்ற மழலை விண்மீனைச் சுற்றி சூடான வாயு எவ்வாறு திட கனிமங்களாக ஒடுங்குகிறது என்பதை விளக்குகின்றன. இடது பக்கத்திலுள்ள படம் ALMA ரேடியோ தொலைநோக்கி மூலம் எடுக்கப்பட்டது. திரள் வட்டில் சிலிக்கான் மோனாக்சைடு மூலக்கூறுகள் திட சிலிகேட்டுகளாக ஒடுங்குவதை சித்தரிக்கும் கற்பித்த படங்கள் இரண்டு உள்ளமைவுகளாக உள்ளன.எழுதியவர், முனைவர் த.வி.வெங்கடேஸ்வரன்பதவி, பிபிசி தமிழுக்காக10 நிமிடங்களுக்கு முன்னர்

மழலை விண்மீனைச் சுற்றி புதிய கோள்கள் பிறக்கும் தருணத்தை வானவியலாளர்கள் முதல் முறையாகப் படம் பிடித்துள்ளனர்

பூமி போன்ற கோள்கள் எங்கே, எப்படி உருவாகின்றன என்ற புதிருக்கு விடை அளிக்கும் வகையில், புதிதாகப் பிறந்த மழலை விண்மீனைச் சுற்றி சுழலும் வாயு நிலையில் உள்ள திரள்வட்டில் முதன் முதலாக திடத் துகள்கள் உருவாகும் அந்தக் கணத்தை வானியலாளர்கள் படம் பிடித்துள்ளனர்.

ALMA (அட்டாகாமா லார்ஜ் மில்லிமீட்டர்/சப்மில்லிமீட்டர் அரே) ரேடியோ தொலைநோக்கி மற்றும் ஜேம்ஸ் வெப் விண்வெளி தொலைநோக்கி (JWST) ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி, 1,300 ஒளி ஆண்டுகள் தொலைவில் உள்ள HOPS-315 என்ற மழலை விண்மீனைச் சுற்றி கனிமத் துகள்கள் திடப்பட்டு தூசாக உருவாகும் நிகழ்வை ஒரு சர்வதேச ஆய்வுக்குழு கண்டறிந்துள்ளது.

கோள் உருவாக்கத்தின் முக்கியமான தருணம்

படக்குறிப்பு, ஜேம்ஸ் வெப் விண்வெளி தொலைநோக்கியின் மாதிரிதாவர வளர்ச்சியில் விதை சூல் கொள்வது முக்கிய கட்டம் என்றால், அதுபோலக் கோள்கள் உருவாக்கத்தில் சிலிக்கான் மோனாக்சைடு திட துகளாக மாறுவதே கோள் சூல் கொள்ளும் நிகழ்வாகும். எனவேதான் HOPS-315 மழலை விண்மீனைச் சுற்றியுள்ள திரள்வட்டில் முதன் முறையாகத் திட நிலையில் சிலிக்கான் மோனாக்சைடு உருவாவதைப் படம் பிடித்த இந்த ஆய்வு, வானவியல் துறையில் பெரும் பரபரப்பை ஏற்படுத்தியுள்ளது.

“முதல் முறையாக, நம் சூரியனைத் தவிர வேறு ஒரு விண்மீனைச் சுற்றி கோள் உருவாக்கம் தொடங்கும் ஆரம்ப கட்டத்தைக் கண்டறிந்துள்ளோம்” என்கிறார் நெதர்லாந்தின் லெய்டன் பல்கலைக்கழகத்தின் பேராசிரியரும் இந்த ஆய்வின் தலைவருமான மெலிசா மெக்லூர். இந்த ஆய்வு சமீபத்தில் நேச்சர் இதழில் வெளியிடப்பட்டது.

Skip அதிகம் படிக்கப்பட்டது and continue reading

அதிகம் படிக்கப்பட்டது

End of அதிகம் படிக்கப்பட்டது

கோள்கள் திரட்சி பெறுவது எவ்வாறு?

ஒரு பாரிய வாயு மற்றும் தூசி மேகம் அதன் சொந்த ஈர்ப்பு விசையின் கீழ் சுருங்கும்போது, HOPS-315 போன்ற மழலை விண்மீன் பிறப்பெடுக்கிறது. சுருங்கிய வாயு மேகத்தின் மையத்தில் மீ அழுத்தம் மற்றும் மீ வெப்பம் ஏற்பட்டு, ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் தம்முள் பிணையும். இதுவே கருப்பிணைவு நிகழ்வு. இதன் தொடர்ச்சியாக விண்மீன் ஒளிரத் தொடங்குகிறது. இதுவே விண்மீனின் மழலை நிலை.

இவ்வாறு புதிதாக உருவாகும் விண்மீனைச் சுற்றி, விண்மீன் உருவாக்கத்தில் எஞ்சிய வாயு, தூசி, பனி முதலியவை சனிக்கோளின் வளையம்போல இளம் பருவ மழலை விண்மீனைச் சுற்றி வட்டு போன்ற அமைப்பாகச் சுழலும். இதனைக் கோள் உருவாக்கத் திரள்வட்டு (புரோட்டோபிளானட்டரி டிஸ்க்) என்பார்கள். தயிர் கடையும்போது வெண்ணை திரள்வது போல, இந்த வட்டின் சுழற்சியில் பொருள்கள் திரண்டு கோள்கள் உருவெடுக்கும். கோள்கள் சூல் கொண்டு வளரும் கருப்பைதான் இந்தத் திரள்வட்டு.

திடத் துகள்களின் தோற்றம்

பட மூலாதாரம், NASA/NASA/AFP via Getty Images

படக்குறிப்பு, பூமி போன்ற கோள்கள் எங்கே, எப்படி உருவாகின்றன என்ற புதிருக்கு விடை அளிக்கும் வகையில் புதிய ஆய்வு ஒன்று மேற்கொள்ளப்பட்டு வருகிறதுதொடக்கத்தில் திரள்வட்டின் வெப்பம் மிகக் கூடுதலாக இருக்கும்; எனவே எல்லா மூலக்கூறுகளும் வாயு நிலையிலேயே இருக்கும். காலப்போக்கில் வெப்ப நிலை குறையும்போது, வெவ்வேறு மூலக்கூறுகள் அவற்றின் ஒடுக்க வெப்பநிலைக்கு ஏற்றவாறு ஒவ்வொன்றாக வாயு நிலையிலிருந்து திடநிலைக்கு மாறும். திடநிலைக்கு மாறிய மூலக்கூறுகள் நுண்துகள் வடிவில் சுற்றி வரும்.

காலப்போக்கில் நுண்துகள்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று ஒட்டிப் பிணையத் தொடங்கும். குறிப்பாகச் சிலிக்கான் மோனாக்சைடு (SiO) பொருள் படிகமாகத் திடப்படும்போது கோள்கள் சூல் கொள்ளும். ஆயிரம் ஆயிரம் செங்கல் அடுக்கி வீடு எழும்புவது போல, பல கோடி கோடி நுண்துகள்கள் பிணைந்து கோள்களின் முன்னோடிகளான கோள்கரு (பிளானட்டிசிமல்கள்) உருவாகும். இவை சில கிலோமீட்டர் முதல் நூறு கிலோமீட்டர் பருமன் கொண்டிருக்கும்.

கோள்கருக்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று மோதிப் பிணைந்து பெரிதாகி, பூமி போன்ற திடக் கோள்களாகவும், வியாழன் போன்ற மீப்பெரும் உரு கொண்ட வாயுக் கோள்களின் பாறை மையங்களாகவும் உருவாகும். கோள்கருக்கள் பிணைந்து கோள்களாக வளரும், இல்லையேல் சிறு கோள்களாகவோ அல்லது விண்பாறைகளாகவோ மைய விண்மீனைச் சுற்றி வலம் வரும்.

நமது சூரிய மண்டலம் உருவானபோது, பூமியின் சுற்றுப்பாதைக்கு அருகில் முதலில் குளிர்ந்து திடப்படுத்தப்பட்ட துகள்கள் சிலிக்கான் மோனாக்சைடு (SiO) கொண்ட கனிமங்களாக இருந்தன. இந்தத் திடத் துகள்கள் ஒன்றாகச் சேர்ந்து நுண் மணல் போன்ற சிறு திடப் பொருள்களாக மாறின. சிலிக்கான் மோனாக்சைடு SiO-செறிவுள்ள இவற்றில் சில, பழங்கால விண்கற்களில் சிக்கிக்கொண்டு, இன்றும் சூரிய மண்டலத்தின் பரிணாம வளர்ச்சிக்குச் சாட்சியாக உள்ளன. இந்த விண்கற்களை ஆய்வு செய்து விஞ்ஞானிகள், சூரிய மண்டல வரலாற்றில் முதல் திடத் துகள்கள் எப்போது உருவாகின என்பதைக் கண்டறிகிறார்கள்.

திரள்வட்டு ஆய்வு

JWST மற்றும் ALMA ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி, வெப்பமான வாயு நிலையிலும் குளிர்ந்து படிந்த திடநிலை படிகமாகவும் சிலிக்கான் மோனாக்சைடு (SiO) பொருளை HOPS-315 ஐச் சுற்றியுள்ள திரள்வட்டில் கண்டறிந்தனர். படிக நிலையில் திடப்பட்ட இந்த நுண்துகள்களே, சிறு துளி பெருவெள்ளம் என்பது போல, காலப்போக்கில் மீப்பெரும் உருவம் கொண்ட கோள்களாகப் பரிணமிக்கும். இந்த ஆய்வு மூலம், கோள் உருவாக்கக் கட்டத்தில் கோள்களின் அடிப்படைக் கட்டமைப்புகளான சிலிக்கான் செறிவான திடத் துகள்கள் எவ்வாறு தோன்றுகின்றன என்பதைக் கண்டறிய முடிந்துள்ளது.

JWST இன் அகச்சிவப்பு தொலைநோக்கியைப் பயன்படுத்தி, ஆய்வுக்குழுவினர் திரள்வட்டில் என்னென்ன வேதி மூலக்கூறுகள் உள்ளன என இனம் கண்டார்கள். ஒவ்வொரு மூலக்கூறும் அவற்றின் வேதியியல் பண்புகளின் அடிப்படையில் குறிப்பிட்ட அகச்சிவப்பு அலைநீளங்களை உறிஞ்சும். நிறமாலையில் அந்தக் குறிப்பிட்ட அலைநீளம் ஒளிராமல் கருமைக் கோடு போல இருந்தால், அந்த மூலக்கூறு உள்ளது என முடிவுக்கு வரமுடியும். நிறமாலைக் கோடுகள் கைரேகை போல; ஒவ்வொரு கருமைக் கோட்டைப் பரிசோதித்து என்னென்ன பொருள்கள் உள்ளன என அறியலாம்.

பட மூலாதாரம், NASA, ESA, CSA, and STScI via Getty Images

படக்குறிப்பு, விண்வெளி ஆராய்ச்சி (கோப்புப்படம்)HOPS-315 இன் திரள்வட்டில், வெப்ப நிலையில் சிலிக்கான் மோனாக்சைடு (SiO) மற்றும் படிக நிலையில் திடப்பட்ட சிலிக்கேட் கனிமங்களையும் கண்டறிய முடிந்தது. விண்மீனை நெருங்கிய திரள்வட்டு பகுதி சுமார் 1200K மீ வெப்பநிலையில் இருக்கும். இந்தப் பகுதியில் முதலில் சிலிக்கேட் துகள்கள் வாயுவாக மாறிவிடும். பின்னர், ஆவியான நீர் மேகத்தில் குளிர்ந்து நீர் திவலையாக மாறுவது போல, காலப்போக்கில் வெப்ப நிலை குறையும்போது குளிர்ந்து திட கனிமப் படிகமாக மாறும். வீடு கட்ட செங்கல் அடிப்படை; அதே போல இந்தத் திடத் துகள்கள்தான் கோள்கள் உருவாக்கத்தின் அடிப்படை.

“இந்தச் சூடான கனிமம்தான் திரள்வட்டில் திடப் பொருள்கள் உருவாகத் தொடங்குவதற்கான முதல் மூலப்பொருள்” என்கிறார் மெக்லூர்.

கோள் உருவாக்கத்தின் முக்கிய ஆதாரம்

திரள்வட்டில் என்னென்ன வேதியியல் பொருள்கள் உள்ளன என JWST இனம் கண்டது என்றால், திரள்வட்டில் எங்கே இவை செறிவாக உள்ளன என்பதை ALMA தொலைநோக்கி காட்டியது. திரள்வட்டின் வெவ்வேறு பகுதியில் எழும் சிலிக்கேட் கனிம சமிக்ஞைகளை இனம் கண்டு, அவற்றின் செறிவு பரவல் குறித்து விஞ்ஞானிகள் அறிந்துகொண்டனர். விண்மீனைச் சுற்றியுள்ள திரள்வட்டில் SiO வாயு சுமார் 10 கிமீ/வி வேகத்தில் நகர்கிறது என JWST கண்டறிந்தது.

குழாய் மூலம் நீர் பீய்ச்சி அடிப்பது போல, இளம் விண்மீன்களிலிருந்து பொருள்கள் ஜெட் போல வெளியேறும். இந்த ஜெட்களில் 10 மடங்கு வேகமாக நகரும் SiO வாயுவை ALMA கொண்டு இனம் கண்டனர். திரள்வட்டில்தான் ஜெட்கள் தோற்றம் பெறுகின்றன; எனினும் ஜெட்களில் உள்ள SiO வாயுவின் செறிவு திரள்வட்டில் இருந்ததை விடக் குறைவாக இருந்தது. இதன் பொருள், SiO வாயுவில் ஒரு பகுதி, நீராவி குளிர்ந்து நீர் திவலை ஆவது போல, திடத் தூசியாகக் குளிர்ச்சியடைந்துவிட்டது என்பதாகும்.

பட மூலாதாரம், Alan Dyer/VWPics/Universal Images Group via Getty Images

படக்குறிப்பு, விண்வெளி ஆராய்ச்சி (கோப்புப்படம்)சூரியனைச் சுற்றி சுழலும் குறுங்கோள்கள் உள்ள தொலைவுக்கு ஒத்த தொலைவில், இந்த HOPS-315 மழலை விண்மீனைச் சுற்றிலும் SiO கனிமத் திடத் துகள்கள் செறிவாக உள்ளது என முடிவுக்கு வந்தனர். மேலும், நமது சூரிய மண்டலத்தின் பழங்கால விண்கற்களில் காணப்படும் அதே கனிமங்களை ஆய்வாளர்கள் திரள்வட்டின் இதே பகுதியில் கண்டறிந்தனர்.

எதிர்பார்த்ததை விட ஜெட்களில் சிலிக்கான் மற்றும் இரும்பு வாயு குறைவாக இருந்தது. இதன் பொருள், கோள் உருவாக்கம் தொடங்கிவிட்டது; வளரும் கோள்கள்தான் சிலிக்கான், இரும்பு போன்ற பொருள்களை உறிஞ்சித் தன்னுள் சேர்த்துக்கொண்டுள்ளது என்பதைக் குறிக்கிறது. இவற்றின் தொடர்ச்சியாக, HOPS-315 இன் திரள்வட்டில் இந்தப் பகுதியில் பூமி போன்ற திடக் கோள்கள் உருவாகி வருகின்றன என்ற முடிவுக்கு வந்துள்ளனர்.

HOPS-315 இன் சிறப்பு

ஒரியன் விண்மீன் தொகுப்பில் புதிய விண்மீன்கள் உருவாகும் பகுதி உள்ளது. சுமார் 1,300 ஒளி ஆண்டுகள் தொலைவில் உள்ள இந்த மூலக்கூறு விண்முகில் பகுதியை ஸ்பிட்சர் விண்வெளி தொலைநோக்கியைப் பயன்படுத்தி ஆய்வு செய்தனர். ஹெர்ஸ்செல் ஒரியன் புரோட்டோஸ்டார் சர்வே (The Herschel Orion Protostar Survey- HOPS) என்பது இந்த ஆய்வின் பெயர். ஒரியன் விண்முகில் பகுதியில் சுமார் 410 இளம் விண்மீன்களை இந்தக் கணக்கெடுப்பு ஆய்வு இனம் கண்டது. விண்மீன் பிறந்து வளரும் பரிணாம வளர்ச்சியில் பல்வேறு இளம் கட்ட நிலையில் இருந்த இந்த விண்மீன்களில் ஒன்றுதான் HOPS-315.

இந்தக் கணக்கெடுப்பு ஆய்வின்போது, HOPS-315 நிறமாலையில் படிக சிலிக்கேட் கனிமங்களின் தடயம் தென்பட்டது; எனவேதான் இந்த விண்மீனைக் குறிப்பாக ஆய்வு செய்யத் தெரிவு செய்தனர். இளம் விண்மீன்களில் எழும் ஜெட் போன்ற அமைப்பு திரள்வட்டை மறைத்துக்கொள்ளும். ஆனால் இந்த விண்மீனின் திரள்வட்டு குறிப்பிட்ட கோணத்தில் சாய்வாக உள்ளதால், திரள்வட்டு, ஜெட் என இந்த இளம் விண்மீனின் எல்லாப் பகுதிகளையும் பூமியிலிருந்து தெளிவாகக் காண முடிந்தது. இதன் தொடர்ச்சியாக, மெக்லூர் மற்றும் அவரது ஆய்வுக்குழுவின் கவனத்தைப் பெற்றது.

HOPS-315 இன் கோள் உருவாக்க வட்டு 35 வானியல் அலகுகள் (AU, பூமிக்கும் சூரியனுக்கும் இடையே உள்ள தூரம்) வரை நீண்டுள்ளது. இதன் மையத்தில் உருவாகிவரும் விண்மீன் சூரியனை ஒத்த நிறை கொண்டது. நமது சூரிய மண்டலம் உருவான கட்டத்தில் சூரியனும் இதனை ஒத்த திரள்வட்டைக் கொண்டிருந்தது எனக் கருதுகின்றனர். அதாவது, மற்றொரு சூரிய மண்டலம் பிறப்பெடுப்பதை நம்மால் காண முடிகிறது.

படக்குறிப்பு, பிபிசி தமிழ் வாட்ஸ்ஆப் சேனலில் இணைய இங்கே கிளிக் செய்யவும்.கோள்கள் எங்கே உருவாகின்றன?

மழலை சூரியன் வளர்ந்து வரும் நிலையில், பூமி, செவ்வாய் போன்ற திடக்கோள்கள் எங்கே உருவாகின என்பது வானியலாளர்கள் மத்தியில் விவாதப் பொருளாக இருந்து வந்தது. மழலை சூரியனுக்கு அருகில் மீ வெப்ப நிலையில் திரவ நீர் சாத்தியம் இல்லை.

எனவே பூமி போன்ற கோள்கள் தொலைவில் தோற்றம் கொண்டன, பின்னர் அதன் இன்றைய நிலைக்கு இடம் பெயர்ந்தன எனச் சிலர் வாதம் செய்தனர். வேறு சிலரோ, இளம் சூரியனுக்கு அருகேதான் சிலிக்கான் மோனாக்சைடு செறிவு கூடுதலாக இருக்கும்; எனவே மைய விண்மீனுக்கு அருகாமையில் தான் பூமி போன்ற கோள்கள் பரிணமித்துள்ளது எனக் கூறினர்.

HOPS-315 இன் திரள்வட்டில், மைய விண்மீனுக்கு அருகேதான் திடத் துகள்கள் உருவாகி வருகின்றன; எனவே திடக்கோள்கள் விண்மீனுக்கு அருகே உருவாகும் என்பதால், எங்கே திடக்கோள்கள் பிறக்கும் என்ற புதிருக்கு விடை கிடைத்துள்ளது என்று கருதுகிறார்கள்.

(கட்டுரையாளர் முனைவர் த.வி.வெங்கடேஸ்வரன் மொஹாலியில் உள்ள இந்திய அறிவியல் கல்வி ஆராய்ச்சி நிறுவனத்தில் பேராசிரியராக பணிபுரிகிறார்)

– இது, பிபிசிக்காக கலெக்டிவ் நியூஸ்ரூம் வெளியீடு