பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான ஐம்பது புதிர்கள் ! சூரிய குடும்பம் எப்படி உண்டானது ? (கட்டுரை: 25)

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

சூரிய குடும்பத்தின்
பிணைப்பில்
சுழல் பந்துகள்
சுற்றிடும் விந்தை யென்ன ?
பிண்டங்கள்
கோளமான மர்மம் என்ன ?
நீள் வட்ட வீதியில்
அண்டங்கள்
மீளும் நியதி என்ன ?
கோள்கள் அனைத்தும்
சீராக
ஒரே திசை நோக்கிச்
சுற்றுவ தென்ன ?
ஒரே தள மட்டத்தில்
அண்டங்கள்
பரிதி இடுப்பைச் சுற்றி
வருவ தென்ன ?
யுரேனஸ் அச்சும்
சரிந்து போய்ச் சாய்ந்த
தென்ன ?
பரிதி மண்டலத்தில்
வக்கிரமாய்ச் சுழன்று
சுக்கிரன் மட்டும்
திக்குமாறிப்
போன தென்ன ?
தன்னச்சில் சுழாமல்
வெண்ணிலா
முன்னழகைக் காட்டிப்
பின்னழகை
மறைப்ப தென்ன ?

++++++

Fig. 1
The Solar Planets

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 Agensy) (ஏப்ரல் 15, 2008)

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 ! பூதளத்தட்டு நகர்ச்சிகள் (Plate Tectonics) தூண்டி பூமியில் எழும் பூகம்ப எரிமலை நிகழ்ச்சிகளால் பூர்வீகப் பாறைகள் நிலைமாறி அவற்றைக் காண முடியாமல் சிதைத்து விடுகின்றன !

Fig. 2
Nebula Gas Mass

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.

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) முதன் முதலில் 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 !

Fig. 3
Gas Clouds in Rotation to form
Pancake

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, திடக் கோள்களாகவும் 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.

Fig 4
Planets Formation
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 செல்லச் செல்ல 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 !

Fig. 5
Planets in Orbits

பரிதி வெப்ப அணுக்கரு சக்தியால் தூண்டப்பட்டதும் 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 கட்டுமானமாகின. 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.

Fig. 6
Ulysses Solar Probe

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.

Fig. 7
Ulysses Solar Probe Instruments

யுலிஸிஸ் சூரிய விண்ணுளவியின் பணி தொடர்கிறது !

ஏப்ரல் 15, 2008 ஆம் தேதி அண்டவெளித் தேடல் விஞ்ஞானிகள் 1990 ஆண்டு முதல் பதினேழு ஆண்டுகளாய்ப் பரிதியைச் சுற்றி ஆராய்ந்து வரும் “யுலிஸிஸ் சூரிய விண்ணுளவியைப்” (Ulysses Solar Probe) பூமி ஆட்சி அரங்கிலிருந்து தளர்த்தி ஓய்வாக இருக்கவிட்டு 2013 ஆண்டில் மீண்டும் ஆய்வு செய்ய மாற்றியுள்ளார் ! அப்போதுதான் மறுபடியும் பரிதியின் அடுத்த உச்சநிலைக் கதிராட்டம் தொடங்கும் ! அதுவரை விண்ணுளவியின் ராக்கெட் உந்தல் எரிசக்தியை வீணாக்காமல் சேமித்து வைத்து சில இயக்கங்களையும் முடக்கி உளவி ஓய்வெடுத்துக் கொள்ள ஏற்பாடு செய்யப் பட்டுள்ளது ! பரிதியிலிருந்து 125 மில்லியன் மைல் தூரத்தில் பரிதியை மையமாகக் கொண்டு சுற்றிவரும் நீள் வட்ட வீதியில் (Helio Centric Orbit) உறங்கி வரும் கருவிகளைச் சூரிய கனல் வெப்பமே எழுப்பிவிடும் தகுதி பெற்றது. இப்போது ஓய்வெடுக்கும் உளவி பரிதியை விட்டு அப்பால் நகன்று 250 மில்லியன் தொலைவை 2010 ஆண்டில் அடைந்து விடும்.

Fig. 8
Solar Wind Measurements

[தொடரும்]

தகவல்கள்:

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Astronomy Magazine.

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – How did the Solar System form ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? (April 2008)
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world (1998)
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 National Geographic Picture of Our Universe By Roy Gallant: (1986)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)
15 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40206291&format=html [சூரியன்]
16 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40804101&format=html (What will Happen to the Sun ?)
17 Solar System Formation By Jeff Scott (October 16, 2005)
18. Spaceflight Now -Breaking News. Controllers Working to Keep “Ulysses Sun Orbiter” Alive By: Stephen Clark (www.spaceflightnow.com/news/n0804/15ulysses) (April 15, 2008)

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

jayabarat@tnt21.com [April 17, 2008]