22 May Wednesday

ചരിത്രമായി തമോദ്വാര ചിത്രീകരണം

സാബു ജോസ്Updated: Thursday May 16, 2019



പ്രപഞ്ചത്തിലെ ഏറ്റവും ദുരൂഹമായ പ്രതിഭാസം ഏതെന്ന് ചോദിച്ചാൽ തമോദ്വാരം എന്നായിരിക്കും എല്ലാവരും പറയുക. തമോദ്വാരങ്ങളുടെ ഫിസിക്സ് താരതമ്യേന ലളിതമാണെങ്കിലും സമവാക്യങ്ങളിലൂടെ അവയുടെ സാന്നിധ്യം അംഗീകരിക്കുകയല്ലാതെ നേരിൽ കാണാൻ കഴിയില്ല. പ്രകാശംപോലും ഗുരുത്വബലത്തിനു മുന്നിൽ മുട്ടുമടക്കുന്ന തമോദ്വാര (തമോഗർത്തം) ങ്ങളെ ഒരിക്കലും കാണാൻ കഴിയുമെന്ന് കരുതിയിരുന്നില്ല. ഇനി തമോദ്വാര (Black hole) ത്തിന്റെ അടുത്തുള്ള സംഭവചക്രവാളവും അക്രീഷൻ ഡിസ്ക്കും റേഡിയേഷൻ ജെറ്റുകളും നേരിൽ കാണാൻ ഒരുങ്ങിക്കോളൂ. അതുവഴി തമോദ്വാരത്തിന്റെ ആകൃതിയും വ്യക്തമാകും.

ശാസ്ത്രലോകത്തിന്റെ ഒരു നൂറ്റാണ്ടായുള്ള കാത്തിരിപ്പ് യാഥാർഥ്യക്കിയത്, തമോദ്വാര ചിത്രീകരണം യാഥാർഥ്യമായത്. ഭൂമിയിൽ നിന്നും 5.5 കോടി പ്രകാശവർഷം അകലെയുള്ള എം‐87 എന്ന സർപ്പിള ഗാലക്സിയുടെ കേന്ദ്രത്തിലുള്ള തമോദ്വാരത്തിന്റെ ചിത്രീകരണമാണ് നടന്നത്. സൂര്യന്റെ 650 കോടി മടങ്ങ് പിണ്ഡമുണ്ട് ഈ ഭീമൻ തമോദ്വാരത്തിന്. തമോദ്വാരത്തിന്റെ അതിർത്തിയായ സംഭവചക്രവാളത്തിന്റെ വ്യാസാർധം 2000 കോടി കിലോമീറ്ററാണ്. ഇത് സൂര്യനിൽ നിന്നും പ്ലൂട്ടോയിലേക്കുള്ള ദൂരത്തിന്റെ മൂന്ന് മടങ്ങിൽ അധികമാണ്. ഇത്ര ഭീമൻ തമോദ്വാരമാണെങ്കിലും ഭൂമിയിൽ നിന്നുള്ള ദൂരം പരിഗണിക്കുമ്പോൾ ഒരു മില്ലിമീറ്റർ വലിപ്പമുള്ള വസ്തുവിനെ 13,000 കിലോമീറ്റർ അകലെ നിന്ന് നോക്കുന്നതുപോലെ മാത്രമാണ്. ഇവിടെയാണ് ശാസ്ത്രലോകം കരുത്തുകാണിക്കുന്നത്. ഭൂമിയെ മൊത്തമായി ഒരു ദൂരദർശിനിയായി രൂപാന്തരപ്പെടുത്തിയാണ് ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഈ പ്രശ്നം മറികടന്നത്. ഭൂമിയുടെ വിവിധ ഭാഗങ്ങളിൽ സജ്ജീകരിച്ചിട്ടുള്ള വലിയ ദൂരദർശിനികൾ ഉപയോഗിച്ച് ഒരേസമയം നിരീക്ഷണം നടത്തിയാണ് ഊ ചരിത്ര മുഹൂർത്തത്തിൽ എത്തിച്ചേർന്നത്.

ആൽബർട്ട് ഐൻസ്റ്റൈൻ  പൊതു ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം അവതരിപ്പിച്ചപ്പോൾ തന്നെ തമോദ്വാരങ്ങളുടെ സാധ്യത പ്രവചിച്ചിരുന്നു. ഗുരുത്വാകർഷണ ബലം അനന്തമാകുന്ന ഈ മേഖലയിൽനിന്നും ഒന്നും, പ്രകാശം പോലും പുറത്തുവരാത്തതുകൊണ്ട് തമോദ്വാരങ്ങളുടെ ചിത്രീകരണം സാധ്യമാകുമെന്ന് കരുതിയിരുന്നില്ല. സൈദ്ധാന്തികമായി മാത്രം നിലനിൽക്കുന്ന ഒരു പ്രതിഭാസമാണ് തമോദ്വാരങ്ങൾ എന്ന പരിമിതിയാണ് ഇപ്പോൾ ശാസ്ത്രലോകം മറികടന്നിരിക്കുന്നത്.

വിവിധ ഗാലക്സികളുടെ കേന്ദ്രങ്ങളിലുള്ള 130 തമോദ്വാരങ്ങളെക്കുറിച്ച് ഇന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞർക്കറിയാം. എന്നാൽ ആദ്യമായി ചിത്രീകരിക്കപ്പെട്ട തമോദ്വാരം എന്ന ബഹുമതി എം‐87 ഗാലക്സി കേന്ദ്രത്തിലുള്ള തമോദ്വാരത്തിനാണ്. 200ൽ പരം ഗവേഷകരുൾപ്പെട്ട ശാസ്ത്ര സംഘമാണ് തമോദ്വാരത്തിന്റെ ചിത്രം ഇക്കഴിഞ്ഞ ഏപ്രിൽ 10 ന് പുറത്തുവിട്ടത്. സംഘത്തിന് നേതൃത്വം വഹിച്ചത് മസാച്ചുസെറ്റ്സ് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്നോളജിയിലെ കംപ്യൂട്ടർ സയന്റിസ്റ്റായ കാറ്റി ബൗമൻ ആണ്. ഭൂമിയുടെ ഏറ്റവും അടുത്തുള്ള തമോദ്വാരമാണ് സജിറ്റാറിയസ്‐എ. ഭൂമിയുടെ അടുത്ത് എന്നുപറയുമ്പോൾ തൊട്ടടുത്താണെന്ന് കരുതരുത്. ക്ഷീരപഥത്തിന്റെ കേന്ദ്രത്തിലുള്ള ഈ തമോദ്വാരം ഭൂമിയിൽ നിന്ന് 26,000 പ്രകാശവർഷം അകലെയാണ്. ഭൂമിയിലെ ഏറ്റവും ശക്തമായ ദൂരദർശിനി ഉപയോഗിച്ച് നിരീക്ഷിച്ചാലും ഭൂമിയിൽ നിന്ന് ചന്ദ്രബിംബത്തിൽ ഉള്ള ഒരു ഓറഞ്ച് നഗ്നനേത്രങ്ങൾകൊണ്ട് നോക്കുന്ന ഫലമായിരിക്കും ലഭിക്കുക.

ഭൂമിയുടെ വലിപ്പമുള്ള ഒരു ദൂരദർശിനിയിലൂടെ നോക്കിയാലേ തമോദ്വാരത്തെ കാണാനാവൂ. ഇവിടെയാണ് ശാസ്ത്ര‐സാങ്കേതിക വിദ്യ കരുത്തു കാണിക്കുന്നത്. ഇവിടെ ഭൂമിയെത്തന്നെ ഒരു ഭീമൻ ദൂരദർശിനിയാക്കുകയാണ് ചെയ്യുന്നത്. ഇവെന്റ് ഹൊറൈസൺ ടെലസ്ക്കോപ്പ് അത്തരത്തിലുള്ള ഒരു നീക്കമാണ്. ഭൂമിയിൽ അങ്ങോളമിങ്ങോളമുള്ള ശക്തമായ എല്ലാ റേഡിയോ ടെലസ്ക്കോപ്പുകളെയും ഒരുമിച്ചു ചേർത്താണ് ഇവെന്റ് ഹൊറൈസൺ ടെലസ്ക്കോപ്പ് എന്ന ദൂരദർശിനികളുടെ ശൃംഖല പ്രവർത്തിക്കുന്നത്. വെരി ലോംഗ് ബേസ്ലൈൻ ഇന്റർഫെറോമെട്രി  എന്ന സങ്കേതമുപയോഗിച്ചാണ് ഇത് സാധ്യമാക്കുന്നത്. സ്വതന്ത്രമായി പ്രവർത്തിക്കുന്ന നിരവധി റേഡിയോ ആന്റിനകൾ ഉപയോഗിച്ച് ആയിരക്കണക്കിന് കിലോമീറ്റർ അകലെയുള്ള റേഡിയോ ദൂരദർശിനികളെ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിച്ചാണ് ഭൂമിയെ ഒരു ഭൂമൻ ദൂരദർശിനിയായി മാറ്റിയിരിക്കുന്നത്. യു. എസിലെ മസാച്ചുസെറ്റ്സ് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്നോളജിയിലെയും, ജർമനിയിലെ മാക്സ് പ്ലാങ്ക് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഫോർ റേഡിയോ ആസ്ട്രോണമിയിലെയും ശാസ്ത്രജ്ഞരാണ് ഈ സംരംഭത്തിന് ചുക്കാൻ പിടിക്കുന്നത്. വിവരങ്ങൾ ശേഖരിക്കാനായി 1024 ഹാർഡ് ഡ്രൈവുകളാണ് തയ്യാറാക്കി വച്ചിരിക്കുന്നത്.

ഇവെന്റ് ഹൊറൈസൺ ടെലസ്ക്കോപ്പിന്റെ പ്രസക്തി
    വലിയ നക്ഷത്രങ്ങളുടെ പരിണാമദശയിലെ അന്ത്യഘട്ടമാണ് തമോദ്വാരം. ഗുരുത്വാകർഷണ ബലം അത്യന്തം തീവ്രമാകുന്ന ഈ അവസ്ഥയിൽ സ്ഥലകാല വക്രത അനന്തമാകും. ബ്ലാക്ക് ഹോൾ സിംഗുലരിറ്റി എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഈ മേഖലയിൽ നിന്ന് ഒന്നും‐പ്രകാശം പോലും‐പുറത്തുവരില്ല. തമോദ്വാരത്തിന്റെ ദൃശ്യമായ അതിരാണ് സംഭവചക്രവാളം. ചുറ്റുമുള്ള വാതകപടലങ്ങളും അടുത്തുള്ള നക്ഷത്രങ്ങളുടെ ദ്രവ്യവും തമോദ്വാരം വലിച്ചെടുക്കും. ഇങ്ങനെ ചിതറിത്തെറിക്കുന്ന നക്ഷത്ര ദ്രവ്യം തമോദ്വാരത്തിനു ചുറ്റും ഒരു വലയം പോലെ കാണപ്പെടും. അക്രീഷൻ ഡിസ്ക്ക് എന്നാണിത് അറിയപ്പെടുന്നത്. അക്രീഷൻ ഡിസ്ക്കിന്റെ ഘടനയും സ്വഭാവവും പഠിക്കാൻ കഴിഞ്ഞാൽ ബ്ലാക്ക് ഹോൾ ഫിസിക്സിൽ വലിയ പുരോഗതിയുണ്ടാകും. ഇവെന്റ് ഹൊറൈസൺ ടെലസ്ക്കോപ്പിന് ഇതിന് കഴിയുമെന്നാണ് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നത്.

ഐൻസ്റ്റൈന്റെ പൊതു ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തമനുസരിച്ച് തമോദ്വാരത്തിനു ചുറ്റും വൃത്താകാരമായ ഒരു നിഴൽ ഉണ്ടായിരിക്കും. ഇത്തരമൊരു നിഴൽ ഉണ്ടെങ്കിൽ ഇഎച്ച്ടി അതിന്റെ ചിത്രമെടുക്കും. ആപേക്ഷികത പരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നതിനൊപ്പം ഇത്തരമൊരു നിഴലിന്റെ ചിത്രമെടുക്കാൻ കഴിഞ്ഞാൽ തമോദ്വാരത്തിന്റെ പിണ്ഡം കൃത്യമായി അളക്കാനും കഴിയും. തമോദ്വാരത്തിൽ നിന്നും പുറത്തേക്ക് പ്രവഹിക്കുന്ന പ്ലാസ്മ ജെറ്റുകളുടെ ചിത്രമെടുക്കാൻ ഇ.എച്ച്.ടി ക്ക് കഴിയും.

എങ്ങനെയാണ് പ്രകാശ വർഷങ്ങൾ ദൈർഘ്യത്തിൽ വ്യാപിച്ചുകിടക്കുന്ന ഈ ജെറ്റുകൾ ഉണ്ടാകുന്നതെന്ന് അതിലൂടെ കൃത്യമായി മനസ്സിലാക്കാൻ കഴിയും. കൂടാതെ തമോദ്വാരത്തിൽ നിന്ന് പുറന്തള്ളുന്ന റേഡിയേഷൻ ജെറ്റുകളുടെ സ്വഭാവവും കൃത്യമായി മനസ്സിലാക്കാൻ കഴിയും. എം‐87 തമോദ്വാരത്തേക്കുറിച്ച് കൃത്യമായി മനസ്സിലാക്കാൻ കഴിഞ്ഞാൽ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ വലിയ ദൂരങ്ങളിലുള്ള ഭീമൻ തമോദ്വാരങ്ങളുടെ നിർമിക്കാൻ കഴിയും. കൂടാതെ തമോദ്വാരങ്ങളുടെ ചുറ്റുപാടുകളിലുള്ള പ്രക്ഷുബ്ധവും സങ്കീർണവുമായ പരിസ്ഥിതിയേക്കുറിച്ച് പഠനം നടത്തുന്നതിനും ഇ.എച്ച്.ടി.ക്ക് കഴിയും

സാങ്കേതിക വിദ്യയുടെ മുന്നേറ്റം
ഉയർന്ന ബാൻഡ് വിഡ്ത്തിലുള്ള ഡാറ്റ ശേഖരണം ഇഎച്ച്ടി സാധ്യമാക്കുന്നു. നിരവധി റേഡിയോ ടെലസ്ക്കോപ്പുകളുടെ സംഘാതം വഴി ഇതിനുള്ള ചെലവ് ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുന്നതിനും ഇ.എച്ച്.ടി ക്ക് കഴിയും. റേഡിയോ ആന്റിനകൾ ഉപയോഗിച്ച് അകലങ്ങളിലുള്ള നിരവധി ദൂരദർശിനികളെ തമ്മിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നതുകൊണ്ട് ദൂരദർശിനിയുടെ അപെർച്ചർ വർധിക്കുകയും കൂടുതൽ സംവേദന ക്ഷമമാവുകയും ചെയ്യും. കോസ്മിക് കിരണങ്ങൾ വഹിച്ചുകൊണ്ടുവരുന്ന ഊർജം ധ്രുവീകരണം സംഭവിച്ച് രണ്ട് ധാരയായണ് പ്രവഹിക്കുന്നത്. ഒരു സാധാരണ റേഡിയോ ദൂരദർശിനിയ്ക്ക് ഇത്തരത്തിലുള്ള ഒരു  പോളറൈസേഷൻ മാത്രമേ സ്വീകരിക്കാൻ കഴിയൂ. ആധുനിക റേഡിയോ ദൂരദർശിനികളിൽ രണ്ട് വ്യത്യസ്ത റിസീവറുകൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് രണ്ട് പോളറൈസേഷനുകളും അളക്കുന്നത്. ഇത്തരം ഊർജ വികിരണങ്ങൾ തമോദ്വാരങ്ങളുടെ സന്ദേശവാഹകർ കൂടിയാണ്. നിരവധി ആധുനിക റേഡിയോ ദൂരദർശിനികളുടെ സംഘാതമായതുകൊണ്ട് ഇ.എച്ച്.ടി ക്ക് പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ വിദൂരങ്ങളിലുള്ള തമോദ്വാരങ്ങളുടെ വിവരം ശേഖരിക്കാൻ കഴിയും. ഉയർന്ന ആവൃത്തിയിലുള്ള തരംഗങ്ങളെ കണ്ടുപിടിക്കുന്നതിനും ഇ.എച്ച്.ടിക്ക് കഴിയും.

ഇഎച്ച്ടി അംഗങ്ങൾ
ഇ.എച്ച്ടി യുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന പ്രധാന ദൂരദർശിനികളെ പരിചയപ്പെടാം.
•അരിസോണ റേഡിയോ ഒബ്സർവേറ്ററി
•അറ്റക്കാമ പാത്ത്ഫൈൻഡർ എക്പെങ്രിമെന്റ്
•അറ്റക്കാമ സബ്മില്ലിമീറ്റർ ടെലസ്ക്കോപ്പ്
       എക്പെ്പരിമെന്റ്
•കംബൈൻഡ് അറേ ഫോർ റിസർച്ച് ഇൻ
        മില്ലിമീറ്റർ  വേവ് ആസ്ട്രോണമി
•കാൾടെക് സബ്മില്ലിമീറ്റർ ഒബ്സർവേറ്ററി
•ഐആർ.എഎം‐30‐മീറ്റർ ടെലസ്ക്കോപ്പ്
•ജെസി.എംടി
•ലാർജ് മില്ലിമീറ്റർ ടെലസ്ക്കോപ്പ്
•സബ് മില്ലിമീറ്റർ അറേ
•അൽമ (അറ്റക്കാമ ലാർജ് മില്ലിമീറ്റർ/
        സബ്മില്ലിമീറ്റർ അറേ)
•എൻഒഇ.എംഎ ഇന്റർഫെറോമീറ്റർ
•സൗത്ത് പോൾ ടെലസ്ക്കോപ്പ്
• കൂടാതെ നാസയുടെ ബഹിരാകാശ ദൂരദർശിനികളായ ചന്ദ്ര എക്സ്‐റേ ഒബ്സർവേറ്ററി, ന്യൂസ്റ്റാർ, സ്വിഫ്റ്റ് ഒബ്സർവേറ്ററി എന്നിവയും ഇ.എച്ച്.ടിയുമായി സഹകരിക്കുന്നുണ്ട്.ഇതിനു പുറമേ ലോകമെമ്പാടുമുള്ള 34 ശാസ്ത്ര സാങ്കേതിക സ്ഥാപനങ്ങളുടെ സഹകരണവും പദ്ധതിയ്ക്കുണ്ട്.
 


പ്രധാന വാർത്തകൾ
 Top