Ilango Arasiyal

புதிய கண்டுபிடிப்பான
சரஸ்வதி விண்மீன்திரள்!
------------------------------------------------------------------------------------------
பி இளங்கோ சுப்பிரமணியன்
நியூட்டன் அறிவியல் மன்றம்
------------------------------------------------------------------------------------------
பூமியில் இருந்து வெகுதொலைவில் உள்ள ஒரு
விண்மீன் திரளை (galaxy) இந்திய விண்ணியல்
அறிஞர்கள் அண்மையில் கண்டு பிடித்துள்ளனர்.
அதற்கு சரஸ்வதி விண்மீன் திரள் என்று பெயரிட்டு
உள்ளனர். உண்மையில் இது ஒரு மீப்பெருந்திரள்
(super cluster of galaxies) ஆகும்.

பூமியில் இருந்து நான்கு பில்லியன் (400 கோடி)
ஒளியாண்டு தொலைவில்  உள்ள திரள் இது.
ஒரு ஒளியாண்டு என்பது ஓராண்டில்
ஒளி கடந்து செல்லும் தூரம் ஆகும். அதாவது ஒரு
ஒளியாண்டு சற்றுத் தோராயமாக 9.5 டிரில்லியன் கி.மீ
(ஒன்பதரை லட்சம் கோடி கி.மீ) ஆகும். அப்படியானால்,
400 கோடி ஒளியாண்டு தொலைவு என்பது 3.8x10^22 கி.மீ
ஆகும்.

முற்றிலும் இந்திய விஞ்ஞானிகள் அடங்கிய குழுவே
சரஸ்வதி மீப்பெருந்திரளைக் கண்டு பிடித்துள்ளது.
புனேயில் உள்ள வானியல், விண்ணியற்பியலுக்கான
பல்கலை கடந்த மையம் (IUCAA -Inter University Centre for
Astronomy and Astrophysics) மற்றும் அறிவியல் கல்வி,
ஆராய்ச்சிக்கான இந்தியப் பயிலகங்கள்
(IISRE-Indian Institutes of Science Education and Research) ஆகிய இவ்விரு
அமைப்புகளிலும் பணியாற்றும் இந்திய விஞ்ஞானிகள்
பிற இந்திய அமைப்புகளுடன் இணைந்து இந்தக்
கண்டுபிடிப்பை நிகழ்த்தி இருக்கிறார்கள்.

பிரபஞ்சத்தில் நமது இடம்
----------------------------------------------
கேலக்சி என்னும் விண்மீன்திரள் வெறுமனே
நட்சத்திரங்களை மட்டும் கொண்டதல்ல. நட்சத்திரங்கள்
அவற்றின் கோள்கள், கோள்களைச் சுற்றும் நிலவுகள்
என எல்லாமும் சேர்ந்ததுதான் ஒரு திரள்.

நாம் வாழும் பூமி பால்வீதி என்னும் திரளைச் சேர்ந்தது.
இது உள்ளூர்க்குழுமம் (Local Group) ஆகும். இந்த
உள்ளூர்க்குழுமத்தில் மூன்று பெரிய திரள்கள் உள்ளன.
அவை: 1) ஆன்ட்ராமோடா 2) பால்வீதி 3) டிரையேங்குலம்
ஆகியன. இவை தவிர  சிறிய திரள்களும் உள்ளன. நமது
பால்வீதி திரளின் அளவு (size) ஏறக்குறைய ஒன்றரை லட்சம்
ஒளியாண்டு ஆகும்.

உள்ளூர்க் குழுமம் என்ற பெயரைச் சூட்டியவர்
எட்வின் ஹப்பிள் (1889-1953). 1936இல் எழுதிய தமது
'The Realm of the Nebulae" என்ற நூலில் அவர் இப்பெயரைக்
குறிப்பிட்டார். அவர் காலத்தில் உள்ளூர்க் குழுமத்தில்
12 விண்மீன் திரள்கள் மட்டுமே இருந்தன. தற்போது
54 திரள்கள் இருப்பதாகக் கண்டறியப் பட்டுள்ளது.
உள்ளூர்க்குழுமத்தின் விட்டம் 15 மில்லியன் ஒளியாண்டு.
(ஒன்றரை கோடி ஒளியாண்டு; அதாவது 1.5x10^ 20 கி.மீ ).

இத்தனை திரள்களையும் கொண்ட நமது
உள்ளூர்க்குழுமம் நாம் நன்கறிந்த கன்னி ராசி
மண்டலம் என்னும் பெருந்திரளில் (Virgo cluster) ஒரு
உறுப்பினர். கன்னிப் பெருந்திரளானது (Virgo cluster)
கன்னி மீப்பெருந்திரளின் (Virgo super cluster) ஒரு
உறுப்பினர்.

கன்னிப் பெருந்திரளின் அளவு சற்றுத் தோராயமாக
54 மில்லியன் ஒளியாண்டு (5.4 கோடி ஒளியாண்டு;
அதாவது 5.4x10^20 கி.மீ). இதில் ஏறக்குறைய 1300க்கும்
மேற்பட்ட திரள்கள் உள்ளன.

இதனினும் பெரியது கன்னி மீப் பெருந்திரள்
(super cluster). இதன் அளவு 110 மில்லியன் ஒளியாண்டு.
(11 கோடி ஒளியாண்டு; அதாவது, 1.1x10^21 கி.மீ). இதில்
லட்சக் கணக்கான திரள்கள் உள்ளன.

அண்மையில் செப்டம்பர் 2014இல்
நமது பால்வீதி  திரளானது "லேனியாக்கி மீப்பெருந்திரள்"
(Laniakea super cluster) என்னும் மீப்பெருந்திரளின்
ஓர் உறுப்பினர் என்பது கண்டறியப் பட்டுள்ளது.
இது 520 மில்லியன் (52 கோடி)  ஒளியாண்டு
அளவு உடையது. ஆக, லேனியாக்கி மீப்பெருந்திரள்,
கன்னிப் பெருந்திரள், பால்வீதி, சூரியக் குடும்பம்,
பூமி என்று நமது இடம் இறங்கு வரிசையில் அமைகிறது.
52 கோடி ஒளியாண்டு அளவுள்ள லேனியாக்கி திரளுடன்
ஒப்பிடும்போது, நமது பால்வீதி வெறும் ஒன்றரை லட்சம்
ஒளியாண்டு அளவு உடையதே.

பிரபஞ்சத்தின் பெருமிதங்கள் (the superlatives)
--------------------------------------------------------------------------------
ஆக, விண்மீன்திரளில் (galaxy) தொடங்கி, பெரிதினும்
பெரிதை நோக்கிய பயணத்தில், பெருந்திரள் (cluster),
மீப்பெருந்திரள் (super cluster)  ஆகியவற்றை வந்தடைகிறோம்.
பல்வேறு விண்மீன்பெருந்திரள்கள் மலைத்தொடர்
போன்று தொடர்ச்சியாக அண்ட வெளியில் அமைந்துள்ளன.
இவை இப்பிரபஞ்சத்தின் மாபெரும் கட்டுமானங்கள்
ஆகும் (largest structures of the universe).

பிரபஞ்சத்தின் மாபெரும் கட்டுமானங்களைக்
கண்டறியும் பணியின் சிகரமாக, நவம்பர்
2013இல்  பேரளவிலான விண்மீன்திரள்களால்
அமைந்த ஒரு "திரள் நெடுஞ்சுவர்" (galaxy wall) கண்டு பிடிக்கப்
பட்டது. இதன் பெயர் ஹெர்குலிஸ் கரோனா பொரியாலிஸ் நெடுஞ்சுவர் (Hercules Carona Borealis Great wall). இது
10 பில்லியன் ஒளியாண்டு ( 1000 கோடி ஒளியாண்டு).
அளவுக்கு பரந்து கிடப்பது. இப்பிரபஞ்சத்தில் இதுவரை கண்டறியப்பட்ட மிகப்பெரிய கட்டுமானம் இதுதான்.
உலக சாதனைக்கான கின்னஸ் புத்தகத்தில்
இப்பிரபஞ்சத்தின் மிகப்பெரிய கட்டுமானமாக இது
குறிக்கப் பட்டுள்ளது.

வானத்தை (sky or celestial sphere) பன்னாட்டு வானவியல்
சங்கம் (International Astronomical Union) 88  ராசி மண்டலங்களாக  (constellations) வரையறுத்துள்ளது. பண்டைய எகிப்திய
அறிஞர் டாலமி கண்டறிந்த ராசி மண்டலங்களும்
இவற்றில் அடக்கம். மேற்கூறிய ஹெர்குலிஸ் கரோனா
பொரியாலிஸ் நெடுஞ்சுவரானது தனது பெயராக
அமைந்த மூன்று ராசி மண்டலங்களுக்குள் அடங்காமல்,
அவற்றையும் தாண்டி, ஏறத்தாழ 20 ராசி மண்டலங்களைக்
கடந்து மிதுன ராசி மண்டலம் வரை பரந்துள்ளது.

நமது பூமியில் இருந்து மிகவும் அதிகத் தொலைவில் உள்ள விண்மீன்திரள் (The most distant galaxy) எது? இந்தக்
கேள்விக்கான விடை காலந்தோறும் மாறிக்கொண்டே
இருக்கிறது. 2015 மே மாதத்தில், EGS-zs8-1 என்ற
விண்மீன்திரளே அதிகத் தொலைவில் உள்ளது
என்று கண்டறியப் பட்டது. இது பூமியில் இருந்து
13.04 பில்லியன் ஒளியாண்டு தொலைவில் உள்ளது.
இதன் சிவப்பு விலகல் 7.73 ஆகும் (spectroscopic Red shift z =7.73).

பெருவெடிப்பு (Big Bang) நிகழ்ந்தது 13.82 பில்லியன்
ஆண்டுகளுக்கு முன்பு என்று நாம் அறிவோம்.
பிரபஞ்சத்தின் குழந்தைப் பருவத்திலேயே, அதாவது
பெருவெடிப்பு நிகழ்ந்து, தோராயமாக 700  மில்லியன் ஆண்டுகளுக்குப்  பிறகு  EGS-zs8-1 விண்மீன்திரள்
பிறந்துள்ளது.

இரண்டே மாதங்களில் EGS-zs8-1 தனது முதன்மை
இடத்தை இழந்து விட்டது. 2015 ஜூலை மாதத்தில்,
வேறொரு விண்மீன்திரளே அதிகத் தொலைவில் இருப்பதாகக் கண்டறியப்பட்டது. அதன் பெயர்
EGSY8p7. இது பூமியில் இருந்து 13.2 பில்லியன்
ஒளியாண்டு தொலைவில் உள்ளது. இதன் சிவப்பு விலகல்
8.68 (spectroscopic Red shift z =8.68) ஆகும். பெருவெடிப்பு நிகழ்ந்து
 தோராயமாக 600 மில்லியன் ஆண்டுகளின் பின்னர்
இத்திரள் பிறந்துள்ளது.

இந்தத் திராளாவது ( EGSY8p7) தன் முதன்மை இடத்தைத் தக்க வைத்துக் கொண்டதா? இல்லை. மார்ச் 2016இல்
கண்டறியப்பட்ட GN-z11 என்ற விண்மீன்திரளே, இதுவரை
கண்டறிந்த எதனையும் விட அதிகத் தொலைவில்
இருப்பதாக உறுதி செய்யப்பட்டது. இது பூமியில்
இருந்து 13.4 பில்லியன் ஒளியாண்டு தொலைவில் உள்ளது.
இதன் சிவப்பு விலகல்  11.09 ஆகும் (spectroscopic Red shift z = 11.09).
பெருவெடிப்பின் பின்னர் தோராயமாக 400 மில்லியன்
ஆண்டுகளுக்குப் பின்னர் இத்திரள் பிறந்துள்ளது.

சரஸ்வதி மீப்பெருந்திரள் பற்றிய விவரங்கள்:
---------------------------------------------------------------------------------

இத்தகைய முக்கியத்துவம் வாய்ந்த கண்டுபிடிப்புகளின்

வரிசையில் சரஸ்வதி மீப்பெருந்திரளும் இடம் பெறுகிறது.
இதுவரை கண்டறிந்த மீப்பெருந்திரள்களில் இதுவே
அதிகத் தொலைவில் உள்ளது(the farthest super cluster) என்று
கூறுகிறார் இதைக்கண்டு பிடித்தவர்களில் ஒருவரான
பேராசிரியர் சோமக் ரே சவுத்ரி. இந்தக் கண்டுபிடிப்பை
சர்வதேச அளவில் புகழ் பெற்ற 'தி ஆஸ்ட்ரோ
பிஸிக்கல் ஜர்னல்' என்ற அறிவியல் ஏடு அண்மையில்
(ஜூலை 2017) வெளியிட்டுள்ளது. இக்கட்டுரையைப்
படிக்கும் ஒவ்வொரு அறிஞரும் இக்கண்டுபிடிப்பின் மீது
தங்களின் கருத்தை ஒட்டியோ வெட்டியோ கூற
வாய்ப்பளிக்கிறது (peer reviewed journal) இந்த அறிவியல் ஏடு.
கண்டுபிடிப்பாளர்களின் கருத்தை அனைவரும் ஏற்றுக்
கொண்டால், இதுவரை கண்டறிந்த மீப்பெருந்திரள்களில்
சரஸ்வதியே அதிகத் தொலைவில் உள்ளது என்பது
உறுதி செய்யப்படும்.

1) இதன் அளவு 200 மெகா பார்செக். மிகுந்த நிறையுள்ளது.
1 பார்செக் என்பது தோராயமாக 3.25 ஒளியாண்டு என்பதால்,
சரஸ்வதியானது 650 மில்லியன் (65 கோடி) ஒளியாண்டு
அளவுடையது. இதனுள் நிறை மிகுந்த 43 மீப்பெருந்திரள்கள்
(super clusters) அடங்கி உள்ளன.

2) இதன் சிவப்பு விலகல் (spectroscopic red shift z)  0.3

3) மீன ராசி மண்டலத்தில் இது உள்ளது.

4) பூமியில் இருந்து 400 கோடி ஒளியாண்டு
தொலைவில் உள்ளது.

5) 10 பில்லியன் (100 கோடி) ஆண்டுகளுக்கு முன்பிருந்த
சரஸ்வதி திரளைத்தான் இப்போது  நாம் காண்கிறோம்.
அதில் இருந்து புறப்பட்ட ஒளி நம்மை வந்தடைய
10 பில்லியன் ஆண்டுகள் ஆகிறது.

6) இதன் நிறை 20 மில்லியன் பில்லியன் சூரிய
நிறைகளுக்குச் சமம். அதாவது 2x10^16 சூரிய நிறைக்குச்
சமம். வானியலில் 1 சூரிய நிறை (solar mass) என்பது
1.99x10^30 கிலோகிராம் ஆகும். அப்படியானால்
சரஸ்வதி மீப்பெருந்திரளின் நிறையை நமது
சிந்தனைக்குள் அடக்க நாம் முயற்சி செய்யலாம்.

கோட்பாடுகளை அசைத்துப் பார்க்கும் கண்டுபிடிப்பு!
------------------------------------------------------------------------------------------------
விண்மீன் திரள்கள் எவ்வாறு தோன்றின, வளர்ந்தன
என்பது குறித்தும் பல்வேறு திரள்களை வகைப்படுத்துவது  குறித்தும் காலங்காலமாக
விண்ணியலாளர்கள் விவாதித்து  வருகின்றனர்.
1926இல் எட்வின் ஹப்பிள் ஒரு கோட்பாட்டை
முன்வைத்தார். எளிதில் புரிந்து கொள்ள வசதியாக
இக்கோட்பாடு ஒரு சித்திரமாக உருவகம் செய்யப்பட்டு,
ஹப்பிளின் இசைக்கவைச் சித்திரம்
(Hubble's Tuning Fork diagram) என்ற பெயரில்
வழங்கப் படுகிறது.

இதன்படி, நீள்வட்டத் திரள்கள் (elliptical galaxies)
முதலில் தோன்றின என்றும் அவையே பின்னர்
தட்டு வடிவ சுருண்ட திரள்களாக (disc shaped spiral galaxies)
மாற்றம் அடைந்தன என்றும் ஹப்பிள் கருதினார்.

தட்டு வடிவத் திரள்களே முதலில் தோன்றின என்றும்
அவை ஒன்றோடு ஒன்று இணைந்ததன் விளைவாக
நீள்வட்டத் திரள்கள் தோன்றின என்றும் தற்கால
வானியல் கருதுகிறது. இது ஹப்பிளின் கருத்துக்கு
நேர் எதிரானது.

பிரபஞ்சத்தில் முதலில் சின்னஞ்சிறு திரள்கள்தான்
தோன்றின என்றும் அவையே காலப்போக்கில்
பெரியனவாக பரிணாமம் அடைந்தன என்றும்
வானியல் கொள்கைகள் கருதுகின்றன. ஆனால்
பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்ப காலத்திலேயே சரஸ்வதி
போன்ற மீப்பெருந்திரள்கள் உருவாகி இருப்பதை
இக்கொள்கைகளால் விளக்க இயலவில்லை.

மேலும் திரள்களின் உருவாக்கத்தில் கரும்பொருள்
மற்றும் கரும் ஆற்றலின் பங்கு உள்ளது என்ற கருத்து
நவீன வானியலில் செல்வாக்குப் பெற்று வருகிறது.
சரஸ்வதி போன்ற பல்வேறு மீப்பெருந்திரளின்
கண்டுபிடிப்புகள் இக்கருத்துக்கு வலு சேர்க்கின்றன.
கரும்பொருளானது பொருளை ஒரு இடத்தில்
திரட்டுகிறது.ஆனால் கரும் ஆற்றலோ பொருள்
ஓரிடத்தில் திரண்டு விடாமல் விரட்டுகிறது. இவை
இரண்டுக்கும் இடையில் ஒரு சமநிலை பராமரிக்கப்
படுவதன் விளைவாகவே திரள்கள் உருவாகின்றன.

எனவே சரஸ்வதி போன்ற மீப்பெருந்திரள்களின்
தோற்றத்தை ஆராய்வதன் மூலமே, திரள்களின்
பரிணாமத்தையும் இப்பிரபஞ்சத்தின்
பரிணாமத்தையும் அறிய இயலும். கரும்பொருள்
மற்றும் கரும் ஆற்றலின் பாத்திரத்தைப் பற்றியும்
அறிய முடியும்.
*******************************************************************