22 September Saturday

ഈ കിലോനോവക്ക് പറയാനേറെ

ഡോ. സംഗീത ചേനംപുല്ലിUpdated: Thursday Oct 26, 2017

ഏതാണ്ട് 13 കോടി വര്‍ഷംമുമ്പ് കൂട്ടിയിടിച്ച രണ്ട് നക്ഷത്രങ്ങള്‍ക്ക് എന്താവും മനുഷ്യരോട് പറയാനുണ്ടാവുക? ഒട്ടേറെ പ്രാപഞ്ചിക പ്രതിഭാസങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള ഭൌതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ നിഗമനങ്ങളെ പരിശോധിക്കാനുള്ള അപൂര്‍വ അവസരമാണ് ഈ കൂട്ടിയിടി നല്‍കിയിരിക്കുന്നത്. രണ്ട് നക്ഷത്രങ്ങള്‍ കൂട്ടിയിടിക്കുന്നത് പ്രകാശം, എക്സ്റേ, ഗാമ തുടങ്ങിയ വിവിധ വൈദ്യുതകാന്തികതരംഗങ്ങള്‍ ഉപയോഗിച്ച് ആദ്യമായി പകര്‍ത്താന്‍  ഈ ആഗസത് 17ന് ശാസ്ത്രലോകത്തിന് കഴിഞ്ഞു. ഭൂമിയില്‍ സ്വര്‍ണമടക്കമുള്ള ഘനലോഹങ്ങള്‍ ഉണ്ടായതെങ്ങനെയെന്നുവരെ വിശദീകരിക്കാന്‍ ‘ഭൂമിയില്‍നിന്ന് ഏതാണ്ട് 13 കോടി പ്രകാശവര്‍ഷം അകലെയുള്ള എന്‍ജിസി 4993 എന്ന ഗ്യാലക്സിയിലുണ്ടായ ഈ കിലോനോവയ്ക്ക് സാധിച്ചു.

നക്ഷത്രമരണവും കിലോനോവയും
സ്വയം പ്രകാശിക്കാന്‍ കഴിവുള്ള ആകാശഗോളങ്ങളാണ് നക്ഷത്രങ്ങള്‍. എന്നാല്‍ നക്ഷത്രങ്ങള്‍ക്ക് അനന്തകാലം അതേ അവസ്ഥയില്‍ ജ്വലിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കാന്‍ കഴിയുമോ? നക്ഷത്രങ്ങളുടെ ജ്വലനത്തിന് കാരണമായ ന്യൂക്ളിയര്‍ ഫ്യൂഷന് ആവശ്യമായ ഇന്ധനം തീര്‍ന്നുപോകുമ്പോള്‍ ഇവയ്ക്കെന്ത് സംഭവിക്കുന്നു? നക്ഷത്രങ്ങളുടെ ഭാരമാണ് യഥാര്‍ഥത്തില്‍ അവയുടെ വിധി തീരുമാനിക്കുന്നത്. ഭാരംകുറഞ്ഞ സൂര്യനെപ്പോലുള്ള നക്ഷത്രങ്ങള്‍ അന്ത്യത്തോടടുക്കുമ്പോള്‍ വ്യാസം വര്‍ധിച്ച് ചുവപ്പുഭീമന്മാരായും ഒടുവില്‍ വാതക പുറം പാളികളെ അടര്‍ത്തിക്കളഞ്ഞു വെള്ളക്കുള്ളന്മാരായും മാറുന്നു. ഭാരമേറിയ നക്ഷത്രങ്ങള്‍ ഇന്ധനം തീരുമ്പോള്‍ ചുവപ്പ് അതിഭീമന്മാരായി മാറുകയും പിന്നീട് സൂപ്പര്‍നോവയായി പൊട്ടിത്തെറിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അതിഭീമമായ ഊര്‍ജമാണ് ഈ പ്രവര്‍ത്തനത്തിലൂടെ പുറന്തള്ളപ്പെടുന്നത്. ഭാരംകുറഞ്ഞ മൂലകങ്ങള്‍ ന്യൂക്ളിയര്‍ ഫ്യൂഷന്റെ ഫലമായി വന്‍ നക്ഷത്രങ്ങളില്‍ത്തന്നെ നിര്‍മിക്കപ്പെടുന്നു. എന്നാല്‍, സൂപ്പര്‍നോവ വിസ്ഫോടനസമയത്തെ ഉയര്‍ന്ന ഊര്‍ജം ഉപയോഗപ്പെടുത്തി ലഘുമൂലക ആറ്റങ്ങള്‍ കൂടിച്ചേര്‍ന്നാണ് ഭാരമുള്ള മൂലകങ്ങള്‍ നിര്‍മിക്കപ്പെടുന്നത്. സൂപ്പര്‍നോവ വിസ്ഫോടനത്തിനുശേഷം അവശേഷിക്കുന്ന നക്ഷത്ര ഭാഗത്തിന്റെ ഭാരം സൂര്യന്റെ ‘ഭാരത്തിന്റെ ഏതാണ്ട് അഞ്ച് ഇരട്ടിയെക്കാള്‍ കുറവാണെങ്കില്‍ അത് ന്യൂട്രോണ്‍ നക്ഷത്രമായും ഈ പരിധിക്കു മുകളിലാണെങ്കില്‍ തമോഗര്‍ത്തമായും മാറുന്നു. ഒരു നഗരത്തിന്റെ അത്രയും മാത്രം വിസ്തീര്‍ണവും സൂര്യനെക്കാള്‍ പലമടങ്ങ് ഭാരവുമുള്ളവയാണ് ന്യൂട്രോണ്‍ നക്ഷത്രങ്ങള്‍. ന്യൂട്രോണ്‍ നക്ഷത്രത്തിലെ ഒരു സ്പൂണ്‍ ദ്രവ്യത്തിന് ടണ്‍കണക്കിനു ‘ഭാരമുണ്ടാകും. പ്രകാശം ഉള്‍പ്പെടെ ഒന്നിനെയും പുറത്തുവിടാത്ത, അതിഭീമമായ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ ശക്തിയുള്ളവയാണ് തമോഗര്‍ത്തങ്ങള്‍. ചിലപ്പോള്‍ ഇത്തരം രണ്ട് ന്യൂട്രോണ്‍ നക്ഷത്രങ്ങളോ, ഒരു ന്യൂട്രോണ്‍ നക്ഷത്രവും തമോഗര്‍ത്തവും തമ്മിലോ കൂട്ടിയിടിക്കാറുണ്ട്. ഇത് ഭീമമായ ഊര്‍ജപ്രവാഹത്തിനും ഗുരുത്വതരംഗങ്ങളുടെ രൂപീകരണത്തിനും കാരണമാകുന്നു. ഇത്തരം കൂട്ടിയിടികളാണ് കിലോനോവ എന്നറിയപ്പെടുന്നത്. സൂപ്പര്‍നോവയെക്കാള്‍ ഊര്‍ജം കുറഞ്ഞതായതുകൊണ്ടാണ് ഇവയ്ക്ക് കിലോനോവ എന്ന് പേരു നല്‍കിയത്.

ഗുരുത്വതരംഗങ്ങള്‍
പ്രപഞ്ചത്തെ സ്ഥലകാലങ്ങളുടെ നൈരന്തര്യമായി കണക്കാക്കിയാല്‍ നക്ഷത്രങ്ങളെപ്പോലുള്ള ‘ഭീമന്‍ ആകാശഗോളങ്ങള്‍ സ്ഥലകാലങ്ങളെ അവയ്ക്കുചുറ്റും വക്രീകരിക്കുന്നതായി സാമാന്യ ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തത്തിലൂടെ ഐന്‍സ്റ്റീന്‍ അഭിപ്രായപ്പെട്ടു. വലിച്ചുകെട്ടിയ ഇലാസ്റ്റിക് ആയ ഒരു പാളിയില്‍ ‘ഭാരമുള്ള വസ്തു വയ്ക്കുമ്പോഴുണ്ടാകുന്ന കുഴിവുപോലെയാണിത്. ഈ കുഴിവിലേക്ക് ചുറ്റുമുള്ള ചെറിയ വസ്തുക്കള്‍ വലിക്കപ്പെടുന്നതാണ് ഗുരുത്വാകര്‍ഷണമായി അനുഭവപ്പെടുന്നത്. ഇത്തരം വന്‍ ആകാശഗോളങ്ങള്‍ കൂട്ടിയിടിക്കുമ്പോള്‍ ഗുരുത്വതരംഗങ്ങള്‍ രൂപപ്പെടുമെന്നും ഇവ വെള്ളത്തിലെ അലകള്‍പോലെ പ്രപഞ്ചമെങ്ങും വ്യാപിക്കുമെന്ന സിദ്ധാന്തം അദ്ദേഹം മുന്നോട്ടുവച്ചു. സാമാന്യ ആപേക്ഷികസിദ്ധാന്തത്തിന്റെ മറ്റ് പരികല്‍പ്പനകളെല്ലാം തെളിയിക്കപ്പെട്ടിട്ടും ഗുരുത്വതരംഗങ്ങളെ മാത്രം കണ്ടെത്താനായിരുന്നില്ല.

ഏതാണ്ട് ഒരുനൂറ്റാണ്ടിനുശേഷം 2015ലാണ് ആദ്യമായി ഗുരുത്വതരംഗങ്ങളെ കണ്ടെത്തിയത്.
സമീപകാലത്ത് ഭൌതികശാസ്ത്രത്തിലുണ്ടായ ഏറ്റവും വലിയ മുന്നേറ്റങ്ങളിലൊന്നാണ് ഗുരുത്വതരംഗങ്ങളുടെ കണ്ടെത്തല്‍. ഭൌതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനതത്വങ്ങളെ അരക്കിട്ടുറപ്പിച്ച ഈ കണ്ടെത്തല്‍ 2017ലെ നൊബേല്‍ സമ്മാനത്തിനും അര്‍ഹമായിരുന്നു. അനേക വര്‍ഷം നീണ്ട കാത്തിരിപ്പിനും, ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും വലിയ പരീക്ഷണസംവിധാനമായ ലേസര്‍ ഇന്റര്‍ഫറോമീറ്റര്‍, ഗ്രാവിറ്റേഷണല്‍ വേവ് ഒബ്സര്‍വേറ്ററി(LIGO) കേന്ദ്രമാക്കിയുള്ള, ആയിരത്തിലേറെ ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ പങ്കെടുത്ത  10 വര്‍ഷത്തിലധികം നീണ്ട ഗവേഷണങ്ങള്‍ക്കും ശേഷമാണ് 2015 സെപ്തംബര്‍ 14ന് ആദ്യമായി ഗുരുത്വതരംഗങ്ങളെ കണ്ടെത്തിയത്. ഗുരുത്വതരംഗങ്ങള്‍ കടന്നുപോകുമ്പോള്‍ ലൈഗോയിലെ ഭുജങ്ങള്‍ക്കിടയില്‍ സഞ്ചരിക്കുന്ന  പ്രകാശരശ്മികള്‍ക്കുണ്ടാകുന്ന  വ്യതിയാനം അളന്നാണ് ഗുരുത്വതരംഗങ്ങളുടെ സാന്നിധ്യം കണ്ടെത്തിയത്. രണ്ട് ലൈഗോയിലും രൂപപ്പെട്ട സിഗ്നലുകള്‍ അടിസ്ഥാനമാക്കി തരംഗങ്ങളുടെ ഉറവിടത്തിന്റെ സ്ഥാനവും നിര്‍ണയിക്കാന്‍കഴിഞ്ഞു. സൂര്യന്റെ 30 മടങ്ങിലേറെ ഭാരമുള്ള രണ്ട് തമോഗര്‍ത്തങ്ങളുടെ കൂടിച്ചേരല്‍വഴി രൂപപ്പെട്ടതായിരുന്നു ഈ തരംഗങ്ങള്‍. തമോഗര്‍ത്തങ്ങളുടെ സാന്നിധ്യവും അങ്ങനെ ആദ്യമായി നേരിട്ട് തെളിയിക്കപ്പെട്ടു. തുടര്‍ന്ന് കഴിഞ്ഞ ആഗസ്തില്‍ അടക്കം മൂന്നുതവണകൂടി തമോഗര്‍ത്തങ്ങളുടെ കൂട്ടിയിടിക്കല്‍വഴി ഉണ്ടാകുന്ന ഗുരുത്വതരംഗങ്ങളെ നിരീക്ഷിക്കാന്‍കഴിഞ്ഞു. എന്നാല്‍ പ്രപഞ്ച‘ഭൌതികശാസ്ത്ര ഗവേഷണത്തെ നിര്‍ണായകമായി സ്വാധീനിക്കാന്‍ കഴിവുള്ള മറ്റൊരു കണ്ടെത്തല്‍കൂടി ഇക്കഴിഞ്ഞ മാസത്തില്‍ ഉണ്ടായി.

രണ്ട് ന്യൂട്രോണ്‍ നക്ഷത്രങ്ങളുടെ കൂട്ടിയിടിക്കല്‍വഴി രൂപപ്പെട്ട ഗുരുത്വതരംഗങ്ങളെ 2017 ആഗസ്ത് 17ന് വൈകിട്ട് അമേരിക്കയില്‍ സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന രണ്ട് ലൈഗോകളിലും രേഖപ്പെടുത്തി. സെക്കന്‍ഡില്‍ ഏതാണ്ട് ഒരുലക്ഷം കിലോമീറ്റര്‍ വേഗത്തിലായിരുന്നു ഈ കൂട്ടിയിടി. ഗുരുത്വതരംഗങ്ങളുടെ ആകൃതിയില്‍നിന്നാണ് ഇത് രണ്ട് ന്യൂട്രോണ്‍ നക്ഷത്രങ്ങള്‍ കൂട്ടിയിടിച്ചുണ്ടായ കിലോനോവയാണെന്ന് തിരിച്ചറിഞ്ഞത്. ഇവയും ഇറ്റലിയിലെ വിര്‍ഗോയിലും (ഢകഞഏഛ) രൂപപ്പെട്ട സിഗ്നലുകളുടെ അടിസ്ഥാനത്തില്‍ പ്രഭവസ്ഥാനം കണക്കാക്കുകയും എല്ലാ നിരീക്ഷണസംവിധാനങ്ങളും ടെലസ്കോപ്പുകളും അങ്ങോട്ട് ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുകയും ചെയ്തു. ‘ഭൂമിയില്‍നിന്ന് ഏതാണ്ട് 13 കോടി പ്രകാശവര്‍ഷം അകലെയുള്ള എന്‍ജിസി 4993 എന്ന ഗ്യാലക്സിയിലായിരുന്നു ഈ സ്ഫോടനം. ലോകമെമ്പാടുമുള്ള ഗവേഷകര്‍ക്കൊപ്പം ഇന്ത്യന്‍ ഉപഗ്രഹം ആസ്ട്രോസാറ്റും ഇന്ത്യയിലെ വിവിധ ടെലസ്കോപ്പുകളും ഗവേഷണസ്ഥാപനങ്ങളുമെല്ലാം ഈ നിരീക്ഷണത്തില്‍ പങ്കാളികളായി. 1.7 സെക്കന്‍ഡ് നീണ്ട   ഗാമാതരംഗങ്ങളുടെ പ്രവാഹവും, ഏതാണ്ട് രണ്ടു ദിവസത്തോളം തുടര്‍ന്ന ദൃശ്യ, അള്‍ട്രാവയലറ്റ് വികിരണങ്ങളും രേഖപ്പെടുത്തി. ദൃശ്യപ്രകാശം, ഗാമ, അള്‍ട്രാവയലറ്റ്, ഇന്‍ഫ്രാറെഡ്, എക്സ്റേ എന്നിങ്ങനെ വിവിധതരം വൈദ്യുതകാന്തിക വികിരണങ്ങള്‍ ഉപയോഗിച്ച് ഈ സംഭവത്തെ നിരീക്ഷിക്കാനും രേഖപ്പെടുത്താനും കഴിഞ്ഞു. ഒരു പ്രാപഞ്ചിക പ്രതിഭാസം ഇത്ര വിശദവും സമഗ്രവുമായ നിരീക്ഷണത്തിന് വിധേയമാകുന്നത് ഇതാദ്യമാണ്.

കിലോനോവയും സ്വര്‍ണവും
ഇരുമ്പിന് മുകളില്‍ ആറ്റോമിക സംഖ്യയുള്ള ഘനമൂലകങ്ങളെല്ലാം രൂപപ്പെടുന്നത് സൂപ്പര്‍നോവ, കിലോനോവ സ്ഫോടനങ്ങളില്‍ പുറംതള്ളുന്ന ഊര്‍ജ്ജം ഉപയോഗപ്പെടുത്തിയാണെന്ന ധാരണ ശരിയാണെന്ന് കൂടി ഈ കൂട്ടിയിടിയിലൂടെ തെളിയിക്കപ്പെട്ടു. ഇതില്‍ നിന്നുള്ള സ്പെക്ട്രം വിശകലനം ചെയ്തപ്പോള്‍ ‘ഭൂമിയുടെ ഭാരത്തിന്റെ ഇരുന്നൂറിരട്ടിയോളം സ്വര്‍ണ്ണവും അഞ്ഞൂറിരട്ടിയോളം പ്ളാറ്റിനവും സ്ഫോടനഫലമായി രൂപപ്പെട്ടതായി കണ്ടെത്തി. പ്രപഞ്ചത്തിലെ വിവിധമൂലകങ്ങള്‍ രൂപപ്പെട്ട സാഹചര്യം പഠിക്കാന്‍ കൂടി അങ്ങനെ അവസരമൊരുങ്ങുന്നു.

എങ്കിലും ഈ കിലോനോവ ഉത്തരം കണ്ടെത്തേണ്ട ധാരാളം ചോദ്യങ്ങള്‍ കൂടി ബാക്കിവെയ്ക്കുന്നുണ്ട്. കൂട്ടിയിടിച്ച ന്യൂട്രോണ്‍ നക്ഷത്രങ്ങള്‍ ന്യൂട്രോണ്‍ നക്ഷത്രമായി തന്നെ തുടരുമോ അതോ തമോഗര്‍ത്തമായി മാറുമോ എന്നതാണ് ആദ്യത്തെ ചോദ്യം. ഇത്തരം കൂട്ടിയിടിക്കലുകള്‍ക്കുള്ള സാധ്യത എത്രമാത്രമാണ് എന്നതാണ് അടുത്തത്. ചിലപ്പോള്‍ ഇത് ഇടയ്ക്കിടെ പ്രപഞ്ചത്തില്‍ സംഭവിക്കുന്നതാകാം, അല്ലെങ്കില്‍ അത്യപൂര്‍വവുമാകാം. ഏതായാലും ഉത്തരം ഇനിയും തേടേണ്ടിയിരിക്കുന്നു.  ഇതോടെ പ്രപഞ്ചശാസ്ത്രത്തില്‍ ഗ്രാവിറ്റേഷണല്‍ വേവ് ആസ്ട്രോണമി എന്ന പുതിയ ശാഖ കൂടുതല്‍ ശക്തിപ്രാപിക്കുകയാണ്. പ്രപഞ്ചത്തെക്കുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ അറിവുകളെ ഏറെ മുന്നോട്ട് കൊണ്ടുപോകാന്‍ ഈ കണ്ടെത്തലുകള്‍ക്ക് സാധിക്കുമെന്നതില്‍ തര്‍ക്കമില്ല. അത് കൊണ്ട് തന്നെയാണ് ഈ കിലോനോവ ശാസ്ത്രലോകത്തെയാകെ പതിവിലേറെ ആവേശഭരിതമാക്കുന്നത്.



 

പ്രധാന വാർത്തകൾ
Top