வானம் எனக்கொரு போதிமரம் - அத்தியாயம் (10)

மனிதக் குழந்தைகளைப் போலவே விண்மீன்களும் வெவ்வேறு அளவில் பிறக்கின்றன. சில சிறியதாகவும் சில அளவில் பெரியதாகவும் சில நடுத்தரமான அளவிலான நிறையுடனும் பிறக்கின்றன. மனிதக் குழந்தைகளில், பிறக்கும்பொழுது அதிக நிறையுடன் பிறக்கும் குழந்தை, பிற்காலத்தில் ஆரோக்கியமான அதிக ஆயுளுடன் வாழும் என்று கருதப்படுகிறது. ஆனால் இதற்கு எதிர் மறையாக அதிக நிறையுடன் பிறக்கும் விண்மீன் குறைந்த ஆயுளையே பெறும். முதற் கண்ணோட்டத்தில் மேற் கூறிய கருத்து வினோதமாகத் தோன்றினாலும் ,எளிதில் இந்த உண்மையைப் புரிந்து கொள்ள முடியும்.

மனிதர்களில் , ஒரு சிசு அதன் பிறப்புக்குப் பின்னர், வளர்ச்சி பெறத் தேவைப்படும் உணவை ஆயுட் காலம் முழுவதும் வெளியிலிருந்தே பெறுகிறது. ஆனால் விண்மீன், அதன் பிறப்பின் பொழுது இருப்பில் இருந்த ஹைட்ரஜன் எரி பொருளை பயன்படுத்தி மட்டுமே உயிர் வாழ வேண்டும் அல்லவா?அப்படிப் பார்த்தால் சிறிய குறைந்த நிறையுடன் பிறக்கும் விண்மீனில் குறைந்த ஹைட்ரஜன் இருப்புதான் இருக்கும். அதனால் குறைந்த ஆயுளைப் பெற வேண்டும். அதிக நிறை கொண்ட விண்மீனில் அதிக ஹைட்ரஜன் இருக்கும் என்பதும், அதிக ஹைட்ரஜன் எரி பொருளைக் கொண்ட விண்மீன் அதிக வாழ் நாளை பெற்றிருக்க வேண்டும் என்பதே சரி. இருப்பினும் பிறப்பில் அதிக நிறையுடைய விண்மீன் ஏன் குறைந்த ஆயுளைக் கொண்டுள்ளது? இப் புதிருக்கான தீர்வு வீண்மீன்களின் இயற்பண்புகளில் அமைந்துள்ளது.

மனிதனுக்கு மட்டுமல்ல விண்மீனுக்கும் வாழ்க்கையே ஒரு போராட்டம் தான். விண்மீனின் பிறப்பிற்கு காரணமாக அமைந்த ஈர்ப்பியல் விசையை எதிர்ச்சமன் (Counterbalance) செய்ய அதிக ஆற்றலை உருவாக்க வேண்டியிருப்பதால் , தகுந்த வெப்ப நிலையை விண்மீன் பராமரித்தல் அவசியமாகிறது. 
எனவே விண்மீன் அளவில் பெரியதாக ஆக ஆக உருவாக்க வேண்டிய ஆற்றலின் அளவும் அதிகரிக்கும். எனவே சிறிய விண்மீன் ஒவ்வொரு நொடியும் ஹைட்ரஜனை எரித்து உருவாக்க வேண்டிய ஆற்றலை விடப் பன்மடங்கு அதிக ஹைட்ரஜனை எரித்துத் தேவையான உயர் உட்புற வெப்ப நிலையைப் பெரிய விண்மீன் நிலை நிறுத்த வேண்டும். இக் காரணத்தாலேயே அளவில் பெரிய விண்மீன் தனது ஹைட்ரஜன் இருப்பை, சிறிய விண்மீனை விட மிக வேகமாகக் காலி செய்து விடுகிறது.

http://large.stanford.edu

நிறையில் உள்ள வேறுபாடு எந்த அளவுக்கு விண்மீன்களின் ஆயுளை நிர்ணயிக்கிறது என்று பார்த்தால் அது அதிகமாக நம்மை ஆச்சரியத்தில் ஆழ்த்தும்.

T என்பது விண்மீனின் ஆயுட்காலம் , M என்பது விண்மீனின் நிறை

T_S என்பது சூரியனின் ஆயுட்காலம் (10 பில்லியன் ஆண்டுகள்) மற்றும் 

M_S சூரியனின் நிறை (1) என்றால்,

அதாவது ஒரு விண்மீனின் நிறை (T) = 0.5 (T_s) 

ஆயுள் காலம் = 40,000,000,000 ஆண்டுகள் (40 பில்லியன் ஆண்டுகள்)

விண்மீனின் நிறை = கதிரவனின் நிறை
ஆயுள் காலம் = 10,000,000,000 ஆண்டுகள் (10 பில்லியன் ஆண்டுகள்)

விண்மீனின் நிறை = 30 மடங்கு கதிரவனின் நிறை
ஆயுள் காலம் = 10,000,000ஆண்டுகள் (10 மில்லியன் ஆண்டுகள்) என்று கணக்கிட்டுக் கொள்ளலாம்.

எடுத்துக்காட்டாக நம் கதிரவனைப் போல நடுத்தரமான விண்மீனின் ஆயுட் காலம் கிட்டத்தட்ட 10,000 மில்லியன் ஆண்டுகள் என கணக்கிடப்பட்டுள்ளது. மேற்குறிப்பிட்ட வீண்மீனைப் போல் 30 மடங்கு அளவில் பெரிய விண்மீன் சில மில்லியன் ஆண்டுகளே உயிர் வாழும்.அதே சமயம் 30 மடங்கு அளவில் சிறிய விண்மீன் 10,000 மில்லியன் ஆண்டுகளை விடப் பன் மடங்கு அதிக வாழ் நாளைப் பெற்றிருக்கும். விண்மீனின் ஆயுள் பற்றி நாம் பேசும் பொழுது கண்டிப்பாக அதன் வயதை அளவிடும் வழிமுறைகளையும் அறிந்திருத்தல் அவசியம். 

ஒரு தொழிற்சாலையில், உலையில் கரி எரிக்கப்படும் வீதம் மற்றும் உலையில் இடப்பட்ட கரியின் மொத்த அளவு ஆகியவற்றிலிருந்து உலை எவ்வளவு காலம் எரியும் என்பதை அங்கு வேலை செய்யும் அனுபவமிக்க தொழிலாளி எளிதில் மதிப்பிடுவதைப் போலவே, வானியலாளர்களும் வீண்மீன்களின் ஆயுளைக் கணக்கிடுகின்றனர். அணுக்கரு இயற்பியலாளர்கள் ஒவ்வொரு இணைவு வினையின் போதும் எவ்வளவு ஆற்றல் வெளியாகும் என்று கணக்கிட்டு உள்ளனர். இதன் அடிப்படையில் ஒரு விண்மீன் எந்த வீதத்தில் ஹைட்ரஜனை செலவழிக்கிறது என்பதைக் கணக்கிடலாம். ஏனெனில் H-R வரைபடத்தின் வாயிலாக விண்மீன்கள் எவ்வளவு வெப்பமாக உள்ளதென்று அறிய முடியும். அதிக வெப்பமான விண்மீன் அதிக ஹைட்ரஜனை செலவழிக்கும் என்பதால் ஹைட்ரஜன் பயன் படுத்தும் வீதமும், இருப்பிலுள்ள ஹைட்ரஜனின் அளவும் தெரியும் பட்சத்தில் எளிய கணக்கீடுகள் மூலம் விண்மீனின் வயதைக் கண்டுபிடிக்க முடியும்.

பிறப்பிற்குப் பின்னர் பெரும்பான்மையான விண்மீன்கள் எந்தக் குறுக்கீடுமற்ற வாழ்நாளுடன் மாறாத அளவிலான ஒளி மற்றும் வெப்பத்தை வெளியிடுகின்றன. இந்த நிலையில் உள்ள எல்லா விண்மீன்களும் H-R வரைபடத்தில் முக்கியத் தொடரில் (Main Sequence) இருக்கும். அடுத்ததாக என்ன நடக்கும் என்பது அறிவுப் பூர்வமான கருத்துக்களை ஆய்வு செய்து பெறப்பட்டவையாகும். கம்ப்யூட்டர் உருவாக்கப்படும் முன்னர் வானியலாளர்கள் நிறைய, நீளமான கணக்கீடுகளை செய்ய வேண்டியதிருந்தது. ஒரு விண்மீன் மாதிரியை உருவாக்க ஒரு ஆராய்ச்சியாளருக்கு சுமார் ஓராண்டு காலம் பிடிக்கும். விண்மீனின் வாழ்வில் வெவ்வேறு நிலைகளைப் பற்றி அறிய கிட்டத்தட்ட சுமார் பத்து விண்மீன் மாதிரிகளையாவது உருவாக்க வேண்டும். ஆனால் இன்று வானவியலாளர்கள் அவ்வளவு கடினமான கணக்கீடுகளைத் தீர்க்கவோ அன்றி நெடுங்காலம் காத்திருக்கவோ வேண்டியதில்லை. இன்றைய கம்ப்யூட்டர்கள் நொடிப் பொழுதில் சிக்கலான கணக்கீடுகளுக்கும் தீர்வளித்து விடுகின்றன. எனவே இப்பொழுது விண்மீனின் அளவுகளுக்கேற்ப அவற்றின் வாழ்க்கைப் பாதையை கூறி விடலாம்.

நிலைத் தன்மையுடன் முக்கியத் தொடரில் உள்ள எல்லா விண்மீன்களும் ஹைட்ரஜனை அணுக்கரு இணைவின் மூலம் ஹீலியமாக மாற்றுவதன் வாயிலாகவே ஆற்றலைப் பெறுகின்றன என்று கம்ப்யூட்டர் மாதிரிகள் தெரிவிக்கின்றன. ஆனால் இந்த நிலைத்தன்மையை (Stability) விண்மீன் தனது தொடக்க இருப்பில் 12 விழுக்காடு (Percent) ஹைட்ரஜனைப் பயன்படுத்தியதும் இழந்து விடும்.

இந்தக் கட்டத்தில் விண்மீனின் உள்ளே மையப் பகுதியில் மீதமாக ஹீலியமே இருக்கும் என்பதால் அணுக்கரு வினை தொடர்ந்து நடக்காது. ஆகவே ஈர்ப்பு விசையால் ஏற்படும் குறுக்கத்தை (Contraction) சமன் செய்ய ஆற்றல் கிடைக்காது. எனவே மையம் சுருங்கத் தொடங்குவதால் வெளியாகும் வெப்பம் வெளியே உள்ள எரியாத ஹைட்ரஜனை வெப்பப் படுத்தும். இதனால் சீக்கிரமே மீண்டும் ஹைட்ரஜன் ஹீலியமாக மாறத் துவங்கும். அணுக்கரு வினையின் காரணமாக உருவாகும் வெப்பம் வாயுவை வெளித்தள்ளி ஊதப்பட்ட பலூன் போல விண்மீனை விரிவடையச் செய்து விடும். இத்தகைய விரிவால் விண்மீன் அதன் அளவில் பெரியதாகும்.அதாவது அதன் கனஅளவு சுமார் 10,000 மடங்கு வரை கூட அதிகரிப்பது மட்டுமன்றி அதன் வெப்ப நிலை சுமார் 3000 கெல்வின் அளவிற்கு குறைவதால் சிவப்பாகவும் தோன்றும். 

விண்மீன் இப்பொழுது சிவப்பரக்கர் (RED GIANT) என்ற பெயருடன் H-R வரைபடத்தில் முக்கியத் தொடரை விட்டு விலகிச் சென்று விடும். சிவப்பரக்கர்கள் அளவில் பெரியதாக இருந்த போதிலும் கூட ,அதன் நிறை அது உருவான விண்மீனின் நிறைக்கே சமமாக இருக்குமாதலால் அடர்த்தியில் மிகவும் குறைந்து காணப்படும்.

எடுத்துக் காட்டாக திருவாதிரை (Betelegeuse) ஒரு சிவப்பரக்க (RED GIANT) விண்மீன். இந்த விண்மீனின் அடர்த்தி நமது கதிரவனின் அடர்த்தியில் 30 மில்லியனில் ஒரு பங்காகவே உள்ளது.அவற்றில் குறிப்பிடத்தக்கவை 

விருச்சிக (Scorpio) ராசியில் உள்ள கேட்டை (Antares), ரிஷப (Taurus) ராசியில் உள்ள ரோகிணி (Aldebaran) மிதுன (Gemini) ராசியில் அமைந்த புனர் பூசம் (Pollux) மற்றும் துலா (Bootes) ராசியில் அமைந்த சுவாதி (Arcturus) ஆகியனவாகும்.

நமது கதிரவனும் ஒரு நாள் சிவப்பரக்கனாகும். அப்போது அது 100 மடங்கு இப் பொழுதுள்ள அளவைப் போல பெரியதாகத் தோன்றும். அதிலிருந்து வெளியாகும் வெப்பம் கடல் நீரனைத்தையும் ஆவியாகச் செய்து புவியை வேக வைத்து உயிரினங்கள் அனைத்தையும் அழித்து விடும். ஆனால் இந் நிகழ்வு நம் வாழ் நாளிலோ, இன்னும் 1000 ஆண்டுகளிலோ அல்லது 10,000ஆண்டுகளிலோ நடை பெறப் போவது இல்லை. இதற்கு இன்னும் குறைந்தது 5000 மில்லியன் ஆண்டுகளாவது ஆகும்.