கருந்துளைகள் 05 – விண்மீன்களின் முடிவு

இது ஒரு தொடர் பதிவு, மற்றைய பகுதிகளையும் படிக்க, கீழுள்ள லிங்க்கை கிளிக் செய்யவும்.

கருந்துளைகள் – அறிவியல் தொடர்

விண்மீன்களின் வாழ்க்கை என்பது அதன் இறப்போடு முடிவதில்லை. விண்மீன்கள், தனது எரிபொருளை, அதாவது ஐதரசனை முடிக்கும் வரை முதன்மைத் தொடர் பருவத்திலேயே இருக்கும். பொதுவாக விண்மீனில் இருக்கும் ஐதரசன் அனைத்தும் ஹீலியமாக மாறியவுடன் விண்மீனின் அணுக்கருச் செயற்பாடு முடிவுக்கு வருகிறது, இந்நிலையில் விண்மீனின் அளவை தக்கவைத்திருக்கும் வெளிநோக்கிய அழுத்த சக்தியும் இல்லாமல் போகவே, விண்மீனின் திணிவினால் உருவாகிய ஈர்ப்புசக்தியை வெல்லமுடியாமல் விண்மீனின் மையப்பகுதி சுருங்கத் தொடங்கும். இவ்வாறு சுருங்குவதால் மையப்பகுதியின் வெப்பநிலை மேலும் அதிகரித்து விண்மீனின் மேற்பகுதி வெளிநோக்கி விரிவடையும். இப்படி விரிவடைவதால் இந்த வெளிப்பகுதியின் வெப்பநிலை குறைவடையும். இவ்வாறு விரிவடையும் விண்மீன் சிவப்பரக்கன் (red giant) எனப்படும்.

இன்னும் கிட்டத்தட்ட ஐந்து பில்லியன் வருடங்களில், நமது சூரியனும் ஒரு சிவப்பரக்கன் ஆக மாறிவிடும். இந்த சிவப்பரக்கனின் மேற்பகுதிக்குள் நமது பூமியின் சுற்றுப்பாதையும் அடங்கிவிடும், அதாவது நமது சூரியன் சிவப்பரக்கனாக மாறும் போது அது நமது பூமியையே விழுங்கும் அளவிற்கு பெருத்துவிடும்.

சில விண்மீன்கள் போதுமானளவு திணிவுடயதாக இருப்பின், இவ்வாறு ஐதரசன் அனுப்பிணைவுச் செயல்பாடு முடிந்தவுடன் சுருங்கும் மையப்பகுதி போதுமானளவு பெரிதாக இருப்பதனால், ஐதரசனில் இருந்து வந்த ஹீலியமும் அணுப்பிணைவுச் செயல்பாட்டுக்கு உட்பட்டு மேலும் திணிவு அதிகமான மூலகங்களை தோற்றுவிக்கிறது, இந்தச் செயல்பாடு இரும்பு உருவாகும் வரை நடைபெறுகிறது.

ஐதரசனில் இருந்து இரும்பு வரை, படிப்படியாக நிகழும் அணுப்பிணைவுச் செயல்பாட்டின் மூலம் மேலதிக் சக்தி உருவாகும், இதுவே விண்மீன்களின் மூலசக்தி, அனால் இரும்பை அணுப்பிணைவுக்கு உட்படுத்தும் போது மேலதிக சக்தி உருவாகாது, மாறக இரும்பை அனுப்பிணைவுக்கு உட்படுத்தவே மேலதிக சக்தி வேண்டும், இதனால்த்தான் ஐதரசனில் இருந்து ஹீலியம், அதிலிருந்து லிதியம் என்று தொடக்கி நடக்கும் அணுப்பிணைவுச் செயல்பாடு இறுதியாக இரும்பை அடைந்தவுடன் முடிவுக்கு வருகிறது.

ஹீலியத்தில் இருந்து படிப்படியாக இரும்பு உருவாகும் வரையான அணுப்பிணைவு சொற்ப காலத்திலேயே நடந்து முடிவதால், விண்மீனின் மையப்பகுதியின் ஸ்திரத்தன்மை குலையும். இது அந்த விண்மீனின் புறப்பபகுதிகளை வெளிநோக்கி பீச்சி எரியும், சில வேளைகளில் பிரகாசமாக எரியும், மற்றும் சிலவேளைகளில் அப்படியே மெதுவாக இறந்துவிடும்.

இவ்வாறு ஒரு விண்மீன் பல்வேறு பட்ட விதங்களில் இறப்பதற்கு காரணம் அதன் திணிவு ஆகும், ஒரு விண்மீனின் திணிவைப் பொறுத்து அதன் இறுதிக்காலமும் தீர்மானிக்கப்படும்.

இனி விண்மீனின் திணிவைப்பொறுத்து, அதன் இறுதிக்காலத்தின் பின் எவ்வாறு மாறுகிறது என்று பார்க்கலாம்.

சராசரி திணிவுகொண்ட விண்மீன்கள், அதாவது நமது சூரியனது அளவு, அல்லது சூரியனைப்போல 1.4 மடங்கு வரை திணிவுகொண்ட விண்மீன்கள், இறுதியாக வெள்ளைக்குள்ளன் என்ற நிலையை அடைகிறது.

விண்மீனின் புறப்பகுதிகள் அனைத்தும் வெளிநோக்கி வீசப்பட்டு, இறுதியாக விண்மீனின் மையப்பகுதி மாத்திரம் எஞ்சி இருக்கும். இந்த மையப்பகுதி அண்ணளவாக நமது பூமியின் அளவில் இருக்கும்.

கழுதை தேய்ந்து கட்டெறும்பு ஆவது போல (?!), பெரிய சூரியனைப் போன்ற விண்மீன் சுருங்கி பூமியின் அளவை அடையும். இதுவே வெள்ளைக்குள்ளன். இது மேலும் தனது சொந்த ஈர்ப்புசக்தியால் சுருங்குவதில்லை. அதற்கு காரணம் இலத்திரன் அழுத்தம் ஆகும்.

ஓர் வெள்ளைக்குள்ளனாக மாறிய நட்சத்திரத்தில் என்ன நிகழ்கிறது என்று நமக்கு குவாண்டம் இயற்பியல் விளக்குகிறது. அணுவை வேகமாக சுற்றும் இலத்திரன்கள் ஒருவிதமான அழுத்தத்தை உருவாக்குகின்றன, இந்த அழுத்தம், வெள்ளைக்குள்ளன் மேலும் சுருங்குவதை தடுக்கிறது.

அதேபோல மையப்பகுதியின் திணிவு அதிகமாக இருப்பின், அதன் அடர்த்தியும் அதிகமாக இருக்கும், ஆகவே, திணிவு அதிகமான வெள்ளைக்குள்ளன் அளவில் சிறியதாகவும், திணிவு குறைவான வெள்ளைக்குள்ளன் ஒப்பீட்டு அளவில் பெரியதாகவும் இருக்கும்.

ஆனால் ஒரு விண்மீனின் மையப்பகுதியின் திணிவு, சூரியனின் திணிவைப்போல 1.4 மடங்கைவிட அதிகமாக இருப்பின், அல்லது மொத்த விண்மீனின் திணிவு சூரிய திணிவைப்போல எட்டு மடங்குக்கு மேல் இருப்பின், அதன் விதி இன்னும் உக்கிரமாக இருக்கும்! மீயோளிர் நட்சத்திர வெடிப்பு / சூப்பர்நோவா எனப்படும் மிகப்பிரமாண்டமான வெடிப்புடன் குறிப்பிட்ட விண்மீன் தனது நிலையை இழக்கிறது.

SN 1987a – சூப்பர்நோவா எச்சம் – 160000 ஒளியாண்டுகள் தூரத்தில் இருக்கும் பெரிய மகிலன் முகில் விண்மீன்பேரடையில் இருக்கிறது

முன்னர் கூறியது போல, ஒரு விண்மீன், ஐதரசனில் இருந்து படிப்படியாக அணுக்கரு இணைவு மூலம் அதன் மையப்பகுதி இரும்பாக மாறியவுடன், மேற்கொண்டு அணுகரு இணைவு மூலம் சக்தியை உருவாக்க முடியாத விண்மீன், தனது அளவை பேணத்தேவையான அழுத்தத்தை இழக்கிறது. மையப்பகுதியின் திணிவு 1.4 சூரியத் திணிவைவிட அதிகமாக இருக்கும் போது, அதன் ஈர்ப்பு விசையை தாங்காமல், கிட்டத்தட்ட 10000 கிலோமீட்டர் விட்டமான விண்மீனின் மையப்பகுதி, 50 கிலோமீட்டருக்கும் சிறிதாக சுருங்குகிறது. அவ்வேளையில் அதன் வெப்பநிலை 100 பில்லியன் பாகை செல்சியஸ்வரை அதிகரிக்கிறது. இவ்வாறு சுருங்கும் போது, விண்மீனின் மேற்பகுதியும் சுருங்கினாலும்,  அதிகூடிய வெப்பநிலையால், திடீரென பெரிதாக விரிந்து, அளவுக்கதிகமான சக்தியை வெளியிட்டு வெடிக்கிறது.

சில சூப்பர்நோவாக்கள் ஒரு சில வாரங்கள் வரை இவ்வாறு அளவுக்கதிகமான சக்தியை வெளியிடும். இவ்வாறு வெளியிடும் சக்தி மிக மிக அதிகம் என்பதால் அந்த சூப்பர்நோவா தானிருக்கும் விண்மீன் பேரடையை (galaxy) விட மிகப்பிரகாசமாக ஒளிரும்.

இவ்வாறு சூப்பர்நோவாவாக முடிந்த விண்மீனில் இன்னும் ஒரு பகுதி எஞ்சி இருக்கும், அதுதான் மிகச் சிறிதாக சுருங்கிய அந்த விண்மீனின் மையப்பகுதி. விண்மீனின் திணிவிற்கு ஏற்ப அந்த மையப்பகுதியானது ஒன்றில் நியூட்ரான் விண்மீனாகவோ அல்லது கருந்துளையாகவோ மாறும்.

அடுத்த பதிவில் நியூட்ரான் நட்சத்திரங்கள் பற்றி பார்க்கலாம்.

படங்கள்: இணையம்