பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான அறுபது புதிர்கள் ! அசுரக் காந்த ஆற்றல் படைத்த பூதக் காந்த விண்மீன் புரியும் பாதிப்புகள்

This entry is part of 31 in the series 20090528_Issue

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


பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான அறுபது புதிர்கள் ! அசுரக் காந்த ஆற்றல் படைத்த பூதக் காந்த விண்மீன் புரியும் பாதிப்புகள் .

பூதக் காந்த விண்மீன்
பூதளச் சூழ்வெளி அழிப்பது !
விண்மீன் தீவிரக் கதிரலை
வீச்சுகள்
பிரளயச் சூறா வளிகள் !
பூமிக்கருகில் கதிரடி எழுந்தால்
உயிரி னத்தின்
மூலக்கூறுகள் திரிந்து
முடமாகி விடும் !
உயிரினத்துக்கு மரணம்
விளைவிக்கும்
ஒளியிழந்த நியூட்ரான்
விண்மீன்கள் !
எரிசக்தி வற்றிப் போன
ஒளி விண்மீன்கள்
சிறிய தாகிப்
பரிதியின்
திணிவு நிறைக்குப்
பன்மடங்கு அடர்த்தி யாகி
ஆயுள் குறுகிச்
செத்த விண்மீன்
மீண்டும்
பத்தாயிரம் ஆண்டுகள்
புத்துயிர் பெறும் !

Fig. 1
Two Types of Neutron Stars

காந்த விண்மீனைச் சுற்றியிருக்கும் காந்த தளத்தின் (Magnetic Field of Magnetar) தீவிரத்தின் ஆழத்தைக் காண்பது கடினம் ! பூகாந்த தளத்தின் அளவு சுமார் அரை காஸ் (0.5 Gauss) (Gauss – Unit of Magnetism). குளிர்ச் சாதனப் பெட்டியின் காந்த அளவு 100 காஸ். ஆனால் ஒரு சாதாரணக் காந்த விண்மீனின் அசுரக் காந்த தளம் குவாடிரில்லியன் காஸ் (Quadrillion Gauss —> 10^15 Gauss. USA) ! அதன் விளைவு உயிரினத்துக்குப் பேராபத்தை உண்டாக்கக் கூடியது ! அதன் காந்த ஆற்றல் வீரியம் பூகோள மாந்தரின் உடல் மூலக்கூறுகளை உடனே திரித்து முரணாக்கும் வல்லமை பெற்றது.

விஞ்ஞான விளக்க வெளியீடு (Science Illustrated Magazine) (Jan-Feb 2009)

“பால்வீதியில் (Milky Way) குறைந்தது 100 காந்த விண்மீன்கள் இருக்கலாம். அவற்றால் பூகோளத்துக்குக் கேடுகள் விளையலாம் ! அதிகமாக அவை இருந்தால் எதிர்பார்த்ததற்கும் மாறாகப் பேரளவில் காமாக் கதிர் வெடிப்புகள் (Gamma Ray Bursts) நேரிடும். அதனால் உயிரினத்துக்கு அபாயப் பாதிப்புகள் நிகழ வாய்ப்புள்ளன ! பூமிக்கருகில் அத்தகைய ஓர் காமா வெடிப்பு (பாதுகாப்பான) ஓஸோன் கோளத்தை ஒழித்துவிடலாம் ! அதாவது பிரளய முடிவு போல் மனிதரும் விலங்குகளும் ஒருங்கே முற்றிலும் அழிந்து (Mass Extinctions) போகலாம்.”

டோனால்டு ·பைகர் (Donald Figer (Rochester Institute of Tecnology, USA)


Fig. 1A
Crab Supernova


பூதக் காந்த விண்மீன்கள் புரியும் அசுரப் பாதிப்புகள் !

1998 ஆகஸ்டு 27 ஆம் தேதி முதலில் அறியப் பட்ட ஒரு காந்த விண்மீன் இரண்டாவது முறை அசுரக் காந்தப் புயல் எழுச்சி உண்டாக்கியதை விஞ்ஞானிகள் அறிய முடிந்தது ! 1979 ஆம் ஆண்டில்தான் முதன்முதல் காந்தப் புயல் அடித்து “SGR” (Soft Gamma Ray) என்று அழைக்கப்படும் “மென்மைக் காமாக் கதிரெழுச்சி” உலக வானியல் விஞ்ஞானிகளைத் திகிலடையச் செய்தது ! அதை உண்டாக்கிய காந்த விண்மீன் SGR 1806-20 என்று விஞ்ஞானிகளால் பதிவுக் குறிப்பானது. இரண்டாவது காந்த அலை அடிப்பு முதல் புயல் அடிப்பை விடப் பன்மடங்கு தீவிரக் காமாக் கதிர்களையும், எக்ஸ்ரே கதிர்களையும் ஆழ்ந்த விண்வெளியிலிருந்து அனுப்பிப் பூமியைத் தாக்கின ! அதனால் விளைந்த அகோரப் பாதிப்புகள் என்ன ? அப்போது பூமியைச் சுற்றிக் கொண்டிருந்த ஏழு விண்ணுளவிகளின் கருவிகள் மீது பட்ட கதிரலை அளவு உச்ச நிலைக்கு ஏறி அளவீட்டு வரம்பை (Off Scale) மீறியது ! முரண்கோள் ஒன்றை உளவச் செல்லும் நாசாவின் “நியர்” விண்வெளிக் கப்பல் (NEAR) (Near Earth Asteroid Rendezvous Mission) தாக்கப்பட்டு அது அபாயப் பாதுகாப்பு நிலைக்கு மீறியதால் உடனே நிறுத்தம் செய்யப் பட்டது ! காமாக் கதிரசைகள் பூமியைத் தாக்கிய சமயத்தில் மையப் பசிபிக் கடற் பகுதிகள் நள்ளிராப் பொழுதில் மூழ்கிக் கிடந்தன.

Fig. 1B

Magnetar Bursts

எதிர்பாராத விதமாக மறுநாள் காலையில் ஸ்டான்·போர்டு பல்கலைக் கழகத்தைச் சேர்ந்த மின்பொறி எஞ்சினியர் உம்ரான் இனானும் (Umran Inan) அவரது இணைப் பணியாளரும் தமது ரேடியோ நுண்ணுலை அதிர்வுப் பதிவுகளை உற்று நோக்கி ஆச்சரியம் அடைந்தனர். சரியாகப் பசிபிக் நேரம் காலை 3-22 மணிக்கு பூகோளத்தின் மேல் வாயு மண்டலம் பேரளவில் அயனி மயமாய் மாறியதைப் பதிவு செய்திருந்தன ! அயனிக் கோளத்தின் உட்புற விளிம்பு (Inner Edge of the Ionosphere) 85 முதல் 60 கி.மீடர் ஆழத்தில் 5 நிமிடங்கள் தள்ளப் பட்டிருந்தது ! இந்த அபாயப் பதிவு நிகழ்ச்சி அவருக்குப் பேரளவு வியப்பையும் அதிர்ச்சியையும் அளித்திருக்கிறது ! இந்த வாயு மண்டல வேடிக்கையைச் செய்தது ஒரு நியூட்ரான் விண்மீண் ! அது அப்போது எங்கிருந்தது ? நமது காலாக்ஸிக்கு இடையில் வெகு வெகு தொலைவில் (20,000 ஒளியாண்டு தூரத்தில்) அந்த சிறு நியூட்ரான் விண்மீன் இருந்திருக்கிறது !


Fig. 1C
Extreme Magnetism

ஆகஸ்டு 27 1998 இல் ஏற்பட்ட காந்த அலைத் தீவிரம் மார்ச் 1979 இல் நிகழ்ந்த அலை அடிப்பை ஒத்திருந்தது. அதன் ஆற்றல் அளவு பத்தில் ஒரு பங்காயினும் காந்த விண்மீன் பூமிக்குச் சற்று நெருங்கி இருந்ததால் இதுவரைப் பரிதி மண்டலத்தில் அறியாத தீவிரக் காமாக் கதிர் வெடிப்பாக நேர்ந்துள்ளது ! அந்தக் காமாக் கதிர்வீச்சு வெடிப்பு நீடித்த 5.16 விநாடிகளில் கடைசி சில மில்லி விநாடிகளில் பெருமளவு அதிர்வுகள் (Pulsations) உண்டாக்கியுள்ளன. காலி·போர்னியா பொறிநுணுக்கக் கூடத்தின் சீரினிவாஸ் குல்கர்னி எக்ஸ்ரே மின்னல் (X-Ray Glow) பரிதியின் கதிர்களில் எழும் சக்தியைக் காட்டிலும் 10–100 மடங்கு மிகையானது என்று அறிவித்துள்ளார்.

முதன்முதல் கண்டுபிடித்த காமாக் கதிர் வெடிப்பின் பாதிப்புகள்

1979 மார்ச் 5 ஆம் தேதி சுக்கிரக் கோளின் உக்கிர வாயு மண்டலத்தை நீள்வட்ட வீதியில் உளவச் சென்ற ரஷ்யாவின் வெனரா-11 & வெனரா-12 (Venara -11 & Venara-12) ஆகிய இரண்டு விண்ணுளவிகளும் பாதையை விட்டு பரிதிக்கு உட்புறத்தில் தள்ளப் பட்டன ! நல்ல வேளையாக தவறுகள் ஏதுவும் அந்தப் பயணங்களில் நிகழவில்லை. விண்ணுளவியில் பட்ட கதிரடிப்பு எப்போதும் இருப்பது போல் (Radiation Level –> 100 Counts per sec) உள்ளதைக் காட்டிலும் காலை 10 -51 (EST) மணிக்குத் தீவிரக் காமாக் கதிர்கள் தாக்கிச் சில மில்லி விநாடிகளில் கதிர்வீச்சு ஆற்றல் பன்மடங்கு பெருகி 200,000 Counts per sec. ஏறி அளப்பீடு எல்லை மீறியது !

Fig. 1D
The Dying Star

பதினோரு விநாடிகள் கடந்து பரிதியைச் சுற்றி வரும் நாசாவின் ஹீலியோஸ் -2 (Helios -2) விண்ணுளவியை அசுரக் கதிரடிப்பு தாக்கிச் சூழ்ந்து கொண்டது ! பிறகு அந்த அசுரக் கதிர்வீச்சு வெள்ளிக் கோளையும் நெருங்கி நாசாவின் பயனீர் சுக்கிரச் சுற்றுத் துணைக்கோளின் விண்ணுளவியைத் தாக்கியது !

சில வினாடிகளில் அசுரக் கதிரலைகள் பூமியை நெருங்கின ! அமெரிக்காவின் மூன்று இராணுவப் பாதுகாப்புத் துணைக்கோள்களையும், ரஷ்யாவின் பிராக்நோஸ் -7 (Prognoz -7) துணைக் கோளையும், ஐன்ஸ்டைன் விண்ணோக்கியையும் (Einstein Observatory) தாக்கின ! முடிவில் பரிதி மண்டலத்தைத் தாண்டும் போது அசுரக் கதிரலைகள் அகில நாட்டுப் பரிதி-பூமி விண்தேடியைச் (International Sun–Earth Explorer) சூழ்ந்து கொண்டன. மிகத் தீவிரமான அந்த அசுரக் கதிர்வீச்சுகள் இதுவரை அடித்த தீவிரத்தை விட 100 மடங்கு கொடூரமாக இருந்தன. நல்ல வேளையாக பாதிப்புகள் பத்து துணைக் கோள்களின் கருவிகளைச் சிதைக்காமல் பிழைத்திடச் செய்தன !

Fig. 2
Stellar Evolution


புதிரான காமாக் கதிர்வீசும் பூதக் காந்த விண்மீன்கள்

1992 ஆம் ஆண்டில்தான் பிரின்ஸ்டன் பல்கலைக் கழகத்தைச் சேர்ந்த கிரிஸ்ட·பர் தாம்ப்ஸனும், ராபர்ட் டன்கனும் காந்த விண்மீன் நியதியை முதன்முதலில் நிலைநாட்டினர். அதற்கு ஆதாரமாக 1979 ஆம் ஆண்டிலே காந்த விண்மீன் ஒன்றிலிருந்து எழுந்த காமாக் கதிர்வீச்சுக்களை முதலில் அவரிருவரும் பதிவு செய்தனர். அதன் பிறகு அடுத்த பத்தாண்டுகளில் காந்த விண்மீன் நியதி பரவலாகப் பலரால் ஏற்றுக் கொள்ளப் பட்டது. சூப்பர்நோவா (Supernova) வயிற்றிலிருந்து பிறந்து சுருங்கிப் பேரளவு திணிவுள்ள காந்த விண்மீன்கள் (Super-Dense Magnetars) பூமியின் காந்த தளத்தைப் போன்று 1000 டிரில்லியன் மடங்கு தீவிரக் காந்த சக்தியைக் கொண்டவை ! காந்த வின்மீன்கள் என்பவை வாயு எரிசக்தி தீர்ந்து போன ஒருவகை நியூட்ரான் விண்மீன்களே (Neutron Stars) ! அவற்றை அதி தீவிர ஆற்றல் உள்ள காந்தத் தளம் சூழ்ந்திருக்கிறது. அந்தக் காந்த தளமே தேய்வடைந்து பேரளவு சக்தி வாய்ந்த மின்காந்த கதிர்வீச்சாக (High Energy Electromagnetic Radiation) குறிப்பாக எக்ஸ்ரே, காமாக் கதிர்களாக (X-Rays & Gammar Rays) மாறி எழுகின்றன.

Fig. 3
Structure of a Neutron Star

இதுவரை விண்வெளியில் 15 காந்த விண்மீன்கள் கண்டுபிடிக்கப் பட்டுள்ளன. அவற்றில் இரண்டு விதங்கள் உள்ளன. முதல் வகை : “SGR” என்று அழைக்கப்படும் “மென்மைக் காமாக் கதிர் மீளெழுச்சி மீன்கள்” (Soft Gamma Ray Repeaters). அடுத்த வகை : AXP என்று குறிப்பிடப்படும் “முரண் எக்ஸ்ரே துடிப்பு மீன்கள் (Anomalous X-Ray Pulsars). இதுவரைப் பிரபஞ்சத்தில் பதிவு செய்த காந்த விண்மீன்களில் அதி தீவிரக் காந்த தளம் கொண்டது : SGR 1806-20. அதன் கணிக்கப்பட்ட காந்த தளம் : 2 X (10^11) Teslas OR 2 X (10^15) Gauss (1 Teslas = 10,000 Gauss). பூத வல்லமை உடைய அந்த காந்த விண்மீனின் தீவிரத்தை ஒப்பாகக் காட்ட வேண்டுமானால் இப்படிக் கூறலாம். பூமியின் காந்த தளம் : அரை காஸ். மருத்துவ மனையில் உள்ள “காந்த இணைத்துடிப்புப் படவரைவு யந்திரம்” (MRI – Magnetic Resonance Imaging Machine) 32,000 காஸ். ஆய்வுக் கூடங்களில் இதுவரை தயாரிக்க முடிந்த காந்த தளம் : 40 டெஸ்லாஸ் (400,000 காஸ்).


Fig. 4
Neutron Star with
Magnetism


காந்த விண்மீன்கள் எவ்விதம் உண்டாகுகின்றன ?

நாசாவின் ஸ்பிட்ஸர் விண்வெளித் தொலைநோக்கிதான் (Spitzer Space Telescope) அசுரக் காந்த விண்மீனைக் SGR (1900+14) கண்டுபிடுக்க உதவியது. அந்த விண்மீனைச் சுற்றிலும் ஏழு ஒளியாண்டு தூரம் அகண்ட வாயு “உட்சிவப்பு ஒளிவட்டம்” (Infrared Light) இருப்பது தெரிந்தது. ஆனால் காந்த விண்மீன் எக்ஸ்ரே ஒளியில்தான் பதிவானது. ஒரு சூப்பர்நோவா விண்மீன் சிதைந்து நியூட்ரான் விண்மீனாகும் போது அதன் காந்த தளத்தின் ஆற்றல் நான்கு மடங்கு மிகையாகிறது ! பிரின்ஸ்டன் பல்கலைக் கழக விஞ்ஞானிகளான டன்கனும் தாம்ஸனும் நியூட்ரான் விண்மீனின் காந்த தளத்தைக் கணித்தார்கள். சாதாரண அளவில் 10^8 டெஸ்லாஸ் இருக்கும் நியூட்ரான் விண்மீன் “யந்திர இயக்க முறையால்” (Dynamo Mechanism) இன்னும் ஆற்றல் மிகையாகி 10^11 டெஸ்லாஸ் அளவில் பெருகி முடிவில் ஒரு அசுர ஆற்றல் உடைய காந்த விண்மீனாகிறது ! சூப்பர்நோவா வெடிப்பில் விண்மீன் 10% நிறையை இழக்கிறது ! 10 முதல் 30 மடங்கு பரிதி நிறையுடைய அத்தகைய பூத விண்மீன்கள் சிதையும் போது அவை ஒரு கருந்துளையாக (Black Hole) மாறாதபடி இருக்க பேரளவு (80%) நிறையை உதிர்க்க நேரிடுகிறது ! பிரபஞ்சத்தில் பத்தில் ஒரு சூப்பர்நோவா வெடித்து, நியூட்ரான் விண்மீனாகவோ அல்லது துடிப்பு விண்மீனாகவோ (Pulsar) மாறாமல் காந்த விண்மீனாக உருவடைகிறது !

Fig. 5
Five Neutron Stars

[தொடரும்]
+++++++++++++++++++
தகவல்கள்:

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Discovery, Scientific American & Astronomy Magazines, Science Illustrated, Wikipedia & Earth Science & the Environmental Book.

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – How Did the Moon form ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. National Geographic – Invaders from Space – Meteorites (Sep 1986)
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world (1998)
8. Physics for Poets By : Robert March (1983)
9. Atlas of the Skies (2005)
10 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
10 (a) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40802141&format=html (Cosmos Gamma Ray Bursts)
10 (b) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40905121&format=html (The Deadly Magnetar Article -1)
11 Space Com – Origins of the Universe’s Most Powerful Magnets (The Magnetars) By : Michael Schirber (Feb 1, 2005)
12 Extreme Universe : Magnetic Fields & Magnetars Posted By : Jcconwell in Astronomy (Mar 12, 2009)
13 Science Illustrated – Death Star – Could the Most Magnetic Objects (Magnetars) in the Universe Cause Extinction on Earth ? (Jan-Feb 2009)
14 From Wikipedea – Magnetar (May 1, 2009).
15 Scientific American Magazine (Special Edition) : Magnetars By : Chryssa Kouveliotou, Robert Duncan & Christopher Thompson (Nov 4, 2004)

******************

jayabarat@tnt21.com [May 28, 2009]

Series Navigation

சி. ஜெயபாரதன், கனடா