கருந்துளைகளை உருவாக்கிய ‘கருப்பு நட்சத்திரங்கள்’

நம் பூமி போன்ற கோள்களையும், சூரியன் போன்ற மிகப்பெரிய நட்சத்திரங்களையும் கூட விழுங்கி ஏப்பம் விட்டுவிடக் கூடிய மிகவும் அதீதமான ஈர்ப்புசக்தி கொண்ட மிகப் பெரிய கருந்துளைகள் நம் பால்வீதி விண்மீன் மண்டலம் உள்ளிட்ட பல விண்மீன் மண்டலங்களில் உள்ளன. மேலும், எதிர்காலத்தில் (அதாவது பல கோடி ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு) பூமி உள்ளிட்ட, நம் பிரபஞ்சத்தில் பல கோள்களை கருந்துளைகள்தான் விழுங்கப் போகின்றன என்றும் பல விண்வெளி ஆய்வுகள் கணித்துள்ளன.

அது சரி, இவ்வளவு பயங்கரமான கருந்துளைகள் எப்படி உருவாகின்றன என்று கேட்டால், அது குறித்த போதிய அறிவியல் புரிதல் இன்னும் ஏற்படவில்லை என்பதே உண்மை. இந்த நிலையில், அமெரிக்காவில் உள்ள யுனிவெர்சிட்டி ஆப் மிஷ்ஷிகன்-ல் பணிபுரியும் இயற்பியலாளர் கேத்தரீன் ப்ரீஸ் இதுதொடர்பாக ஒரு ஆய்வறிக்கை வெளியிட்டுள்ளார்.

அதில், தொடக்ககால பிரபஞ்சத்தில் அங்கம் வகித்த கருப்பு நட்சத்திரங்கள் எனப்படும் ஒருவகையான பண்டைய பிரபஞ்ச நட்சத்திரங்களே கருந்துளைகளை உற்பத்தி செய்திருக்க வேண்டும் அல்லது கருந்துளைகளாக மாறியிருக்க வேண்டும் என்று கூறப்பட்டுள்ளது.

நட்சத்திரங்கள் என்றால் மிகவும் பிரகாசமானவை, வெண்மையான வண்ணத்தில் ஒளிரக் கூடியவை என்றே நம் அனைவருக்கும் தெரியும். ஆனால் ‘கருப்பு நட்சத்திரங்கள்’ என்றால் அவை எப்படி இருக்கும் என்ற ஒரு கேள்வி எழுவது இயல்புதான்.

கருப்பு பருப்பொருள் (dark matter) என்று அழைக்கப்படும் ஒரு வகையான பருப்பொருளால் உயிரூட்டப்படுவதாக கருதப்படும் கருப்பு நட்சத்திரங்கள், மிகவும் பண்டைய கால பிரபஞ்சத்தில் (அதாவது பெருவெடிப்புக்கு பின்னரான 20 கோடி ஆண்டு காலத்தில்) தோன்றியவை என்று கூறப்படுகிறது.

மிகவும் முக்கியமாக, நம் பிரபஞ்சத்தில் தோன்றிய முதல் நட்சத்திரங்களே இந்த கருப்பு நட்சத்திரங்கள்தான் என்றும், கருந்துளைகள் எப்படி தோன்றியிருக்கும் என்பதற்கான ரகசியங்களை இந்த கருப்பு நட்சத்திரங்கள் மீதான ஆய்வுகள் மூலம் கண்டறிய முடியும் என்றும் கருதப்படுவது இங்கு குறிப்பிடத்தக்கது.

அது சரி, நம் சூரியன் போன்ற சாதாரண நட்சத்திரங்களுக்கும் இந்த கருப்பு நட்சத்திரங்களுக்கும் என்ன வித்தியாசம்?

சாதாரண நட்சத்திரங்கள் ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஹீலியம் அணுக்களின் சேர்க்கை (நியூக்ளியர் பியூஷன்/nuclear fusion) மூலமாகவே உற்பத்தியாகி உயிர்வாழ்கின்றன. ஆனால் நட்சத்திரங்கள் அளவில் மிகப்பெரியவை என்பதால் அவை எப்போதும் உட்புறமாக ஈர்க்கப்பட்டு வெடித்துச் சிதறும் அபாய நிலையிலேயே இருக்கும் என்றும் கூறப்படுகிறது.

மேலும், அவற்றுள் இருக்கும் அதீதமான ஈர்ப்பு விசை காரணமாக நட்சத்திரம் பெரும் அழுத்தத்துக்கு உள்ளாகும் அதே வேளையில், அதீதமான வெப்பம் உற்பத்தியாகி அதீத ஆற்றலும் வெளியாகும். இந்த ஆற்றல் காரணமாக வெளிப்புறமாக இழுக்கும் அழுத்தம் உற்பத்தியாகி, நட்சத்திரத்தின் ஈர்ப்பு விசைக்கு எதிராக செயல்பட்டு நட்சத்திரங்கள் வெடித்துச் சிதறுவது தவிர்க்கப்படுகிறது.

ஆனால் ஒரு கருப்பு நட்சத்திரத்தின் கதை சற்றே மாறுபட்டது. எப்படி என்றால், கருப்பு நட்சத்திரங்கள் மிகவும் அடர்த்தியான தொடக்ககால பிரபஞ்சத்தில் தோன்றியவை என்பதால், சாதாரண நட்சத்திரங்களில் உள்ள ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஹீலியம் ஆகியவற்றுடன் சேர்த்து கருப்பு பருப்பொருளும் கருப்பு நட்சத்திரங்களில் இருந்தன என்று கூறப்படுகிறது.

அந்த கருப்பு பருப்பொருள், பலகீனமான இடைவினையாற்றும் மிகப்பெரும் துகள்கள் (Weakly Interacting Massive Particles (WIMPs)) அல்லது ‘விம்ப்’ என்று அழைக்கப்படும் ஒரு வகை துகள்களால் ஆனவை என்று கூறப்படுகிறது. முக்கியமாக, இந்த துகள்கள் தங்களைத் தாங்களே அழித்துக்கொண்டு ஆற்றலை உற்பத்தி செய்யும் தன்மை கொண்ட எதிர்ப்பொருள் (antimatter) போல செயல்படும் திறன்கொண்டவை.

ஆக ஒரு கருப்பு நட்சத்திரத்துக்குள்ளே இருக்கும் இந்த துகள்கள் உற்பத்தி செய்யும் அதீதமான ஆற்றல், சாதாரண நட்சத்திரங்களில் உள்ள அணுச்சேர்க்கை மூலமான ஆற்றலுக்கான அவசியம் இல்லாமல் செய்து விடுகிறது என்கிறார் கருப்பு நட்சத்திர ஆய்வாளர் கேத்தரீன் ப்ரீஸ்.

ஆனால், ஒரு கருப்பு நட்சத்திரத்தில் ஆயிரத்தில் ஒரு மடங்கு அளவே ‘விம்ப்’ துகள்கள் உள்ளன என்றும், இவற்றின் உதவியுடனேயே கருப்பு நட்சத்திரங்கள் கோடிக்கணக்கான ஆண்டுகள் உயிர் வாழ்ந்துள்ளன என்றும் கூறுகிறார் கேத்தரீன்.

ஒரு கருப்பு நட்சத்திரமானது சுமார் ஒரு கோடி சூரியன்களின் எடையும், சூரியனுடைய பிரகாசத்தைப் போல சுமார் ஆயிரம் கோடி மடங்கு அதிகமான பிரகாசம் கொண்டவையாக இருந்திருக்கும் என்றும் கருதப்படுவது இங்கு குறிப்பிடத்தக்கது.

துரதிர்ஷ்டவசமாக, இந்த கூற்றுகள் அனைத்தையும் உறுதிசெய்யும் ஆதாரங்களை சேகரிக்கும் சக்திவாய்ந்த தொலைநோக்கிகள் நம்மிடம் இல்லை என்றும், அதுவரை இக்கூற்றுகள் உண்மை என்று அறுதியிட்டுக் கூறமுடியாது என்பதும் குறிப்பிடத்தக்கது. அதேநேரத்தில், நாசாவின் ‘ஜேம்ஸ் வெப் டெலஸ்கோப்’ எனும் அதிநவீன தொலைநோக்கி விரைவில் விண்வெளிக்கு அனுப்பப்பட உள்ளது என்றும், அதன்மூலம் கருப்பு நட்சத்திரங்களை கண்டறிய முடியும் என்றும் கூறப்படுகிறது.

மிகவும் முக்கியமாக, ஜேம்ஸ் வெப் டெலஸ்கோப்பின் உதவியுடன் பண்டைய பிரபஞ்சத்தின் தகவல்கள் மற்றும் சூப்பர் மேசிவ் ப்ளாக்ஹோல் எனப்படும் மிகப்பெரிய கருந்துளைகள் தோன்றிய விதம் குறித்த மேலதிக தகவல்கள் மற்றும் ஆதாரங்களை சேகரிக்க முடியும் என்கிறார் ஆய்வாளர் கேத்தரீன் ப்ரீஸ்.