கருந்துளைகள் 07 – இயற்கையை வளைக்கும் மின்காந்தப்புலம்

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

கருந்துளைகள் – அறிவியல் தொடர்

நியூட்ரான் விண்மீன்கள் மிகுந்த காந்தப்புலத்தை கொண்டவை, சொல்லப்போனால் இந்த பிரபஞ்சத்தில் அதிகூடிய காந்தப்புலத்தை கொண்ட அமைப்பாக இந்த நியூட்ரான் விண்மீன்களே காணப்படுகின்றன. அதிலும் மக்னட்டார் (Magnetar) எனப்படும் நியூட்ரான் விண்மீன்கள் பூமியின் காந்தப்புலத்தைப்போல குவார்ட்ட்ரில்லியன் மடங்கு (குவார்ட்ட்ரில்லியன் என்பது, 1 இற்குப் பின்னால் 15 பூஜியங்கள் வரும் இலக்கம்!) அதிகமான காந்தபுலத்தை கொண்டுள்ளன.

ஏன் இந்த நியூட்ரான் விண்மீன்கள் இப்படி அதிகூடிய காந்தப்புலத்தை கொண்டுள்ளன என்று பார்க்கலாம்.

சாதாரணமாக விண்மீன்களுக்கு குறைந்தளவு காந்தப்புலம் இருக்கும், இவ்வாறு காந்தபுலம் இருக்கும் விண்மீன் ஒன்று சூப்பர்நோவாவாக அழியும் போது, இந்த விண்மீனின் மையப்பகுதி சுருங்குவதால், அதற்கு இருக்கும் காந்தப்புலமும் சேர்ந்தே சுருங்குகிறது. இவாறு சுருங்கும் போது, இந்த காந்தபுலத்தின் வீரியம், சுருங்கிய வீதத்தின் அடிப்படையில் அதிகரிக்கும்.

நண்டு நேபுலா – அதன் மையத்தில் ஒரு துடிப்பலை

சரி, ஒரு உதாரணம் மூலம் விளக்குகிறேன், நமது சூரியனுக்கு இருக்கும் காந்தப்புலத்தின் அளவைக்கொண்ட (சூரியனது சராசரி மேற்பரப்பு காந்தபுலம் கிட்டத்தட்ட 5 Gauss, பூமியின் மேற்பரப்பில் காந்தபுலம், கிட்டத்தட்ட 1 Gauss, என்னடா, சூரியனது காந்தபுலம் அவ்வளவுதானா என எண்ணவேண்டாம், சூரியன் பூமியை விட பலமடங்கு பெரியது, ஆகவே அதன் மொத்த காந்தபுலத்தின் சக்தி பூமியை விட பலமடங்கு அதிகம்) ஒரு விண்மீன், நியூட்ரான் நட்சத்திரமாக சுருங்கும் போது, அதன் காந்தபுலத்தின் வீரியம் கிட்டத்தட்ட சுருங்கிய விகிதமான 1.25×10¹⁴ மடங்காக அதிகரிக்கும். அதாவது 1 Gauss ஆரம்ப காந்தப்புலம், 56 மில்லியன் Gauss களாக அதிகரிக்கும்.

ஆனால் சூரியனது அளவுகொண்ட ஒரு விண்மீன் சூப்பர்நோவாவாக வெடிக்காதே, சாதரணமாக அவ்வாறு வெடிக்கக்கூடிய விண்மீன் 100 Gauss வரை மேற்பரப்பு காந்தபுலத்தை கொண்டிருக்கும், அவ்வாறு 100 Gauss அளவு காந்தபுலத்தை கொண்டுள்ள விண்மீன் வெடித்து நியூட்ரான் விண்மீன் உருவாகும் போது அதன் காந்தப்புலம் கிட்டத்தட்ட 1 ட்ரில்லியன் Gauss வரை அதிகரிக்கும்! கீழ் வரும் அட்டவணையில் பிரபஞ்சத்தில் உள்ள பல்வேறுபட்ட அமைப்புகளுக்கு இருக்ககூடிய அண்ணளவான காந்தபுலத்தின் அளவை குறிபிட்டுள்ளேன்.

பிரபஞ்சக்காந்தபுலத்தின் அளவு	0.00001 Gauss
சூரியப்புயல்	0.00005 Gauss
வின்மீனிடை முகில்கள்	0.001 Gauss
பூமியின் மேற்பரப்பு	1 Gauss
சூரியனது மேற்பரப்பு	5 Gauss
பாரிய நட்சத்திரம்	100 Gauss
குளிர்சாதனப்பெட்டியின் கதவில் ஓட்டும் காந்தம்	100 Gauss
சூரியப்புள்ளியின் புலம்	1000 Gauss
வியாழனின் காந்தபுலம்	1000 Gauss
காந்தபுலம் அதிகம் கொண்ட நட்சத்திரம் (BD+54 2846)	12,000 Gauss
வெள்ளைக்குள்ளன்	1,000,000 Gauss
நியூட்ரான் நட்சத்திரத்தின் மேற்பரப்பு	1,000,000,000,000 Gauss
மக்னட்டார்	1,000,000,000,000,000 Gauss

துடிப்பலைகள் / பல்சார்கள் (Pulsar)

நியூட்ரான் விண்மீன்களுக்கு இன்னுமொரு பண்பு உண்டு. இவை மிக வேகமாக சுழலக்கூடியவை. இவ்வாறு சுழலும் நியூட்ரான் விண்மீன்கள், பல்சார் / துடிப்பலை (Pulsar) என அழைக்கப்படுகிறது. ஏற்க்கனவே அதிக சக்திவாய்ந்த காந்தப்புலத்தைக் கொண்டுள்ள இந்த நியூட்ரான் விண்மீன்கள், மிக வேகமாக சுற்றும் போது, ஒரு சக்திவாய்ந்த டைனமோ போல செயல்பட்டு, மிக மிக அதிகமான மின்சக்தியை தோற்றுவிக்கிறது. சர்வசாதாரணமாக ஒரு பல்சார் குவார்ட்ட்ரில்லியன் வோல்ட் மின்னழுத்த வேறுபாட்டை உருவாக்கும். இவை கிட்டத்தட்ட பூமியில் தோன்றும் மின்னல்களில் உள்ள மின்னழுத்த வேறுபாட்டை விட 30 மில்லியன் மடங்கு அதிகம்!

துடிப்பலையின் துருவத்தில் இருந்து வெளிப்படும் கதிர்வீச்சு

இவ்வாறு தோன்றிய மிக அதிகமான மின்அழுத்த வேறுபாடு மற்றும் அதிகளவான காந்தபுலம், உயர் சக்திகொண்ட துகள்களை தோற்றுவிக்கிறது. இந்த துகள்கள், ரேடியோ அலைவீச்சில் இருந்து காமா அலைவீச்சு வரை மிக சக்திவாய்ந்த கதிர்வீச்சை தோற்றுவிக்கிறது. இந்த கதிர்வீச்சு இந்த துடிப்பலை விண்மீனின் துருவங்களினூடாக ஒரு கலங்கரைவிளக்கத்தில் உள்ள ஒளி போல . இருபக்கமும் பாயும், அதேவேளை இந்த துடிப்பலை விண்மீன் வேகமாக சுற்றிக்கொண்டு இருப்பதனால், இந்த இரண்டு துருவங்களிலும் இருந்து வரும் கதிர்வீச்சு பூமிக்கு விட்டு விட்டு வருவதால் இதற்கு துடிப்பலை என்று பெயர் வந்தது.

இங்கு மிக முக்கியமான விடயம், துடிப்பலைகளின் துருவங்கள் பூமியை நோக்கி இருந்தால் மட்டுமே, எம்மால் இந்த துடிப்பலை விண்மீன்களை பார்க்கமுடியும். அதாவது, நீங்கள் கடலில் கப்பலில் பயணிக்கும் போது, கலங்கரைவிளக்கம் இருக்கும் பக்கத்தை பார்த்தல் தான் அதன் ஒளி தெரிவதைப்போல.

இந்த துடிப்பலைகள் முதன் முதலில் 1967இல் தான் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. இன்றுவரை கிட்டத்தட்ட ஆயிரம் துடிப்பலை விண்மீன்களை நாம் கண்டறிந்துள்ளோம். அதிலும் குறிப்பாக நண்டு நெபுலாவில் உள்ள துடிப்பலை மிக சக்திவாய்ந்த ஒரு துடிப்பலை, அண்ணளவாக 6000 ஒளியாண்டுகள் தூரத்தில் உள்ள இந்த துடிப்பலை, ஒரு செக்கனுக்கு 30 தடைவைகள் துடிக்கிறது (அப்படியென்றால், ஒரு செக்கனுக்கு 15 தடவைகள் தனது அச்சில் சுழல்கிறது என்று பொருள்!)

இப்படி மிக வேகமாக சுழலும் துடிப்பலை விண்மீன்கள் காலத்திற்கும் தொடந்து சுற்றிக்கொண்டு இருப்பதில்லை. இந்த துடிப்பலையில் இருந்து வெளிவரும் கதிர்வீச்சு காரணமாக காலப்போக்கில் இந்த விண்மீன்களின் சுழற்ச்சி வேகம் குறைகிறது. துடிப்பலையின் சுழற்ச்சி வேகம் ஒரு கட்டத்தை விட குறையும் போது, துருவங்களில் இருந்துவரும் கதிர்வீச்சு நின்றுவிடும் (சைக்கில் டைனமோவை நினைத்துப்பாருங்கள், ஒரு அளவு வேகத்தைவிட குறைவாக நீங்கள் பயணிக்கும் பொது, டைனமோ மூலம் ஒளிரும் முன்விளக்கு அணைந்துவிடும்). அண்ணளவாக ஒரு துடிப்பலை விண்மீன் ஒன்று உருவாக்கி, 10 இல் இருந்து 100 மில்லியன் வருடங்களில் அதன் துடிப்பலை நின்றுவிடும்.

ஆக, வானியலாளர்கள், இந்தப் பிரபஞ்சத்தில் உருவாகிய துடிப்பலைகளில் 99% ஆனவை ஏற்கனவே அணைந்துவிட்டது (துடிப்பதை நிறுத்திவிட்டது) என கருதுகின்றனர், ஏனெனில் பிரபஞ்சம் தோன்றி 13.7 பில்லியன் வருடங்கள் ஆகிறதே!

நியூட்ரான் விண்மீன்களைப் பற்றி நிறைய விடயங்களை பார்த்துவிட்டோம், முடிப்பதற்கு முன் இறுதியாக ஒருவிடயம்.

நியூட்ரான் விண்மீன்கள் சிலவேளைகளில் இரட்டை விண்மீன் தொகுதியில் தோன்றலாம். இப்படி இரட்டை விண்மீன்களில் ஒன்று நியூட்ரான் விண்மீனாக மாறும் பட்சத்தில், மற்றைய விண்மீனில் இருக்கும் வஸ்துக்களை இந்த நியூட்ரான் விண்மீன் உறுஞ்சத் தொடங்கிவிடும். இவ்வாறு உறுஞ்சப்படும் வாயுக்கள், துணிக்கைகள், இந்த நியூட்ரான் விண்மீனைச் சுற்றி மிக வேகமாக சுழலும் ஒரு தகட்டைப்போல உருவெடுத்துவிடும். இவ்வாறு மிகவேகமாக சுழலும் தட்டு, அதிகளவான எக்ஸ் கதிர்வீச்சை உருவாகுகிறது.

அருகில் இருக்கும் நட்சத்திரத்தை உருஞ்சும் நியூட்ரான் நட்சத்திரம்

பிரபஞ்சத்தில் உள்ள எல்லா விண்மீன் வகைகளையும் விட, கருந்துளைக்கு மிக ஒத்த பண்புகளை கொண்டது இந்த நியூட்ரான் விண்மீன்கள்தான். ஆனால் அவைகூட கருந்துளையின் வில்லத்தனத்திற்கு ஏணி வைத்தும் எட்டிப்பார்க முடியாதளவு தள்ளியே இருக்கிறது.

அடுத்ததாக நாம், கருந்துளையை நோக்கி பயணிப்போம்.

– சிறி சரவணா

படங்கள்: இணையம்