பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான நூறு புதிர்கள் ! சூரியக் கோள்கள் உண்டாகத் தானாக உருவாகும் பிண்டத் தூசித் திரட்டுகள்

Spread the love

Image result for dust traps in planet formation

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா

++++++++++

சூரிய குடும்பப்  பின்னலில்
ஆப்பம் போல் சுட்டுக்
கோள்கள் திரண்ட தென்ன ?
சூரிய மண்டத்தில் பூமி மட்டும்
நீர்க்கோ ளான மர்மம் என்ன ?
நீள்வட்ட வீதியில் நில்லாமல்
ஒரே மட்டத்தில் சுற்றுவ தென்ன ?
பூமியில் மட்டும்
புல்லும், புழுவும், புறாவும்
ஆறறிவு மானிடமும்
பேரளவில் பெருகிய தென்ன ?
அகக்கோள் பாறையாய்,
புறக்கோள் வாயுவாய்
பரிதி சுற்றி வருவ தென்ன ?
பிண்டத் தூசி தானாய்த் திரண்டு
அண்டக் கோளான தென்ன ?
பரிதி மண்டலத்தில்
வக்கிரமாய்ச் சுழன்று
சுக்கிரன் மட்டும்
திக்குமாறிப்
போன தென்ன ?
தன்னச்சில் சுழலாமல் கருநிலா
முன்னழகைக் காட்டிப்
பின்னழகை
மறைப்ப தென்ன ?

++++++++++++++

planet-fornation-1

இதுவரைக் கூழாங்கற்கள் எப்படிச் சேர்ந்து கோள்கள் ஆயின வென்று நாங்கள் விளக்குவதில் சிரமப்பட்டோம்.  இப்போது மற்ற பரிதிகளைச் சுற்றும் ஏராளமான கோள்களை நாங்கள் கண்டுபிடித்துள்ளோம்.  அவை இந்தப் புதிரை எப்படித் தீர்ப்பதென்று வழி காட்டியுள்ளன.  இரண்டு தடை அரண்கள் உடைபட வேண்டும்.  முதலாவது சவால், தூசி மணிகள் ஊடே வாயு இழுக்கப்பட்டுத் தட்டாக மாறி, விரைவாகப் பரிதி மையம் நோக்கி நகர்ந்து கோளாகாமல் அழிந்து போவது.

இரண்டாவது சவால், திரளும் தூசி மணிகள் [Dust Grains] வேக மோதல்களில் முறிந்து போய், சிற்சில பெரிய துணுக்குகளாய்ப் பிரிந்து, தட்டுவடைபோல் திரட்சி ஆகாமல் [Reverse Aggregation Process] போவது. கோள்களில் இந்தப் பிரச்சனைகளைத் தவிர்க்கும் அரங்கம் “பிண்டத் தூசி திரட்டு” [Dust Traps]  என்று குறிப்பிடப் படுகிறது.  இந்த மிக அழுத்த அரங்குகளில் [High-Pressure Regions] நகர்ச்சி மெதுவாகி, தூசி மணிகள் [Dust Grains] திரள்கின்றன.  மெது வேகத்தால் மோதும் போது தூசி மணிகள் சிதறிப் போவது தவிர்க்கப் படுகிறது.

டாக்டர் ஜான் ஃபிரான்காய் கன்ஸாலெஸ் [ Lead Author Center of Research Astrophysics Lyon, France]

dust-traps-1

Image result for dust traps in planet formation

Image result for dust traps in planet formation

பிண்டத் தூசி திரட்டுகளில் [Dust Traps]  பொருத்தமான உபரிகள் [Right Ingredients] இருப்பதைக் கண்டுபிடித்ததில் எங்களுக்குப் புல்லரிப்பு ஏற்பட்டது.  பல்வேறு சூழ்நிலை அரங்குகளில் பிண்டத் தூசி திரட்டுகள் தானாய் உண்டாயின.  கோள்கள் உருவாவதற்கு நீண்ட காலப் பிரச்சனை இருந்து வந்த போது,  இதுவே எளிய திடமான தீர்வு முறை என்று உறுதி யாகியுள்ளது.

டாக்டர் ஜான் ஃபிரான்காய் கன்ஸாலெஸ் [ Lead Author Center of Research Astrophysics Lyon, France]

dust-trap-3

சூரிய மண்டலக் கோள்கள் உருவாகப் புதியதோர் கண்டுபிடிப்பு 

கோள்கள் உருவாகுவதற்கு பேபி விண்மீன்களைச் சுற்றிலும் பிண்டத் தூள், தூசி, வாயு சேர்ந்த தட்டுகள் உண்டாக வேண்டும் என்று முதலில் வானியல் விஞ்ஞானிகள் கருதினர்.   ஆனால் இதுவரை தூசி, வாயு போன்றவை  எப்படிச்  சேர்ந்து கோளாயின என்னும் அடிப்படை விளக்க முடியாமல் திணரினர்.   பிரென்ச்-பிரிட்டன் – ஆஸ்டிரிய குழுவொன்று டாக்டர் ஜான் ஃபிரான்காய்ஸ் கன்ஸால்வெஸ் தலைமையில், கணினிப் போலி இயக்கம் மூலம் [Computer Simulations] “பிண்டத் தூசித் திரட்டுகள்” [Dust Traps] இருப்பு முதன்முதல் கண்டுபிடிக்கப் பட்டன.  பிறகு கெப்ளர் விண்ணோக்கி மூலம் அவற்றின் இருப்பு விண்வெளியில் கண்டு உறுதிப் படுத்தப் பட்டன.

dust-trap-details

இதுவரை 3500 மேற்பட்ட கோள்கள் அண்டவெளியில் விண்மீன்களைச் சுற்றிவரக் கண்டுபிடிக்கப் பட்டுள்ளன. விஞ்ஞானிகள் கணினிப் போலி மாடலில் என்ன கண்டார்கள் ?   “பிண்டத் தூசி திரட்டுகளில் கூழாங்கல் துணுக்குகள் ஒன்றுகூடிச் சேர்ந்து, கோளை ஆக்கும் செங்கலாக [Building Blocks] அமைகின்றன.  அந்தப் பிண்டத் தூசி கண்டுபிடிப்பைப் பற்றி டாக்டர். கன்ஸால்வெஸ், பிரிட்டனின் ராயல் வானியல் குழுவினர் [Royal Astronomical Society]  மாத இதழில், 2017 பிரப்ரவரி 27 ஆம் தேதி வெளியாகி யுள்ளது.

dust-trap-protoplanet

எறிகற்கள் [Meteors] தாக்கிக் கோள்கள் உருவாயின என்பது மெய்யான முத்திரை அறிவிப் பில்லை.  அந்த சிறு துணுக்குகள் கோள்களின் வடிவ விளைவால் உண்டான உதிரியே தவிர, அவை கோள்களை உருவாக்கிய செங்கற்கள் [Building Blocks] அல்ல.  தற்போதைய இப்புதிய கோட்பாடு சூரியக் கோள்கள் தோன்றியதாக  முன்னர் கருதப் பட்ட கொள்கையைத் திருத்தி விடும்.   அதாவது பூர்வீக சூரிய தோற்ற ஏற்பாடு நாம் எதிர்பார்த்ததை விடப் பெரும் மோதல் கொந்தளிப்பில் உண்டானதாகத் தெரிய வருகிறது.

பிரான்டன் ஜான்சன் [Post doctorate, MIT Dept of Earth]

யுலிஸிஸ் சூரிய விண்ணுளவியின் கருவிகள் இன்னும் சீராகப் பணியாற்றிச் சூரியப் புயல், அகிலக் கதிர்கள், சக்தி வாய்ந்த துகள்கள், சூரிய காந்த அரங்கம் பற்றிய தகவலைத் தொடர்ந்து அனுப்பி வருகின்றன. . . . ஏவிய நாளிலிருந்து (அக்டோபர் 1990) எந்தக் கருவியும் இதுவரைப் பழுதாகவில்லை !

ரிச்சர்டு மார்ஸ்டன், யுலிஸிஸ் சூரிய விண்ணுளவித் திட்ட மேற்பார்வை விஞ்ஞானி (European Space Agency)  [ஏப்ரல் 15, 2008]

planet-fornation

பிண்டத் தூசித் திரட்டு அண்டக்கோள் ஆவது 

பூர்வச் சூரியக் கோள்கள் தோற்றத்தின் மாறுபட்ட கோட்பாடு

பூர்வீகச் சூரியக் கோள்கள் தோன்றியதால் உண்டான எச்சத் துணுக்குகளே முரண் கோள்கள் [Asteroids]  என்னும் கோட்பாடு இப்போது [2015 ஜனவரி 15] இயற்கை விஞ்ஞான நூல் வெளியீட்டின் அறிவிப்புப்படி உறுதியாகி வருகிறது.  முரண் கோள்கள்  சூரியக் கோள்களின் உருவாக்கத் தோற்றத்துக்கு  மூலப் பொருட்கள் அல்ல. சூரியக் கோள்கள் தோன்றத் தேவை யான மூலச் செங்கற்கள் [Building Blocks] நாமறிந்த முரண் கோள்கள் அல்ல என்பதே புதிய முடிவு;   அமெரிக்காவின் பர்டே [Purdue] பல்கலைக் கழகத்தைச் சேர்ந்த ஆய்வாளர், பிரான்டன் ஜான்சன் கூறுவது,  ” நான்கு பில்லியன் ஆண்டுக்கு முன்பே பூர்வச் சூரியக் கோள் பிறப்புக் கருவில் [Planetary Embryos]  ஆரம்பத்திலே வித்துகள் இருந்தன,” என்று.

Hypergiant Star with disks of dust.

முரண் கோள் முறிவுகள் பூமியில் விழும்போது எறிகற்களாய்ச் [Meteorites] சிதறுகின்றன. கடந்த 100 ஆண்டுகளாய் உறைந்த திரவ உருண்டையான கோலிப் பாறைகள்  [Beads like Chondrules]  எறிகற்களில் காணப்பட்டன.  அவை  இருப்பதற்குக் காரணம் தெரியாமல் இதுவரை மர்மமாகவே இருந்தது.  இப்போது விளைவுகளைத் தாக்கல் மாடலில் [Computer Impact Model] இட்டுப் பார்த்தால் செம்மையாகப் பொருந்துகின்றன.

முடிவுகள் இவைதான் :

1.  முரண் கோள்கள் [Asteroids] பரிதிக் கோள்கள் உருவாக்கத்தில் விளந்த கிளைப் பொருட்கள்.   அவை கோள்கள் வடிக்கத் தேவையான மூலச் செங்கற்கள் அல்ல.

2.  உண்டையான கோலிகள் [chondrules] மோதலில் தோன்றிய பளிங்குகளே.  சூரியக் கோள் வடிவாக அவை தேவைப்படா.  அவையும்  கோள்கள் உருவாகத் தேவையான மூலச் செங்கற்கள் அல்ல.

நமது சூரிய மண்டலம் எப்போது தோன்றியது ?

வானியல் விஞ்ஞானிகளும், பூதளவாதிகளும் (Astronomers & Geologists) பூமியின் வயதைக் கணித்து அதிலிருந்து பரிதி மண்டலத்தின் தோற்ற வயதை அறியப் பல்வேறு முறைகளைக் கையாள்கிறார்.  நாமறிந்த பூமிப் பாறைகளின் கதிரியக்கத் தேய்வு வீதங்களைப் “பாறைக் கதிரளப்புக் காலக் கணிப்பு” மூலம் (Radiometric Dating of Rocks) கணக்கிட்டுச் சூரிய குடும்பம் சுமார் 4.6 பில்லியன் ஆண்டுக்கு முன்பு தோன்றியிருக்கலாம் என்று கருதுகிறார்கள்.  பூமியின் பூர்வீகப் பாறை வயது கதிரியக்கத் தேய்வு வீதக் கணிப்பில் 3.9 பில்லியன் ஆண்டுகள் என்பது தெரிய வருகிறது !  பூதளத் தட்டு நகர்ச்சிகள் (Plate Tectonics) தூண்டி பூமியில் எழும் பூகம்ப எரிமலை நிகழ்ச்சிகளால் பூர்வீகப் பாறைகள் நிலைமாறி அவற்றைக் காண முடியாமல் சிதைத்து விடுகின்றன !

பூமியின் பூர்வீகப் பாறைகளைத் தவிர விண்வெளிக் கற்கள், எரிகற்கள், நிலவிலிருந்து அல்லது செவ்வாய்க் கோளிலிருந்து வீழும் விண்கற்கள் மிகத் துல்லியமாகப் பரிதி மண்டல வயதுக் காலத்தை நிர்ணயம் செய்ய உதவுகின்றன.  அந்த மாதிரிகளின் கதிரியக்கத் தேய்வு வீதத்தைக் கணித்ததில் அவை 4.6 பில்லியன் ஆண்டு வயதைக் கொண்டவை என்று அறியப்பட்டு, பரிதி மண்டலம் அந்த வயதை ஒட்டி உண்டாகி இருக்க வேண்டும் என்று யூகிக்கப்படுகிறது.

நமது சூரிய மண்டலம் எப்படி உண்டானது ?

விஞ்ஞான வரலாற்றில் எத்தனையோ கருத்துக்கள் மாறிப் போனாலும், பரிதி மண்டலம் எப்படி உண்டானது என்னும் கருத்து கடந்த 250 ஆண்டு காலமாக மாறவில்லை.  1755 ஆம் ஆண்டில் ஜெர்மன் வேதாந்தி இம்மானுவெல் கென்ட் (Immanuel Kant) (1724-1804) முதன்முதலில் தனது நிபுளா கோட்பாடைக் (Nebular Hypothesis) கூறினார்:  அதன்படி பேரளவு வாயு முகில் கொண்ட ஆதிச்சூரிய நிபுளா, பரிதி மண்டலத்தின் சூரியனாகவும், மற்ற அண்டக் கோள்களாகவும் உண்டாக மூலாதாரப் பொருளானது !  1796 இல் பிரெஞ்ச வானியல் நிபுணர் பியர் சைமன் லாப்பிலாஸ் (Pierre Simon Laplace) (1749-1827) அதே மாதிரிக் கோட்பாடை எடுத்துக் கூறினார்.  ஆனால் ஆழ்ந்த விண்வெளியை நோக்கி அவரால் அதற்குச் சான்றுகளை எடுத்துக் காட்ட முடியவில்லை !

இம்மானுவெல் கென்ட் விளக்கிய நிபுளா கோட்பாடில் இருப்பது இதுதான் : பேரளவுக் கொள்ளளவு வாயு நிறையும் தூசி துணுக்குகளும் திணிவு ஈர்ப்பு (Mass Gravity) விசையால் சேர்ந்து சுற்ற ஆரம்பித்தன.  திணிவு நிறை பெருகப் பெருக ஈர்ப்பு சக்தி மிகையாகி வாயுத் திணிவை இறுக்கிச் சுருக்கி (Gravitational Contraction) வாயுக் கோள்களாகவும், திடக்கோள்களாகவும் உருவாயின.

இப்போது வானியல் விஞ்ஞானிகள் அவற்றை விபரமாகச் சொல்ல முடிகிறது.  அதாவது முதலில் சூரிய மண்டலத்தின் வாயு முகில் மூலக்கூறு (Molecular Gas Cloud) முறிந்த போது அதன் விரிவு 100 AU (Astronomical Unit) [1 AU = Average distance between Sun & Earth (93 மில்லியன் மைல் /150 மில்லியன் கி.மீ.)] ஆகவும், திணிவு நிறை பரிதியைப் போல் 2 அல்லது 3 மடங்கு இருந்ததாகவும் யூகிக்கிறார்கள்.  அத்தகைய வாயு முகில் ஈர்ப்பு முறிவைத் (Cloud’s Gravitational Collapse) தூண்டி விட்டிருப்பது அருகில் இருந்த சூப்பர்நோவாவின் (Supernova) மின்னல் வெடிப்பில் நேர்ந்த அழுத்த அலையாக இருக்க வேண்டும் என்று கருதப்படுகிறது.  வாயு முகில் குவிந்து விழுந்த பிறகு பலமுறைகளில் திணிவு சேர்ப்பு விரைவானது.  முகில் திணிவின் உஷ்ணம் அதிகரித்து அது சுழலத் தொடங்கியது.  வாயுப் பிண்டம் தங்கி அது வட்டத் தட்டு வடிவாக மட்டமானது.  மிகையான ஈர்ப்பு சேமிப்புச் சக்தி (Gravitational Potential Energy) வெப்பமாக மாறி வாயு முகில் அடர்த்தி (Density) அதிகமானது.  அதுவே கோள்களின் உட்கரு உலோகமாகப் பின்னால் திரட்சி யானது.

பரிதியின் அண்டக் கோள்கள் உண்டான தெப்படி ?

வட்டவியல் திணிவு நெம்பு நிலைப்புப்படி (Conservation of Angular Momentum) வடிவம் சிறுகச் சிறுகச் சுழலும் மட்டமான தட்டின் வேகம் மிகையானது.  மென்மேலும் விழுந்து சேரும் வாயுவும், தூசி துணுக்குகளும் சேர்ந்து கொண்டு முன்னோடிக் கோள் தட்டு (Proto-Planetary Disk) மையம் தடித்து ஓரம் மெலிவாகித் தமிழகத்தின் “ஆப்பம்” போல் (Pancake) உருவாகியது.  நடுவில் மகா ஈர்ப்புச்சக்தி வாய்ந்த உட்கரு எழுவதும் அப்பால் விளிம்பு நோக்கிச் செல்லச்செல்ல வலுகுன்றிய கோள்கள் உருவாவதும் எப்படி என்று விளக்கிச் சொல்லலாம் ?  பேரளவு வாயுப் பிண்டம் செழித்த நிபுளாவைச் சுற்றிலும் அதன் பூத ஈர்ப்பு மண்டலம் காந்த சக்தியால் சூடாக உள்ளது !  அந்த ஈர்ப்பு வாயுத் துணுக்குகளுக்கு சுழற்சியை உண்டாக்கித் தன் பூத ஈர்ப்புக் குழியில் சுற்றத் தூண்டுகிறது.  அவ்விதம் சிறுகச் சிறுக்கச் சேர்ந்துதான் சுழலும் கிருஷ்ணச் சக்கிரம் போல் அசுர வடிவாகி வட அமெரிக்க வேனிற்தள ஹர்ரிக்கேன் (Tropical Hurricanes) சூறாவளிகள் உருவாகின்றன !

பேரளவு இயக்கம் மையத்தில் உண்டாகி முன்னோடிச் சேய் விண்மீன் (Infant Proto-Star) விரைவாக வாயுத் திணிவைத் திரட்டி சூரியனாகியது.  அதன் பிறகு 50 மில்லியன் ஆண்டுகளாக பரிதி போதுமான வாயு நிறையைச் சுருட்டிப் பூரண எரிநிலை அடைந்து பிணைவு சக்தி தூண்டப் பட்டு சுயவொளி விண்மீனாக மாறியது.  தட்டின் விளிம்புகளில் மேலும் வாயுத் துணுக்குகள் சேமிப்பாகி அங்குமிங்கும் கண்ட இடங்களில் சிறிதும் பெரிதுமாக வாயுவிலும் திடப் பிண்டத்திலும் கோள்கள் உண்டாயின.

பரிதி வெப்ப அணுக்கரு சக்தியால் தூண்டப் பட்டதும் அது அசுரப் புயலை எழுப்பித் தூசிகளையும் துணுக்குகளையும் தட்டிலிருந்து வெளியேற்றியது.  அப்போது பூத வாயுக் கோள்கள் மென்மேலும் பெருக்க இயலாது போயின.  தட்டில் தங்கிய மீத வாயுக்கள் பேரளவு வெப்பத்தாலும், ஈர்ப்பு விசையாலும் மூலகமாற்றம் நிகழ்ந்து குளிர்ந்து திரண்டு சிலிகேட்களும், உலோகங்களும் (Silicates & Metals) உண்டாயின.  துணுக்குகளும், தூசிப் பனிகளும் மற்ற கோள்களின் முன்னோடிகளைக் கட்டி மென்மேலும் பெருக்க வைத்துப் பேரளவு அண்டங்களாக்கின.

பரிதி மண்டலத்தின் புறக் கோள்கள் பனி அண்டங்களாய்க் கட்டுமான மாகின.  வாயுக் கோள்களின் உட்கரு அடர்த்தியாகி வாயு முகில்கள் அவற்றை இறுகிப் போர்த்திக் கொண்டன.  புறக்கோள்களைச் சுற்றிலும் பல துணைக்கோள்கள் உண்டாகிச் சுற்றத் தொடங்கின.  வாயு முகில்கள் வீசி எறியப்பட்டு வால்மீன்களாக “ஓர்ட் முகில்” மந்தையில் (Oort Cloud of Comets) சிக்கின.  ஓர் அசுரப் பிண்டம் பூமியை மோதி நிலவு உண்டானது.  செவ்வாய்க் கோளுக்குச் சந்திரன்கள் ஏற்பட்டுச் சுற்ற ஆரம்பித்தன.  இவை அனைத்தும் இம்மானுவெல் கான்ட் 250 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு கூறிய நிபுளாக் கோட்பாடைத்தான் முற்றிலும் மெய்ப்பிக்கின்றன.

பரிதி மண்டலப் படைப்பில் காணும் சில புதிர்கள் !

அண்டக் கோள்கள் ஏன் பரிதியை ஒரே தளமட்டத்தில் நீள்வட்ட வீதிகளில் சுற்றுகின்றன ?  அவற்றின் சீரொழுக்க இயக்க முறைக்கு என்ன காரணம் உள்ளது ?  அகக்கோள்களும், புறக்கோள்களும் சூரியனை ஏன் எதிர்க் கடிகார முறையில் சுற்றி வருகின்றன ? சூரியனையும் மற்ற கோள்கள் போலின்றித் தன்னச்சில் சுக்கிரன் மட்டும் ஏன் நேர்க் கடிகார வக்கிர திசையில் சுற்றி வருகிறது ? பூமியின் நிலவு தன்னச்சில் சுழாது ஏன் ஒரே முகத்தைக் காட்டிக் கொண்டு புது மாதிரிச் சுற்றி வருகிறது ? தன்னச்சில் கோள்களும் எதிர்க் கடிகாரச் சுழற்சியில் சுழல்வது ஓர் விந்தைதான்.  கோள்களின் துணைக் கோள்களும் எதிர்க் கடிகாரச் சுழற்சியில் சுற்றுவதும் ஒரு விந்தைதான்.  இந்த விந்தைகள் அனைத்தும் நிபுளாக் கோட்பாடு கூறும் “சுழற்தட்டு அமைப்பு” விதியைப் பெரும்பாலும் நிரூபிக்கின்றன.

[தொடரும்]

++++++++++++++++++++++

Series Navigationஇலக்கிய சொல்லாடல்கள் : 1அவான் – கார்ட் (Avant-Garde)மெல்பனில் அனைத்துலக பெண்கள் தின விழா ( 11-03-2017)