இரண்டு பூதக்கருந்துளைகள் மோதும் போது எழுந்திடும் ஈர்ப்பலை காலக்ஸி மையக் கருந்துளையை வெளியேற்றும்

இதுவரை விஞ்ஞானிகள் அனைவரும் நெருங்குகின்ற இரு காலாக்ஸிகள் இணையும் என்றும், அவற்றிலுள்ள இரண்டு கருந்துளைகள் மோதும் போது பிணையும் என்று யூகித்தார்கள். இப்போது முதன்முதலாக நாங்கள் இயங்கிடும் இரண்டு கருந்துளைகள் பிணைவதை (விண்வெளியில்) நேராகக் கண்டோம்.

டாக்டர் ஸ்டெஃபினி கோமுஸ்ஸா (Stefanie Komossa, Max Plank Institute of Extraterrestrial Physics, Germany) (Nov 19, 2002)

Image result for gravitational wave kicks out black hole from galactic core

“சமீபத்திய ஹப்பிள் தொலைநோக்கியின் கண்டுபிடிப்புகள் வானியல் விஞ்ஞானிகளுக்கு மாபெரும் பிரபஞ்சச் சவாலாகி விட்டன ! காரணம் அது ஒவ்வொரு காலாக்ஸியின் மையத்திலும் பூதகரமான கருந்துளை ஒன்று இருப்பதைத் திறந்து காட்டி விட்டது !”

ஸ்டீவ் நாடிஸ், (Astronomy Science Editor)

“புதிய பொறிநுணுக்க முறை “விளைவுத் தொடுவானைத்” (Event Horizon) தெளிவாகக் காட்டுகிறது. அதுவே கருந்துளை இருப்பை நேரிடைச் சான்றாக நிரூபிக்கிறது.”

ஸ்டீவ் நாடிஸ், (Astronomy Science Editor)

“கருந்துளைகள் மெய்யாகக் கருமை நிறம் கொண்டவை அல்ல ! அவை ஒளித்துகள் மினுக்கும் கனல் கதிர்களை (Quantum Glow of Thermal Radiation) வீசுபவை.

ஸ்டீஃபென் ஹாக்கிங் (1970)

விண்மீன் முந்திரிக் கொத்தில் (Star Cluster) இடைத்தரக் (Medium Size) கருந்துளை ஒன்று இருக்குமானால், அது சிறிய கருந்துளையை விழுங்கும் அல்லது கொத்திலிருந்து விரட்டி அடிக்கும்.

டேனியல் ஸ்டெர்ன் Jet Propulsion Lab (JPL), California

பிரபஞ்சத்திலே கண்ணில் புலப்படாத கருந்துளைகள் அகிலத்தின் மர்மமான விசித்திரங்கள் ! அந்தக் கருந்துளைகள்தான் பிரபஞ்சத்தின் உப்பிய வடிவில் 90% பொருளாக நிரம்பியுள்ளன ! எளிதாகச் சொன்னால், ஒரு சுயவொளி விண்மீன் எரிசக்தி முழுவதும் தீர்ந்து போய் எஞ்சிய திணிவுப் பெருக்கால் எழும் பேரளவு ஈர்ப்பாற்றலில் அடர்த்தியாகி “ஒற்றை முடத்துவ” (Singularity) நிலை அடைவதுதான் கருந்துளை. அந்தச் சமயத்தில் கருந்துளையின் அழுத்தம், திணிவு கணக்கற்று முடிவில்லாமல் மிகுந்து விடுகிறது. (At the point of Singularity, the Pressure & Density of a Black Hole are Infinite) !

விண்வெளி விடைக் கைநூல் (Ths Handy Space Answer Book)

பூதக் கருந்துளைகள் இரண்டு மோதிப் புணர்ந்து கொள்ளும் !

2002 ஆம் ஆண்டு நவம்பரில் 4 மில்லியன் ஒளியாண்டு தூரத்தில் உள்ள காலாக்ஸியின் இரண்டு அசுரக் கருந்துளைகள் ஒன்றை ஒன்று நெருங்கிப் பூத மோதலை உண்டாக்கிக் காலவெளியின் நெசவு அமைப்பை அசைக்கப் போவதாய் டாக்டர் ஹேஸிங்கரும் அவரது விஞ்ஞானிகளும் சந்திரா எக்ஸ்-ரே விண்ணோக்கியில் (Chandra X-Ray Observatory) முதன்முதலில் கண்டார்கள். அப்போது நேர்ந்த விளைவுகளின் படங்களைத் தொடர்ந்து பதிவு செய்து வந்தார்கள். அந்த இரு கருந்துளைகளின் பிணைப்பு (Black Holes Merger) அவற்றைத் தாங்கியுள்ள இரண்டு காலாக்ஸிகளின் மோதுதலால் நிகழ்ந்தது. அவ்விரு கூட்டுக் காலாக்ஸிகள் NGC-6240 என்னும் குறிப்புப் பெயரால் அழைக்கப் படுகின்றன. பூதக் கருந்துளைகள் அவ்விதம் மற்ற காலாக்ஸிகளில் இருப்பதையும், நமது பரிதி சுற்றி வரும் பால்வீதி காலாக்ஸியின் மையத்திலும் அத்தகைய ஒரு கருந்துளை உள்ளதையும் சந்திரா எக்ஸ்-ரே விண்ணோக்கி காட்டியுள்ளது. அத்துடன் கடந்த 14.7 பில்லியன் ஆண்டுகளாக எவ்விதம் காலாக்ஸிகள் உருவாகி வந்தன என்பதைக் காட்டும் ஒரு ஜன்னலாகவும் இருந்தது.

“இதுவரை விஞ்ஞானிகள் அனைவரும் நெருங்குகின்ற இரு காலாக்ஸிகள் இணையும் என்றும், அவற்றிலுள்ள இரண்டு கருந்துளைகள் மோதும் போது பிணையும் என்று யூகித்தார்கள்,” என்று டாக்டர் ஹேஸிங்கர் (Dr. Hasinger, Chandra X-Ray Observatory) கூறினார். “இப்போது முதன்முதலாக நாங்கள் இயங்கிடும் இரண்டு கருந்துளைகள் பிணைவதை (விண்வெளியில்) நேராகக் கண்டோம்.” என்று ஸ்டெஃபினி கோமஸ்ஸா (Stefanie Komassa, Max Plank Institute of Extraterrestrial Physics, Germany) பிறகு அறிவித்தார்.

விண்வெளி விஞ்ஞான வரலாற்றில் இந்தக் கண்டுபிடிப்பு ஓர் மகத்தான மைல்கல் என்று சந்திரா எக்ஸ்-ரே விண்ணோக்கியின் ஆளுநர் ஹார்வி தனன்பாம் (Harvey Tananbaum) கூறினார். பேராற்றல் வாய்ந்த ஈர்ப்பாற்றலில் ஒளியையும் தாண்டிச் செல்ல விடாத பேரளவுத் திணிவுநிறை கொண்டவை பூதக் கருந்துளைகள் எனப்படும் பேரண்டங்கள். தனிப்பட்ட விண்மீன்கள் முடிவில் வெடித்துத் தோன்றும் சூப்பர்நோவா மூலமாகக் கருந்துளைகள் உண்டாகலாம்.

இரு கருந்துளை மோதலை உளவிடக் கணனி மாடல்கள்

கருந்துளைகள் பிரபஞ்சத்தின் பேரளவு திணிவுமிக்க அண்டங்கள் (Densest Objects) என்று கருதப்படுபவை. அவற்றின் அசுர ஈர்ப்பியல் ஆற்றல் ஒளிச்சக்தியையும் இழுக்க வல்லது. அருகில் நெருங்கும் விண்மீன்கள் கூடக் கருந்துளையிடமிருந்து தப்பிக் கொள்ளமுடியாது. அதே சமயத்தில் சுருளும் இரண்டு கருந்துளைகள் ஒன்றை ஒன்று நெருங்கினால் என்ன நேரிடும் என்று விஞ்ஞானிகள் விண்ணோக்கிக் கருவிகள் மூலமும், கணனி போலிப் படைப்பு மாடல்கள் (Computer Simulation Models) மூலமும் ஆராய்ந்து வருகிறார்கள்.

பிரபஞ்சத்தில் கருந்துளைகள் ஒன்றை நோக்கி ஒன்று சுழற்சியில் நெருங்கும் போது “கால-வெளியைத்” திரித்து ஈர்ப்பியல் அலைகளை (Gravitational Waves) உண்டாக்குகின்றன. இரண்டு கருந்துளைகள் நெருங்கிப் பிணைந்து அவ்விதம் வடிவான காலவெளி நெளிவுகளை (Space-Time Ripples) விஞ்ஞானிகள் கணனிப் “போலிப் படைப்புகளில்” (Computer Simulations) அமைத்துப் பார்த்தால் எதிர்கால ஈர்ப்பியல் அலைகளை விளக்குவதற்கு ஏதுவாகிறது. இரு கருந்துளைகள் பிணைந்து ஏற்பட்ட கால-வெளி நெளிவுகளின் அசுர ஆற்றல் படைத்த கணனியின் மாடல்கள், துல்லியமாக ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் சமன்பாடுகளுக்கு ஏற்றவாறு அமைந்துள்ளன, அவ்விதம் போலிப் படைப்பில் வரைந்த அலை வடிவான கை முத்திரைகள் (Waveform Signatures) ஈர்ப்பியல் அலைகளை உளவும் கருவிகளைப் பயன்படுத்தும் ஆராய்ச்சியாளருக்கு மிகவும் உதவுகின்றன.

சிறிய கருந்துளைகள் ! பெரிய கருந்துளைகள் !

வானியல் நிபுணர் ·பெலிக்ஸ் மாராபெல் (Felix Marabel) தானொரு சிறு கருந்துளை பால்வீதி காலாக்ஸியை ஊடுருவிச் சென்றதைக் கண்டதாகக் கூறினார். நமது பரிதியைப் போல் 3.5-15 மடங்கு நிறை கொண்டவை சிறு கருந்துளை வரிசையில் வருபவை. அந்தச் சிறு கருந்துளையைச் சுற்றி வரும் சிறு விண்மீனின் இயக்கத்தை வானியல் நிபுணர் நோக்கும் போது கண்ட விளக்கங்கள் அவை. அந்தக் குறிப்பில் நிபுணர் கூறுவது : அகிலவெளி விண்மீன் கூட்டத்தின் ஊடே நுழைந்து, சூப்பர்நோவா வெடிப்பில் உந்தப்பட்டுத் தோன்றிய சிறு கருந்துளையானது சூழ்ந்த விண்மீன்களை விட நான்கு மடங்கு வேகத்தில் பிளந்து கொண்டு செல்கிறது !

அதே சமயத்தில் காலாக்ஸிகளின் மையத்தில் தோன்றும் கருந்துளைகள் யாவும் வேறோர் தனிப்பட்ட இனத்தைச் சார்ந்தவை. அந்தக் கருந்துளைகளை நாம் நேரிடையாகக் காண முடியாது. அவற்றைச் சுற்றியுள்ள பிண்டங்கள் அல்லது மற்ற விண்மீன்கள் எவ்விதம் பாதிக்கப்படுகின்றன என்பதை வைத்துத்தான் கருந்துளைகள் இருப்பை அறிய முடியும்.

டாக்டர் ஸ்டெஃபினி கோமுஸ்ஸா குழுவினர் கண்ட பெரிய கருந்துறைகள் நமது பரிதியைப் போல் 10-100 மில்லியன் மடங்கு நிறையுள்ளவை ! அவற்றில் ஒன்றை ஒன்று நெருங்கும் இரண்டு கருந்துளைகளைக் கோமுஸ்ஸா கண்டார். அப்போது அவற்றின் இடைவெளித்தூரம் 3000 ஒளியாண்டுகள். இரண்டும் ஒன்றை ஒன்று நெருங்கிச் செல்லும் வேகம் வெகு வெகு மெதுவானது ! அவை இரண்டும் பிணைத்துக் கொள்ளும் காலம் சுமார் 100 மில்லியன் ஆண்டுகள் என்று கணக்கிடப் படுகிறது ! அவ்விதம் அவை மோதி இணையும் போது, ஈர்ப்பியல் அலைகள் உண்டாகி ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைனின் பொது ஒப்பியல் நியதிக்கு உகந்த முறையில் அகிலவெளியை ஊடுருவிச் செல்லும். 4 பில்லியன் ஆண்டுகளில் ஆன்ரோமேடா காலாக்ஸி (Andromeda Galaxy) நமது பால்வீதிக் காலாக்ஸியோடு மோதும் போது அவற்றின் கருந்துளைகள் மோதிப் பிணைந்து கொள்ளும் என்று வானியல் விஞ்ஞானிகள் கணக்கிடுகிறார்கள்.

பிரபஞ்சக் கருந்துளை என்பது என்ன ?

1916 ஆம் ஆண்டில் ஐன்ஸ்டைனின் ஒப்பியல் நியதியின் அடிப்படையில் ஜெர்மன் வானியல் விஞ்ஞானி கார்ல் சுவார்ஸ்சைல்டு (Karl Schwarzschild), பிரபஞ்சத்தில் முதன்முதல் கருந்துளைகள் இருப்பதாக ஓரரிய விளக்கவுரையை அறிவித்தார். ஆனால் கருந்துளைகளைப் பற்றிய கொள்கை, அவருக்கும் முன்னால் 1780 ஆண்டுகளில் ஜான் மிச்செல், பியர் சைமன் லாப்பிளாஸ் (John Michell & Pierre Simon Laplace) ஆகியோர் இருவரும் அசுர ஈர்ப்பாற்றல் கொண்ட “கரும் விண்மீன்கள்” (Dark Stars) இருப்பதை எடுத்துரைத்தார்கள். அவற்றின் கவர்ச்சிப் பேராற்றலிலிருந்து ஒளி கூடத் தப்பிச் செல்ல முடியாது என்றும் கண்டறிந்தார்கள் ! ஆயினும் கண்ணுக்குப் புலப்படாத கருந்துளைகள் மெய்யாக உள்ளன என்பதை விஞ்ஞானிகள் ஏற்றுக் கொள்ள நூற்றி முப்பது ஆண்டுகள் கடந்தன !

1970-1980 ஆண்டுகளில் பேராற்றல் படைத்த தொலைநோக்கிகள் மூலமாக வானியல் விஞ்ஞானிகள் நூற்றுக் கணக்கான காலாக்ஸிகளை நோக்கியதில், கருந்துளைகள் நிச்சயம் இருக்க வேண்டும் என்னும் கருத்து உறுதியானது. கருந்துளை என்பது ஒரு காலவெளி அரங்கில் திரண்ட ஓர் திணிவான ஈர்ப்பாற்றல் தளம் (A Black Hole is a Region of Space-time affected by such a Dense Gravitational Field that nothing, not even Light, can escape it). பூமியின் விடுதலை வேகம் விநாடிக்கு 7 மைல் (11 கி.மீ./விநாடி). அதாவது ஓர் ஏவுகணை விநாடிக்கு 7 மைல் வீதத்தில் கிளம்பினால், அது புவியீர்ப்பை மீறி விண்வெளியில் ஏறிவிடும்.. அதுபோல் கருந்துளைக்கு விடுதலை வேகம் : ஒளிவேகம் (186000 மைல்/விநாடி). ஆனால் ஒளிவேகத்துக்கு மிஞ்சிய வேகம் அகிலவெளியில் இல்லை யென்று ஐன்ஸ்டைனின் நியதி எடுத்துக் கூறுகிறது. அதாவது அருகில் ஒளிக்கு ஒட்டிய வேகத்திலும் வரும் அண்டங்களையோ, விண்மீன்களையோ கருந்துளைகள் கவ்வி இழுத்துக் கொண்டுபோய் விழுங்கிவிடும்.

கண்ணுக்குத் தெரியாத அந்த அசுரக் கருந்துளைகளை விஞ்ஞானிகள் எவ்விதம் கண்டுபிடித்தார்கள் ? நேரடியாகக் காணப்படாது, கருந்துளைகள் தனக்கு அருகில் உள்ள விண்மீன்கள், வாயுக்கள், தூசிகள் ஆகியவற்றின் மீது விளைவிக்கும் பாதிப்புகளை விஞ்ஞானிகள் கண்டு ஆராயும் போது அவற்றின் மறைவான இருப்பை அனுமானித்து மெய்ப்பிக்கிறார்கள். நமது சூரிய மண்டலம் சுற்றும் பால்மய வீதியில் பல விண்மீன் கருந்துளைகள் (Stellar Black Holes) குடியேறி உள்ளன ! அவற்றின் திணிவு நிறை (Mass) சூரியனைப் போன்று சுமார் 10 மடங்கு ! பெருத்த நிறையுடைய அவ்வித விண்மீன் ஒன்று வெடிக்கும் போது அது ஓர் சூப்பர்நோவாக (Supernova) மாறுகிறது ! ஆனால் வெடித்த விண்மீனின் உட்கரு ஒரு நியூட்ரான் விண்மீனாகவோ (Neutron Star) அல்லது திணிவு நிறை பெருத்திருந்தால் கருந்துளையாகவோ மாறிப் பின்தங்கி விடுகிறது.

ஈசா நாசா ஏவும் விண்ணுளவி “லிஸா”

2012 ஆண்டில் விண்வெளி நோக்கி ஈர்ப்பலைகளை உளவும் விண்ணூர்தி ஒன்று (Gravity Wave Detector) ஏவப்படும் என்று எதிர்பார்க்கப் படுகிறது. ஈரோப்பிய ஈசாவும் & அமெரிக்க நாசாவும் திட்டமிட்ட அந்த விண்ணுளவியின் பெயர் “லிஸா” (ESA & NASA Space Probe – LISA -Laser Interferometry Space Antenna). அந்தத் திட்டம் பிரபஞ்சத் தேடலில் ஈர்ப்பியல் அலைகளை ஆராயும் முறையில் ஒரு முக்கிய பலகணியைத் திறக்கும். விண்வெளித் திட்டத்தில் மூன்று விண்ணுளவிகள் 5 மில்லியன் கி.மீடர் தூரத்தில் (3 மில்லியன் மைல்) சமகோண முக்கோணத்தில் பயணம் செய்து கொண்டு “மைக்கேல்ஸன் கதிர் நோக்கிக் கருவி” (Michelson Interferometer) போல் ஒளிக்கதிர் அனுப்பி ஈர்ப்பியல் அலைகளை ஆராயும்.

(தொடரும்)

++++++++++++++++++++++++++

தகவல்:

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Discovery, Scientific American & Astronomy Magazines.

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – What Happens When Black Holes Collide ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world [1998]
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 Hyperspace By : Michio kaku (1994)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)
15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
19 A Pocket Guide to the Stars & Planets By: Duncan John (2006)
20 Astronomy Magazine – What Secrets Lurk in the Brightest Galaxies ? By Bruce Dorminey (March 2007)
21 National Geographic Magazine – Dicovering the First Galaxies By : Ron Cowen (Feb 2003)
22 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40712061&format=html (Black Hole Article -1)
23 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40808282&format=html (Black Hole Article -2)
26 The Christian Monitor – Two Black Holes Collide – A Megamerger in Space (Nov 20, 2002)
27. New Scientist Space – Black Hole Collision Simulation By : Maggie McKee (18 April 2006)
28 Sky & Telescope Magazine – Monster Black Holes Soon to Collide By Robert Naeye [Jan 12, 2008]
29 Monster Black Hole Found Escaping Home Galaxy By David Shiga [Apr 29, 2008]
30 Discover Magazine – Whole Universe – Invisible Universe By Martin Rees & Priyamvada Natarajan. [Fall 2008]

31. https://www.eurekalert.org/pub_releases/2017-03/nsfc-gwk032317.php  [March 23, 2017]

32. http://hubblesite.org/news_release/news/2017-12  [March 23, 2017]

33. https://www.nasa.gov/feature/goddard/2017/gravitational-wave-kicks-monster-black-hole-out-of-galactic-core [March 23, 2017]

34.  http://tech.firstpost.com/news-analysis/nasa-discovers-a-supermassive-black-hole-that-got-kicked-out-of-its-galactic-core-by-gravitational-waves-368655.html  [March 24, 2017]

******************

S. Jayabarathan [jayabarathans@gmail.com] (April 1, 2017)

2 thoughts on “இரண்டு பூதக்கருந்துளைகள் மோதும் போது எழுந்திடும் ஈர்ப்பலை காலக்ஸி மையக் கருந்துளையை வெளியேற்றும்

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s