விண்மீன்களின் நிறங்கள்

சூரியன் ஆரஞ்சு நிறம் போலத் தெரிகிறது அல்லவா? மதியவேளையில் மஞ்சள் கலந்த வெள்ளை நிறமாகத் தெரியும். அதேபோல விண்மீன்கள் பல வண்ணங்களில் இருக்கின்றன. அதற்காக பிங்க், பச்சை, ஊதா என்றெல்லாம் இல்லை. சிவப்பு, ஆரஞ்சு, மஞ்சள் வெள்ளை மற்றும் நீலம் ஆகிய நிறங்களில் சில வேறுபாடுகளுடன் விண்மீன்கள் காணப்படுகின்றன. காணப்படுகின்றன என்பதைவிட இந்த நிறங்களில் நாம் விண்மீன்களைப் பார்க்கலாம் என்பதே சரி. இதற்குக் காரணம் என்னவென்று பார்க்கலாம்.

இரவு வானில் நாம் பார்க்கும் சிறிய புள்ளிகளாகத் தெரியும் விண்மீன்கள் எல்லாமே பொதுவாக மஞ்சள்-வெள்ளை நிறங்களில் தான் தெரிகிறது அல்லவா? சில பிரகாசமான விண்மீன்கள் மட்டும் வேறுபட்ட வண்ணங்களில் தெரியலாம். ஆனால் பெரிய தொலைநோக்கிகள் மூலம் அவதானிக்கும் போது எல்லா விண்மீன்களின் நிறங்களும் நமக்குத் தெளிவாகத் தெரிகிறது.

cappellari1-4f97fe3-intro — வேறுபட்ட நிறங்களில் விண்மீன்கள்

குறிப்பாக சில விண்மீன்கள், அதாவது நல்ல பிரகாசமான சில விண்மீன்களின் நிறங்களை உங்களால் வெறும் கண்களால் அவதானிக்கக்கூடியதாக இருக்கும். Betelgeuse (திருவாதிரை) என்னும் விண்மீன் பார்க்க மஞ்சள் கலந்த சிவப்பு நிறத்தில் தெரியலாம். அதேபோல கேட்டை விண்மீன் (Antares), இது விருச்சிகம் விண்மீன் குழாத்தில் உள்ள ஒரு பிரகாசமான விண்மீன், இதுவும் பார்க்க சிவப்பு நிறத்தில் தெரியும். நீல நிறத்தில் தெரியும் விண்மீன்களும் உண்டு, உதாரணம் Rigel, ஒராயன் விண்மீன் குழாத்தில் இருக்கும் பிரகாசமான நீல நிற விண்மீன். இவை பிரகாசமாக இருப்பதனால் வெறும் கண்களுக்கே வேறுபட்ட நிறங்களில் தெரிகிறது. ஆனால் பொதுவாக எல்லா விண்மீன்களுக்கும் நிறம் உண்டு.

இந்த நிற வேறுபாடுக்கு காரணம் என்னவென்று பார்க்கலாம்.

விண்மீனின் நிறத்திற்கு பல்வேறு காரணிகள் செல்வாக்குச் செலுத்துகின்றன. அதில் மிக முக்கியமானது விண்மீனின் வெப்பநிலை. ஒரு விண்மீன் வெளியிடும் சக்தியைப் பொறுத்து அதன் நிறம் மாறுபடுகிறது, இதற்குக் காரணம் விண்மீன்கள் கரும்பொருள் கதிர்வீச்சு (black body radiation) மூலம் அதனது சக்தியை வெளிவிடுவதாலாகும்.

முதலில் கரும்பொருள் கதிர்வீச்சு என்றால் என்னவென்று பார்த்துவிடலாம்.

இங்கு நாம் கரும் பொருள் என்று கருதுவது, bkackbody எனப்படும் ஒரு பௌதீகப் பொருளாகும். இதனை dark matter எனப்படும் விடயத்தோடு குழப்பிக் கொள்ளவேண்டாம்.

கரும்பொருள் (blackbody) எனப்படுவது, மின்காந்தக் கதிர்வீச்சை உறிஞ்சிக் கொள்ளக்கூடிய ஒரு பொருளாகும். மின்காந்த அலைகளில் இருக்கும் எல்லா அலைநீளங்களில் வெளிவரும் கதிர்வீச்சையும் இது உறிஞ்சிக்கொள்ளும் தன்மையுடையது. எல்லாவகையான மின்காந்த அலைகளையும் உறிஞ்சிக்கொள்வதால், ஒளி உள்ளடங்கலாக இதில் பட்டுத் தெறிப்பதில்லை. ஆகவே அறைவெப்பநிலையில் இது கறுப்புநிறமாகக் காட்சியளிக்கும்.

மேலும் வெப்பச்சமநிலையான சூழலில் கரும்பொருள் கதிர்வீச்சை வெளியிடுகிறது. இதனையே கரும்பொருள் கதிர்வீச்சு (blackbody radiation) என அழைக்கிறோம். அறைவெப்பநிலையில் இருக்கும் ஒரு கரும்பொருள் உள்ளடங்கலாக கதிர்வீச்சை வெளியிடும், ஆனால் அது கட்புலனாகாத அகச்சிவப்புக் கதிர்வீச்சாக இருப்பதனால் எம்மால் அவற்றை கண்களால் பார்க்கமுடிவதில்லை.

எளிய உதாரணம் மூலம் விளங்கிக்கொள்ள வேண்டும் என்றால், 100% பூரணமான கரும்பொருள் இல்லை என்றே கூறவேண்டும். பூரணமான கரும்பொருளுக்கு மிக அருகில் இருக்கும் ஒரு பொருள் கருந்துளை (black hole) என விஞ்ஞானிகள் கருதுகின்றனர்.

நாமும் ஒரு விதத்தில் கரும்பொருள் தான். அறைவெப்பநிலையில் எமது உடலில் இருந்து மின்காந்தக் கதிர்வீச்சு, அகச்சிவப்புக் கதிர்வீச்சாக வெளிவருகிறது. நமது உடல் மட்டுமல்ல, அணுக்களால் ஆன எல்லாப் பொருட்களும், தனிவெப்பக் கீழ்வரம்புக்கு (absolute zero (-273 பாகை செல்சியஸ்)) மேலே வெப்பநிலை இருக்கும் போது, கரும்பொருள் கதிர்வீச்சை வெளியிடும்.

கரி இதற்கு ஒரு நல்ல உதாரணம்; அறைவெப்பநிலையில் அது கறுப்பு நிரமல்லவா? (அதகாகக் கரியை 100% கரும்பொருள் என்று கருதவேண்டாம், இங்கு இலகுவாகப் புரிந்துகொள்ள இந்த உதாரணத்தைப் பயன்படுத்தியுள்ளேன்) அப்போதும் அது கதிர்வீச்சை வெளியிடுகிறது, ஆனால் அகச்சிவப்புக்கதிராக. நாம் கரியை தீயில் பற்றவைத்தால், கொஞ்சம் கொஞ்சமாக அது வெளியிடும் கரும்பொருள் கதிர்வீச்சு அதிகரிக்கிறது. இப்படியாக வெப்பநிலை அதிகரிக்க கொஞ்சம் கொஞ்சமாக அதன் நிறம் மெல்லிய சிவப்பாக உருவாக்கி, பின்பு ஆரஞ்சு, மஞ்சள் என்று மாறி, இறுதியாக போதுமானளவு வெப்பநிலையில் வெள்ளை நிறமாக காட்சியளிக்கும். கரியைப் பயன்படுத்தும் கொல்லன் பட்டறையில் கரியை துருத்தி மூலம் அதிகூடியளவு வெப்பநிலைக்கு சூடேற்றுவதன்மூலம் இரும்பை சூடாக்குவதை நீங்கள் பார்த்திருக்கலாம்.

அடுப்பு அடுத்த நல்ல உதாரணம், மெழுகுவர்த்தி மஞ்சள் நிறத்தில் எரியும், அதேபோல்தான் விறகடுப்பும். ஆனால் பெற்றோலிய வாயு அடுப்பு நீல நிறத்தில் எரியும். விறகடுப்பில் சமைப்பதற்கு எடுக்கும் நேரத்தைவிட வாயு அடுப்பில் சமைக்க எடுக்கும் நேரம் குறைவு. காரணம் கீழே!

Tspectrum — வெப்பநிலைக்கு ஏற்றவாறு நிறமாற்றம்.

இந்த நிரமாற்றதிற்குக் காரணம் அதன் வெப்பநிலையே. உங்களுக்கு மின்காந்த அலைகளைக் பற்றித் தெரிந்திருந்தால், அதன் வேறுபட்ட அலைகளுக்குக் காரணம் அதன் சக்திமட்டம் என்று உங்களுக்குத் தெரிந்திருக்கும். உதாரணமாக, சிவப்பு நிற மின்காந்த அலைகளைவிட நீல நிற மின்காந்த அலைகள் அலைநீளம் குறைந்தவை, எனவே அவற்றின் சக்தியளவு அதிகம். சிவப்பைவிட அகச்சிவப்பு அலைநீளம் குறைந்தது.

மின்காந்த அலைகள் பற்றி மேலும் அறிய மின்காந்த அலைகள் 1 : அறிமுகம் என்னும் கட்டுரையை வாசிக்கவும்.

ஆகவே நாம் ஒரு பொருளை வெப்பப்படுத்தும் போது அது சக்தியைப் பெற்றுக்கொண்டு வெளிவிடும் சக்தியின் அளவும் அதிகரிக்கிறது, ஆகவே கொஞ்சம் கொஞ்சமாக அகச்சிவப்பு கதிர்வீச்சு, சிவப்பாக மாறி, பின்னர் வெள்ளை-கலந்த நீலமாக மாறி இறுதியில் நீலநிறமாக மாறுகிறது. அதையும் தாண்டி அது வெளியிடும் கதிர்வீச்சின் அளவு அதிகரிக்கும் போது, புறவூதாக்கதிர்வீச்சாக அது வெளிப்படும். ஆகவே கண்களால் பார்க்ககூடிய ஆகக்கூடிய வெப்பநிலை நீலமாகத் தான் தெரியும்.

13103896 — வெப்பமாக்கப்பட்ட இரும்பு மஞ்சள் கலந்த வெள்ளை நிறமாகத் தெரிகிறது.

ஆகவே கரும்பொருள் கதிர்வீச்சு கண்களுக்குப் புலப்படாவிடினும், அகச்சிவப்புக்கதிர்வீச்சாக வெளிவந்துகொண்டே இருக்கும். ஒரு பொருளின் வெப்பநிலை 525 பாகை செல்சியசிற்கு மேலாக அதிகரிக்கும் போது குறித்த பொருள் கரும்பொருள் கதிர்வீச்சினால் கட்புலனாகும் அளவிற்கு ஒளிரத்தொடங்கும். (கரியைப் பற்றவைத்து சில நிமிடங்களில் அது சிவப்பாக மாறத்தொடங்கும் நிலையைக் கருதுக)

சரி, கரும்பொருள் கதிர்வீச்சு பற்றிப் பார்த்துவிட்டோம், தற்போது விண்மீன்களில் இது எப்படி நிறவேறுபாட்டை ஏற்படுத்துகிறது என்று பார்க்கலாம்.

விண்மீன்கள் 100% கரும்பொருள் இல்லையெனினும், அதன் நிறவேறுபாடு, கரும்பொருள் கதிர்வீச்சு சார்ந்ததாகவே இருக்கிறது. அவை அதிகளவாக சக்தியைக் கதிர்வீச்சாக வெளியிடுவதால் கண்களுக்குப் புலப்படும் மின்காந்த அலைவீச்சில் அவற்றின் கரும்பொருள் கதிர்வீச்சு காணப்படுகிறது.

ஆகவே ஒரு விண்மீனின் வெப்பநிலை என்னவோ, அதனை அடிப்படியாகக்கொண்டே அதன் நிறமும் காணப்படுகிறது. விண்மீன்களின் வெப்பநிலையை அடிப்படையாகக்கொண்டு O B A F G K M என விண்மீன்களை வகைப்படுத்தியுள்ளனர். இதில் O வகை ஆகக்கூடிய வெப்பநிலையைக் கொண்ட விண்மீன்களைக் குறிக்கவும், படிப்படியாக வெப்பநிலை B A F G K எனக் குறைவடைந்து மிகவும் குறைவான வெப்பநிலை கொண்ட விண்மீன்கள் M வகை விண்மீன்கள் எனவும் அழைக்கப்படுகின்றன.

கீழே உள்ள அட்டவணையில் குறித்த வகை விண்மீன்கள் கொண்டிருக்கக்கூடிய வெப்பநிலை மற்றும் அவற்றின் நிறங்கள் குறிப்பிடப்பட்டுள்ளது. வெப்பநிலை கெல்வின் அலகில் கொடுக்கப்பட்டுள்ளது. (1 K = -272 C)

வகை	வெப்பநிலை (K)	நிறம்
O	28000 – 50000	நீலம்
B	10000 – 28000	நீலம் கலந்த வெள்ளை
A	7500 – 10000	வெள்ளை
F	6000 – 7500	மஞ்சள் கலந்த வெள்ளை
G	4900 – 6000	மஞ்சள்
K	3500 – 4900	ஆரஞ்சு
M	2000 – 3500	சிவப்பு