குவாசர்கள் - THE GLOWING BLACKHOLES

 

Image: unsplash 

கருந்துளை என்ற ஒரு அமைப்பே, விஞ்ஞானிகளுக்குப் பல்வேறு புதிர்களைக் கொடுத்துக் கொண்டிருந்த வேளையில், கருந்துளைகளிலிருந்து, மின்காந்த அலைகள், மற்றும் பருப்பொருள்கள், வெளியேற்றப்படுவது விஞ்ஞானிகளுக்கு ஆச்சரியத்தையே அளித்தது. ஆம், இந்த வகையைச் சேர்ந்த கருந்துளைகள், குவாசர்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. 

இதனைத் தமிழில் "துடிப்பண்டம்" என்று குறிப்பிடலாம். ஒரு மிகப்பெரிய கரண்டி போன்ற அமைப்பின் நடுப்பகுதியில் ஒரு சிறிய துளையை இட்டு அதில் அதிகப்படியான நீரை ஊற்றினால் அந்த நீரானது உடனே அந்த துளைக்குள் செல்லாமல், துளையைச் சுற்றி சிறிது நேரம் வட்டமிட்டு, அதன் பிறகே அந்தத் துளைக்குள் செல்லும்.  இது போலத்தான் கருந்துளையும் செயல்படுகிறது. இங்கே நாம் கூறியுள்ள துளையானது கருந்துளையையும், அதனைச் சுற்றி வரும் நீரின் அமைப்பானது, கருந்துளையைச் சுற்றியுள்ள accretion disc எனும் அமைப்பையும் குறிக்கிறது. இதனைத் தமிழில் "திரட்டில் வட்டு" என்று குறிப்பிடுவார்கள். இந்த பகுதி முழுவதும் தூசுகளாலும் பருப்பொருள்களாலும் நிறைந்துள்ளது. 

Image: wikimedia commons 

இந்தப் பகுதியில் உள்ள பருப்பொருள்கள் அனைத்தும் கருந்துளையைச் சுற்றிவந்து கொண்டே இருக்கும். இதனால் இந்தப் பகுதிகளில் அதிகப்படியான உராய்வு விசையும், இதன் காரணமாக அதிக அளவிலான வெப்பமும் உருவாகிறது. இந்த வெப்பமானது கருந்துளையின் இரண்டு பகுதிகளிலும் அதிகப்படியான ஆற்றலை மின்காந்த அலைகளின் வடிவில் வெளியேற்றுகிறது. இந்த அலைகளுடன், சில பருப்பொருள்களும் சேர்ந்து ஒளியின் வேகத்திற்கு நிகரான வேகத்தில் வெளியேற்றப்படுகின்றன. கருந்துளையின் இருபுறங்களிலிருந்தும் வெளியேற்றப்படக்கூடிய இந்த அமைப்பு, Jets என்று அழைக்கப்படுகிறது.

ஆனால் கருந்துளையிலிருந்து ஒளியால் கூட தப்பிக்கவே முடியாது. அப்படி இருக்க இந்த  "ஜெட்" எனும் அமைப்பு மட்டும் எப்படி வெளியேற்றப்படுகிறது? அதுவும் ஒளியின் வேகத்திற்கு நிகரான வேகத்தில்.

இதற்கு எளிமையாக பதில் கூறி விடலாம். இங்கு, ஜெட்  எனும் அமைப்பானது கருந்துளையின் உட்பகுதியிலிருந்து வெளியேற்றப்படவில்லை. அதன் மேற்பரப்பில், அதனைச் சுற்றி வரக்கூடிய பருப்பொருள்களிலிருந்து தான் வெளியேற்றப்படுகிறது. இந்த அமைப்பில் சில ஆபத்தான மின்காந்த அலைகளான, x கதிர்களும் காமா கதிர்களும் வெளியேற்றப்படுகின்றன. 

கருந்துளையினுடைய மின்புலத்திற்கும், அதன் accretion disc எனும் திரட்டல் வட்டிற்கும் இடையேயான தொடர்பின் காரணமாகவே ஜெட் எனும் அமைப்பானது கருந்துளையின் இரு பகுதிகளிலும், எதிரெதிர் திசைகளில் செல்வதாகக் கூறப்படுகிறது.

ஒரு கருந்துளையைச் சுற்றியுள்ள திரட்டல் வட்டில், அதிகப்படியான பருப்பொருள்கள் இருந்தால் மட்டுமே அந்தக் கருந்துளையானது ஒரு குவாசராக மாறும். இல்லையென்றால், அது வெறும் கருந்துளையாகவே இருக்கும். குவாசர்கள் பெரும்பாலும் ஒரு விண்மீன் மண்டலத்தினுடைய (galaxy) நடுப்பகுதியிலேயே அமைந்திருக்கும். இவற்றை அரைகுறை நட்சத்திரங்கள் என்று அழைக்கலாம். ஏனென்றால் பூமியிலிருந்து பார்க்கும் பொழுது, அங்கு ஒரு நட்சத்திரம் இருப்பது போலவே தோன்றும். 

இந்த குவாசர்கள் 1950களில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன. தற்போது பிரபஞ்சத்தில் அதிக அளவிலான ஒளிரும் தன்மை (luminocity) உடைய பொருள், இந்த குவாசர் ஆகும்.

 நமது பால்வெளி அண்டத்தின் மையப் பகுதியில் Sagittarius A* எனும் ஒரு மிகப்பெரிய கருந்துளை உள்ளது. இதன் நிறையானது நமது சூரியனின் நிறையை விட 40 லட்சம் மடங்கு அதிகமாகும். ஆனால் தற்பொழுது இது ஒரு குவாசராக இல்லை. ஏனென்றால், இந்தக் கருந்துளையைச் சுற்றி, பருப்பொருள்கள் குறைவான அளவில் உள்ளன. 

Picture of Sagittarius A*

Image: wikimedia commoms 

ஆனால் பல மில்லியன் வருடங்களுக்கு முன்பு, இந்தக் கருந்துளையும் ஒரு குவாசராக இருந்திருக்கும் என்றே விஞ்ஞானிகள் கருதுகின்றனர். நமது பால்வெளி அண்டத்திலிருந்து வெளியேற்றப்படக்கூடிய ஒட்டுமொத்த ஒளியை விட, ஒரு குவாசரிலிருந்து வெளியேற்றப்படும் ஒளியானது 100 மடங்கு அதிகமாக இருக்கும். 

இதுவரை குவாசர்கள், 60 கோடி முதல் 3000 கோடி ஒளியாண்டுகள் தூரத்தில் தான் கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளன. இங்கே ஒன்றைக் கவனிக்க வேண்டும்.  60 கோடி ஒளியாண்டுகள் என்றால், 60 கோடி ஆண்டுகளுக்கு முன்பு இருந்த குவாசர்கள் தான் இப்பொழுது கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளன. அந்தக் குவாசரினுடைய தற்போதைய அமைப்பை, புகைப்படம் எடுப்பதற்கு இன்னும் அறுபது கோடி ஆண்டுகள் ஆகும். ஏனென்றால் அங்கிருந்து புறப்பட்ட ஒளியானது இங்கு வந்து சேர 60 கோடி ஆண்டுகள் ஆகும். 

Image: pixabay 

தற்பொழுது அந்தக் குவாசரானது, அதனைச் சுற்றியுள்ள பருப்பொருள்கள் அனைத்தையும் விழுங்கி ஒரு கருந்துளையாகக் கூட மாறியிருக்கலாம். ஆனால், அந்தக் கருந்துளையைக் கண்டுபிடிக்க நமக்கு இன்னும் 60 கோடி ஆண்டுகள் தேவைப்படும். இதுவரையில் 5 லட்சத்திற்கும் மேற்பட்ட குவாசர்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளன. தற்பொழுது கண்டுபிடித்துள்ள  வாசர்கள் அனைத்தும் பிரபஞ்சம் தோன்றி, சில பில்லியன் ஆண்டுகளில் உருவானவையே. இப்போது குவாசர்கள் உருவாவதற்கு அதிக அளவில் சாத்தியமில்லை. ஏனென்றால், பிரபஞ்ச விரிவடைதலின் காரணமாக, ஒவ்வொரு பொருள்களும், விலகிச் சென்று கொண்டே இருக்கின்றன. எப்பொழுதாவது தற்செயலாக இரண்டு, விண்மீன் மண்டலங்கள் ஒன்றினையும் பொழுதுதான் குவாசர்கள் உருவாக வாய்ப்புள்ளன. 

 இன்னும் 450 கோடி வருடங்களில், நமது பால்வெளி அண்டமும், அருகில் உள்ள ஆண்ட்ரோமேடா விண்மீன் மண்டலமும் ஒன்றுடன் ஒன்று மோதிக் கொள்ளும். அந்த நேரத்தில் இந்த இரு விண்மீன் மண்டலங்களின் நடுவில் உள்ள கருந்துளைகளும் ஒன்றிணையும். மேலும் இரு பெரிய விண்மீன் மண்டலங்களின் இணைவால் அந்தக் கருந்துளைக்கு, அதிக அளவிலான பருப்பொருள்கள் கிடைக்கும். எனவே, அந்த நேரத்தில் அந்தப் புதிய விண்மீன் மண்டலத்தின் நடுப்பகுதியில் ஒரு குவாசர் உருவாக வாய்ப்புள்ளதாகவும் கூறப்படுகிறது. 

ஒருவேளை சூரியன் இருக்கக் கூடிய இடத்தில் அதற்குச் சமமான நிறையுடைய ஒரு குவாசர் இருந்தால், நமது, வளிமண்டலமானது எளிதில் அழிக்கப்படும். பூமியில் உள்ள அனைத்து நீர் நிலைகளும் வற்றிப்போகும்.  வளிமண்டலம் இல்லாத காரணத்தால் உயிர்கள் சுவாசிக்கக் காற்றும் இருக்காது. எனவே, அனைத்து உயிர்களும் அழிந்து விடும். ஆனால் பூமி சூரியனைச் சுற்றி வலம் வருவது போலவே அந்த குவாசரைச் யும், 365 நாட்களில் வலம் வந்துவிடும். அதன் சுழற்சியில் எந்தவித மாற்றமும் இருக்காது. ஆனால் இது போன்ற ஒரு நிகழ்வு நடக்க வாய்ப்பே இல்லை.