POST DETAILS

ജ്യോതിശ്ശാസ്ത്രം ഭാഗം-5 സൗരയൂഥത്തിന്റെ ഉത്ഭവം

പ്രൊ.കെ.പാപ്പുട്ടി

സൗരയൂഥത്തിന്റെ ഒരു ലഘുചിത്രം നമുക്കിപ്പോള്‍ അറിയാം. നടുക്ക് ഭീമനായ സൂര്യന്‍, ചുറ്റും കറങ്ങുന്ന ഗ്രഹങ്ങള്‍, പിന്നെ കുറെ കുള്ളന്‍ ഗ്രഹങ്ങളും, ഛിന്നഗ്രഹങ്ങളും, അതു കഴിഞ്ഞാല്‍ കുയ്പര്‍ ബെല്‍ട്, ഒരു 100 AU വരെ. അതിന്നപ്പുറം അതിവിശാലമായ ഊര്‍ട്ട് ക്ലൗഡ്. സൗരയൂഥത്തിന് 450-460 കോടി വര്‍ഷം പ്രായമുണ്ട്. ഇനി അറിയേണ്ടത് സൂര്യനും അതിന്റെ കുഞ്ഞുങ്ങളും ഒക്കെ എങ്ങനെ ഉണ്ടായി എന്നതാണ്.

സൗരയൂഥം

ദൂരദര്‍ശിനികളുമായി മനുഷ്യന്‍ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ആഴങ്ങളിലേക്ക് നോക്കാന്‍ തുടങ്ങുകയും ഭൂമിയും സൂര്യനുമൊന്നുമല്ല പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ കേന്ദ്രം എന്ന് തിരിച്ചറിയുകയും ചെയ്ത നാള്‍ മുതലാണ് സൗരയൂഥത്തിന്റെ ഉത്ഭവത്തെക്കുറിച്ച് അവര്‍ ഗൗരവമായി ചിന്തിച്ച് തുടങ്ങിയത്. അതുവരെ അവര്‍ മതങ്ങള്‍ പറഞ്ഞ സൃഷ്ടികഥകളാണ് വിശ്വസിച്ചു പോന്നത്. 1632 ല്‍ പ്രശസ്ത ഫ്രഞ്ച് ചിന്തകനും ഗണിതജ്ഞനുമായിരുന്ന ദക്കാര്‍ത്തെ (Rene Descartes) പറഞ്ഞു സൂര്യന് ചുറ്റും വലിയ വാതക ചുഴികള്‍ ഉണ്ടായിരുന്നു, അവ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണം  വഴി ചുരുങ്ങിഗ്രഹങ്ങളായി മാറുകയാണ് ഉണ്ടായതെന്ന് (സൂര്യനെങ്ങനെ ഉണ്ടായി എന്ന്  അദ്ദേഹം പറഞ്ഞില്ല.) 1749 ല്‍ ബഫോണ്‍ മറ്റൊരു സിദ്ധാന്തം -മഹാ സംഘട്ടന സിദ്ധാന്തം – അവതരിപ്പിച്ചു. ഒരു വലിയ ധൂമകേതു സൂര്യനുമായി കൂട്ടിയിടിച്ച് ചിതറിത്തെറിച്ച പദാര്‍ത്ഥങ്ങളാണത്രെ പിന്നീട് ഗ്രഹങ്ങളായി പുന:സംയോജിച്ചത്. എന്നാല്‍ സൂര്യന്‍ എത്ര വലുതാണെന്നും ധൂമകേതുക്കള്‍ എത്ര ചെറുതാണെന്നും പില്‍ക്കാലത്ത് ബോധ്യമായപ്പോള്‍ബഫോണിന്റെ സിദ്ധാന്തം അവഗണിക്കപ്പെട്ടു. 1915-30 കാലത്ത് ജെയിംസ് ജീന്‍സും ഹാരോള്‍ഡ് ജഫ്രിയും മഹാ സംഘട്ടനസിദ്ധാന്തത്തെ പുനരുജ്ജീവിപ്പിക്കാന്‍ ഒരു ശ്രമം നടത്തി.

റെനെ ദക്കാര്‍ത്തെ

സൂര്യസമീപത്ത് കൂടി മറ്റൊരു നക്ഷത്രം കടന്നു പോയപ്പോള്‍ വേലീബലം (Tidal Force) മൂലം സൂര്യനില്‍ നിന്നും തെറിച്ചുപോയ പദാര്‍ത്ഥങ്ങളാണ് ഗ്രഹങ്ങളായി പരിണമിച്ചത് എന്നവര്‍ വാദിച്ചു. എന്നാല്‍ രണ്ട് കാര്യങ്ങള്‍ കൊണ്ടത് സ്വീകരിക്കപ്പെട്ടില്ല. ഒന്ന്, സൂര്യന്റെ ഉപരിതലത്തിലുള്ള പദാര്‍ത്ഥ‍ങ്ങളുടെ ചേരുവയും ഗ്രഹങ്ങളിലെ പദാര്‍ത്ഥങ്ങളുടെ ചേരുവയും തികച്ചും വ്യത്യസ്തമാണ്. രണ്ട്, സൂര്യനില്‍ നിന്നും ചിതറിത്തെറിക്കുന്ന പദാര്‍ത്ഥം പ്ലാസ്മാ-വാതക രൂപത്തിലുള്ളതായിരിക്കും. അതിന് വിഘടിച്ച് പോകാനേ കഴിയൂ ഗ്രഹമാകാന്‍ കഴിയില്ല.

മുന്‍ പറഞ്ഞ സിദ്ധാന്തങ്ങളിലൊന്നും സൂര്യന്‍ എങ്ങനെ ഉണ്ടായി എന്ന് പറയുന്നില്ല.

1755 ല്‍ ടാന്റും 1791 ല്‍ ലാപ്ലാസും സൂര്യനെ കൂടി ഉള്‍പ്പെടുത്തി നെബുല സിദ്ധാന്തം മുന്നോട്ട് വച്ചു. അതിവിശാലമായ വാതകധൂളീ വിന്യാസമാണ് നെബുല. അവയ്ക്ക് സ്വയം ഭ്രമണമുണ്ട്. അത്തരം ഒരു നെബുല സങ്കോചിച്ചാണ് സൂര്യനും ഗ്രഹങ്ങളും ഉപഗ്രഹങ്ങളും ഉണ്ടാകുന്നത്. കറങ്ങുന്ന നെബുലയിലെ ചുഴികളും ഉപചുഴികളുമാണ് ഗ്രഹങ്ങളും ഉപഗ്രഹങ്ങളുമായി പരിണമിക്കുന്നത്.

                     നക്ഷത്രരൂപീകരണം നടക്കുന്ന ഒരു നെബുല

നെബുലകളില്‍ എന്താണെന്നോ ഹൈഡ്രജന്‍ ഫ്യൂഷന്‍ എന്താണെന്നോ അക്കാലത്ത് അറിയുമായിരുന്നില്ല. നക്ഷത്രങ്ങള്‍ ജനിച്ചു കഴിഞ്ഞതും ജനിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നതുമായ അനേകം നെബുലകളെ പില്‍ക്കാലത്ത് കണ്ടെത്തി. ഹൈഡ്രജന്‍ ഫ്യൂഷന്‍ എന്ന പ്രതിഭാസവും ഹാന്‍സ് ബഥെ കണ്ടെത്തി. 1970 കളില്‍ സോവിയറ്റ് ശാസ്ത്രജ്ഞനായ സഫ്രനോവും അമേരിക്കന്‍ ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞനായ കുയ്പ്പറും മറ്റ് പലരും സ്വയം കറങ്ങുന്ന നെബുലയില്‍ നിന്നും സൂര്യനും ഗ്രഹങ്ങളും ഉടലെടുത്തതിന്റെ വിശദാംശങ്ങള്‍ തയ്യാറാക്കി. നെബുലയില്‍ പദാര്‍തഥ സാന്ദ്രത കൂടിയ ഒരു കേന്ദ്രത്തിലേക്ക് ഗുരുത്വാകര്‍ഷണം വഴി പദാര്‍ത്ഥങ്ങള്‍ പതിക്കുന്നു.അപ്പോള്‍ അവിടെ പദാര്‍ത്ഥ സാന്ദ്രത വീണ്ടും കൂടുന്നു. ഗുരുത്വാകര്‍ഷണവും കൂടുന്നു. തല്‍ഫലമായി ‍കൂടുതല്‍ ദൂരെ നിന്ന് കൂടുതല്‍ ഗതികോര്‍ജത്തോടെ വസ്തുക്കള്‍ വന്നു പതിക്കുന്നു.അവിടെ ഘര്‍ഷണം വഴി ചൂട് കൂടി വരുന്നു. വെറും 10 K (-263 ºC) മാത്രം താപനിലയുള്ള ഒരു നെബുലയുടെ കാമ്പിലെ താപനില ഗുരുത്വ പതനം തുടരുമ്പോള്‍ ആയിരങ്ങളും ലക്ഷങ്ങളും ആയി ഉയരും. ഏകദേശം 15 കോടി കെല്‍വിന്‍ താപനില എത്തുമ്പോള്‍ ഫ്യൂഷന്‍ ആരംഭിക്കും. നാല് ‍ ഹൈഡ്രജന്‍ അണു കേന്ദ്രങ്ങള്‍ (പ്രൊട്ടോണുകള്‍) പല ഘട്ടങ്ങളിലായി കൂട്ടിയിടിച്ച് ഹീലിയമായി മാറുന്ന പ്രക്രിയ ആണ് ഹൈഡ്രജന്‍ ഫ്യൂഷന്‍. ഓരോ ഹീലിയം അണുകേന്ദ്രം സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുമ്പോഴും ആയിരത്തില്‍ ഏഴ് അംശം പദാര്‍ത്ഥം ഊര്‍ജമായി രൂപാന്തരപ്പെടും. (E=mc² ). സൂര്യനില്‍ ഓരോ സെക്കന്റിലും 60 കോടി ടണ്‍ ഹൈഡ്രജന്‍ ഹീലിയമായി മാറുന്നു. 42 ലക്ഷം ടണ്‍ പദാര്‍ത്ഥം ഊര്‍ജമായി പരിണമിക്കുന്നു.

സൂര്യന്‍ രൂപപ്പെട്ടു കഴിഞ്ഞും പ്രാരംഭനെബുലയുടെ വലിയൊരു ഭാഗം അവശേഷിക്കും. സൂര്യനില്‍ നിന്നുള്ള ഊര്‍ജത്തിന്റെയും കണങ്ങളുടെയും (സൗരവാതം-Solar wind) പ്രവാഹം കാരണം അവശിഷ്ടനെബുലക്ക് ഇനി സൂര്യനില്‍ വീഴാന്‍ സാധിക്കില്ല. അത് പുറത്തേക്ക് തള്ളി നീക്കപ്പെടും. ഹൈഡ്രജന്‍, ഹീലിയം ജലബാഷ്പം, മീഥെയ്ന്‍ പോലുള്ള സാന്ദ്രത കുറഞ്ഞ വാതകങ്ങളാണ് എളുപ്പം പുറത്തേക്ക് തള്ളിനീക്കപ്പെടുന്നത്. ഇരുമ്പ്, നിക്കല്‍, കാല്‍സിയം, സിലിക്കണ്‍, അലൂമിനിയം, മഗ്നീഷ്യം, ടൈറ്റാനിയം തുടങ്ങിയവയുടെ സംയുക്തങ്ങള്‍ സൂര്യന് സമീപം അവശേഷിച്ചു. ഏകദേശം 2000 K താപനിലയ്ക്ക് താഴെയുള്ള പ്രദേശങ്ങളില്‍ ഇവ ഘനീഭവിച്ച് ചെറുതരികളായി . 1000 Kക്ക് താഴെയുള്ള മേഖലകളില്‍ സിലിക്കേറ്റുകളും മറ്റ് ഓക്സൈഡുകളും.  സൂര്യനില്‍ നിന്നും വളരെ ദൂരെ 180 K ക്ക് താഴെ ജലബാഷ്പവും 50-20 K യില്‍ മീഥെയ്ന്‍,ഹൈഡ്രജന്‍ എന്നിവയും ഖര രൂപം കൈക്കൊണ്ടു.

പ്ലാനറ്റസിമല്‍ (ഗ്രഹശകലങ്ങള്‍‍)

ഇതോടൊപ്പം ഒന്നുകൂടി സംഭവിച്ചു. സൂര്യന് ചുറ്റും കറങ്ങിക്കൊണ്ടിരുന്ന അവശിഷ്ട നെബുലയിലെ പദാര്‍ത്ഥങ്ങളില്‍ രണ്ട് തരത്തിലുള്ള ബലങ്ങള്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നുണ്ട് എന്നോര്‍ക്കണം. ഒന്ന്, സൂര്യകേന്ദ്രത്തിലേക്കുള്ള  ഗുരുത്വബലം രണ്ട് ,കറക്കം മൂലമുണ്ടാകുന്ന അപകേന്ദ്രബലം അക്ഷത്തിന് ലംബദിശയില്‍ അകലേക്ക്.- രണ്ടും ചേര്‍ന്ന് നെബുലയെ ഒരു തളികയുടെ രൂപത്തിലാക്കി. അനേകം AU വിസ്തൃതിയുള്ളൊരു തളിക. ഗുരുത്വാകര്‍ഷണവും കൂട്ടിമുട്ടലും ഘര്‍ഷണവും ചേര്‍ന്ന് ചെറു തരികളെ ചേര്‍ത്ത് വലുതാക്കി. അങ്ങനെ ഏതാനും മീറ്ററോ കിലോ മീറ്ററോ വലുപ്പമുള്ള ഗ്രഹശകലങ്ങള്‍ (Planetesimals) രൂപപ്പെട്ടു. ഒടുവില്‍ ആര്‍ജനം (Accretion) വഴി ഗ്രഹങ്ങളും ഉപഗ്രങ്ങളുമായി മാറി. സൂര്യന്‍ പിറന്ന് പത്ത് കോടി വര്‍ഷത്തിനുള്ളില്‍ ഗ്രഹങ്ങളെല്ലാം രൂപം കൊണ്ടിരിക്കും.

സൗരയൂഥത്തിന്റെ സവിശേഷതകളെല്ലാം വിശദീകരിക്കാന്‍ നെബുലസിദ്ധാന്തത്തിന് കഴിഞ്ഞു.

1          സൂര്യന്‍ സ്വയം കറങ്ങുന്നതും ഗ്രഹങ്ങളെല്ലാം സൂര്യനെ ചുറ്റുന്നതും ഗ്രഹങ്ങളില്‍ രണ്ടെണ്ണം  ഒഴികെ എല്ലാം സ്വയം കറങ്ങുന്നതും വലിയ ഉപഗ്രഹങ്ങളെല്ലാം ഗ്രഹങ്ങളെ ചുറ്റുന്നതും ഒരേ ദിശയില്‍- അപ്രദിക്ഷണദിശയില്‍ (Anticloackwise)- ആണ്. ഇത് ആദിമ നെബുലയുടെ കറക്കത്തിന്റെ ദിശ തന്നെയാണ്. ശുക്രന്‍ സ്വയം കറങ്ങുന്നത് എതിര്‍ ദിശയിലും (പ്രദക്ഷിണദിശയില്‍) യുറാനസ് ലംബദിശയിലും (Rolling) ആണ്. പില്‍ക്കാലത്ത് എപ്പോഴോ നടന്ന ഒരു വലിയ കൂട്ടിയിടിയാകണം ഇതിന് കാരണം. അത് പോലെ ഗ്രഹങ്ങളെ പ്രദക്ഷിണദിശയില്‍ ചുറ്റുന്ന ചെറിയ ഉപഗ്രഹങ്ങള്‍ ധാരാളമുണ്ട്. ഇത് ഗ്രഹങ്ങള്‍ പിടിച്ചെടുത്ത ‘അലഞ്ഞു നടക്കുന്ന വസ്തുക്കള്‍’ ആയിരിക്കണം.

2          സൂര്യസമീപത്തുള്ള നാല് ഗ്രഹങ്ങള്‍ (ബുധന്‍, ശുക്രന്‍, ഭൂമി, ചൊവ്വ) കാമ്പില്‍ ഇരുമ്പ് പോലെ ഭാരിച്ച ലോഹങ്ങളും പുറം അടരില്‍ സിലിക്കേറ്റ് പാറകളും അടങ്ങിയ ചെറു ഗോളങ്ങളാണ്. ഭൂമിയെപ്പോലുള്ള ഗ്രഹങ്ങള്‍ എന്ന അര്‍ത്ഥത്തില്‍ ഇവയെ ഭൗമഗ്രഹങ്ങള്‍  (Terrestrial Planets) എന്നാണ് വിളിക്കാറ്. സൂര്യന്‍ ജ്വലിച്ചു തുടങ്ങിയപ്പോള്‍ വാതകങ്ങള്‍ വികിരണമര്‍ദ്ദം കൊണ്ട് തള്ളി നീക്കപ്പെട്ടതാണ് ഇതിന് കാരണം. വ്യാഴം, ശനി, യുറാനസ്, നെപ്ട്യൂണ്‍ എന്നീ നാല് ബാഹ്യ ഗ്രഹങ്ങളും വാതകഭീമന്മാരാണ്. വ്യഴസമാനഗ്രഹങ്ങള്‍ (Jovian planets ) എന്നാണ് ഇവയെ വിളിക്കാറ്.

3          ഗ്രഹങ്ങളെല്ലാം സൂര്യനെ ചുറ്റുന്നത് ഏതാണ്ട് ഒരേ തലത്തില്‍ (Ecliptic Plane) ആണ്. ഗ്രഹരൂപീകരണത്തിന് മുമ്പ് അവശിഷ്ട നെബുല ഒരു തളിക രൂപം കൈക്കൊണ്ടതാണ് ഇതിന് കാരണം.

4          സൂര്യനില്‍ നിന്ന് വളരെ അകലെ നെപ്ട്യൂണിന്നപ്പുറം നെബുലയുടെ സാന്ദ്രത വളരെ കുറവായിരുന്നത് കൊണ്ട്  ഗ്രഹശകലങ്ങള്‍ രൂപപ്പെട്ടത് വലിയ അകലത്തിലാണ്. തന്മൂലം അവയ്ക്ക് കൂടിച്ചേര്‍ന്ന് വലിയ ഗ്രഹങ്ങളായി മാറാന്‍ കഴിഞ്ഞില്ല. അവിടെ കുള്ളന്‍ ഗ്രഹങ്ങള്‍ (പ്ലൂട്ടോയെപ്പോലുള്ളവ) രൂപപ്പെട്ടു. അതിനപ്പുറം ഗ്രഹശകലങ്ങള്‍ ഒരു മാറ്റവുമില്ലാതെ ഇന്നും തുടരുന്നു. അതാകണം കുയ്പ്പര്‍ ബെല്‍ടും ഊര്‍ട്ട് ക്ലൗഡുമെല്ലാം.

5          ചൊവ്വ തീരെ ചെറുതായിപ്പോകാനും വ്യാഴത്തിന്റെ ഇടയില്‍ അനേകം ഛിന്നഗ്രഹങ്ങള്‍‍‍ ഉണ്ടാകാനും ഉള്ള കാരണവും വ്യക്തമാണ്. അതിഭീമനായ വ്യാഴം ആദ്യം രൂപം കൊള്ളുകയും വളരെ ദൂരെ നിന്നു പോലും ഗ്രഹശകലങ്ങളെ ആകര്‍ഷിച്ച് പിടിക്കുകയും ചെയ്തു. ചൊവ്വയുടെ ഭാഗമാകേണ്ടിയിരുന്ന ഗ്രഹശകലങ്ങള്‍ കൂടി അങ്ങനെ നഷ്ടപ്പെട്ടതുകൊണ്ടാണ് ഭൂമിയുടെ പത്തിലൊന്നു മാത്രം വ്യാപ്തമുള്ള ഒരു ഗ്രഹമായി അത് ചുരുങ്ങിപ്പോയത്.(ശരിക്കും ബുധന്‍, ശുക്രന്‍,ഭൂമി എന്ന ക്രമത്തില്‍ വ്യാപ്തം വര്‍ധിച്ച് വന്നിട്ട് ചൊവ്വ തീര്‍ത്തും അശുവായിപ്പോയി !) ബോഡ് നിയമം അനുസരിച്ച് ചൊവ്വയ്ക്കും വ്യഴത്തിനും ഇടയ്ക്ക്  (N=24 വരുന്നിടത്ത്) ഒരു ഗ്രഹം ജനിക്കേണ്ടതായിരുന്നു. അതില്ലാതായതിന്റെ കാരണം വ്യാഴത്തിന്റെ കയ്യിട്ട് വാരല്‍ തന്നെ. സ്ഥാനത്തിന്റെയും ചലനത്തിന്റെയും സവിശേഷത കാരണം  വ്യാഴത്തിന് കിട്ടാതെ പോയ ഗ്രഹശകലങ്ങളാണ് ഇപ്പോള്‍ ഛിന്നഗ്രഹങ്ങളായി അവശേഷിച്ചിട്ടുള്ളത്.

ചുരുക്കത്തില്‍ സൗരയൂഥത്തിന്റെ ഉത്ഭവം നമുക്കിപ്പോള്‍ ഏതാണ്ട് വ്യക്തമാണ്. എന്നാല്‍ ചില ചോദ്യങ്ങള്‍ ബാക്കിയുണ്ട്. പ്രപഞ്ചം ഉണ്ടായിട്ട് 1372 കോടി വര്‍ഷമായി എന്നാണ് കണക്കാക്കുന്നത്. ആകാശഗംഗ എന്ന നമ്മുടെ ഗാലക്സിക്കും ഏതാണ്ട് അതിന്നടുത്ത് പ്രായമുണ്ട്. പക്ഷെ നമ്മുടെ സൂര്യന്ന് അതിന്റെ മൂന്നിലൊന്ന് പ്രായമേ ഉള്ളൂ. എന്തേ പിറക്കാന്‍ ഇത്ര വൈകിയത് ?. മാത്രവുമല്ല പ്രപഞ്ചം ഉണ്ടായപ്പോള്‍ അതില്‍ ഹൈഡ്രജന്‍, ഹീലിയം, (അല്‍പം ലിത്തിയം) എന്നീ ലഘുപദാര്‍ത്ഥങ്ങള്‍ മാത്രമെ ഉണ്ടായിരുന്നുള്ളു എന്നാണ് ഗാമോവിന്റെയും മറ്റും സിദ്ധാന്തങ്ങള്‍ പറയുന്നത്. എന്നാല്‍ സൗരയൂഥത്തില്‍ യുറാനിയം വരെയുള്ള 92 മൂലകങ്ങളും കാണുന്നുണ്ട്. അതൊക്കെ എവിടുന്ന് വന്നു.?

                                                             

              ജോര്‍ജ് ഗാമോവ്                                                                      കാള്‍ സാഗന്‍

ജ്യോതിശ്ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ നല്‍കുന്ന ഉത്തരം ഇതാണ്. ഇപ്പോള്‍ സൗരയൂഥമുള്ള സ്ഥാനത്ത് മുമ്പ് അതിഭീമനായ ഒരു നക്ഷത്രം ഉണ്ടായിരുന്നു. ജ്വലിച്ച് തീരുന്നതിന് മുമ്പെ അതൊരു സൂപ്പര്‍നോവയായി പൊട്ടിത്തെറിച്ചു. സ്ഫോടന സമയത്തെ അതീവ താപനിലയിലും മര്‍ദ്ദത്തിലും ഭാരിച്ച മൂലകങ്ങള്‍ എല്ലാം ഉണ്ടായി. അവ കൂടിക്കലര്‍ന്ന നെബുലയില്‍ നിന്നും സൂര്യന്‍ ഒരു രണ്ടാം തലമുറ നക്ഷത്രമായി (Second Generation Star) ജനിച്ചത് കൊണ്ടാണ് സൗരയൂഥത്തില്‍  എല്ലാ മൂലകങ്ങളും ഉണ്ടായത്. അതുകൊണ്ടാണ് ഭൂമിയില്‍ ജീവന്‍ ഉടലെടുത്തതും. നമ്മള്‍ സൃഷ്ടിക്കപ്പെട്ടത് നക്ഷത്രധൂളികള്‍‍ കൊണ്ടാണ്. (We are made of Star dust) എന്ന് കാള്‍ സാഗന്‍ പറഞ്ഞത് വെറുതെയല്ല.

 

                                                                                                                                                 (തുടരും)    ‍     

Leave a Reply