விவேக பாரதி தமிழ் வலைப்பதிவுகள் அரங்கம்
பல பில்லியன் ஆண்டுகள் தொடர்ச்சியாக எரிந்து கொண்டிருக்கும் நட்சத்திரத்தில் ஐதரசன் அணுக்கருக்கள் தீர்ந்து போக ஆரம்பிக்கும். அப்போது, ஐதரசன் அணுக்கருக்களுக்கு ஏற்பட்ட பியூஸன் தொடர்ந்து ஹீலியம் அணுக்கருக்களுக்குள் ஏற்பட ஆரம்பிக்கும்.
ஐதரசன், ஹீலியமாக மாறியது போல, ஹீலியம், கார்பனாக மாற ஆரம்பிக்கும், இது போலவே, கார்பன் ஒக்சிசனாகவும், ஒக்சிசன் சிலிக்கானாகவும், இறுதியாக சிலிக்கான் இரும்பாக மாறும். இரும்புதான் பியூஸனின் இறுதி நிலை. இரும்பு எந்த அணுப்பிணைப்புக்கும் ஆளாகாது.
அதனால் ஒரு நட்சத்திரத்தின் முழுக் கோரும் இறுதியாக இரும்பு அணுக்கருக்களாக மாறும். இங்கு நீங்கள் ஒன்றைப் புரிந்து கொள்ள வேண்டும். நாம் அன்றாடம் பயன்படுத்தும் ஒரு டன் எடையுள்ள இரும்பு ஒரு மீட்டர் அகலம், ஒரு மீட்டர் நீளம், ஒரு மீட்டர் உயரமான கட்டியாக இருக்கலாம். ஆனால், ஒரு டன் எடையுள்ள இரும்பின் அணுக்கருவை மட்டும் ஒன்று சேர்த்தால், அவை ஒரு ஊசியின் முனையளவை விடச் சிறியதாகவே இருக்கும். என்ன நம்ப முடியவில்லையா? நாம் பயன்படுத்தும் இரும்பானது, இரும்பு அணுவால் (Fe) ஆனது.
இரும்பு அணுவானது, அணுக்கருவையும், அதைச் சுற்றும் எலெக்ட்ரான்களையும் கொண்டது. எலெக்ட்ரானுடன் சேர்ந்த முழு அணுவையும் , அணுக்கருவையும் ஒப்பிட்டால், ஒரு கிரிக்கெட் மைதானத்தையும், அந்த மைதானத்தின் நடுவே விழுந்து கிடக்கும் கிரிக்கெட் பந்தையும் ஒப்பிடுவது போல. அவ்வளவு சிறியது அணுக்கரு.
ஆனால், இரும்பின் முழு நிறையும் அணுக்கருவினில்தான் இருக்கின்றது. சுற்றியிருக்கும் எலெக்ட்ரான்களுக்கு நிறை கிடையாது. இப்போது இப்படிச் சிந்தித்துப் பாருங்கள். நூறு கிரிக்க்கட் மைதானங்களின் மொத்த எடையும், நூறு கிரிக்கட் பந்துகளின் எடைக்குள் இருக்கின்றன என்றால், அந்தக் கிரிக்கட் பந்துகள் எவ்வளவு எடையாக இருக்க வேண்டும்? நூறு கிரிக்க்கெட் பந்துகளை ஒன்று சேர்த்தால் வரு சின்னப் பந்தில் அந்த நூறு மைதானங்களின் எடையே அடங்கியிருக்கின்றன.
இது போலத்தான் நட்சத்திரத்தின் கோர் இரும்பாக மாறியதும் அதன் எடை நினைக்க முடியாத அளவு அதிகரித்துப் போயிருக்கும். இரும்பின் அணுக்கருக்கள் மட்டும் ஒன்று சேர்ந்து ஒரு பெரிய கோளக் கட்டியாக மாறினால், அதன் எடை மில்லியன் பில்லியன் பில்லியன் டன்களாக அதிகரித்துக் காணப்படும்.
நட்சத்திரத்தின் கோருக்குள் ஐதரசன் பியூஸன் நடைபெறும் போது, கதிர்வீச்சு மண்டலத்தின் (Radiative Zone) கதிர்வீச்சினால் நட்சத்திரம் உயிர்ப்புடன் இருக்கும். ஐதரசன் தீர்ந்து போகும் போது, கதிர்வீச்சு மண்டலத்தினுள் வெற்றிடம் தோன்ற ஆரம்பிக்கும்.
இது தொடர்ந்து நடைபெறும் போது, நட்சத்திரத்தின் மேற்பரப்புப் பகுதியான ‘ஒளிக் கோளம்’ (Photosphere) மிகப் பெரிதாக ஊத ஆரம்பிக்கும். இப்படி நட்சத்திரம் ஊதுவதையே சுப்பர் நோவா நிலையென்கிறோம். நட்சத்திரத்தின் மேற்பரப்பு ஒரு பக்கம் பெரிதாகிக் கொண்டிருக்க, நடுப்பகுதியில் வெற்றிடம் தோன்ற, மையக் கோரின் எடை அதிகரிக்கத் தொடங்கும்.
கோர் முழுமையான இரும்பாக மாறியதும் ஏற்படும் எடையின் அதிகரிப்பால், ஈர்ப்பு விசையும் முடிவில்லாமல் அதிகரிக்கத் தொடங்கும். அதிக ஈர்ப்புவிசை உள்ளிழுக்க அதனால் ஏற்படும் திடீர்ச் சுருக்கத்தின் தூண்டுதல் (Trigger), நட்சத்திரத்தைப் படீரென வெடிக்கப்பண்ணுகிறது. இந்த நடவடிக்கைகளெல்லாம் மிகச் சிறிய காலப்பகுதியில் நடந்து விடுகின்றன. அதாவது ஒரு நொடிக்குக் குறைவான நேரத்தில் நடந்துவிடுகிறது.
ஒவ்வொரு நட்சத்திரமும் எவ்வளவு பருமனைக் கொண்டிருக்கின்றனவோ, அதைப் பொறுத்து அந்த நட்சத்திரம் இறக்கும் போது, வெவ்வேறு வகையாக வடிவங்களாக மாறுகின்றன. நட்சத்திரங்களின் பருமன், சூரியனுடன் ஒப்பிட்டே அளக்கப்படுகிறது.
சூரியன் நட்சத்திரங்களில் மிகச் சிறியது. சூரியனின் பருமனுடைய ஒரு நட்சத்திரம் இறந்து போகுமானால், அது ‘வெள்ளைக் குள்ளன்’ (White Dwarf) என்னும் நிலையை அடையும். சூரியனை விடப் பல மடங்கு பருமனுள்ள நட்சத்திரங்கள், அவற்றின் பருமனுக்கேற்ப ‘சுப்பர் நோவா’ (Super Nova), ‘ஹைபர் நோவா’ (Hyper Nova) நிலையை அடைந்து, நியூட்ரான் நட்சத்திரங்களையும், கருந்துளைகளையும் உருவாக்கும்.
சூரியனைப் போல 100 மடங்கு பருமனுள்ள நட்சத்திரத்தின் மையக் கோர், மொத்தமாக இரும்பு அணுக்கருவாக மாறுகின்றது என்பதைக் கற்பனை பண்ணிப் பாருங்கள். அதன் கோர் மட்டுமே எவ்வளவு பெரிதென்று யோசியுங்கள்.
அவ்வளவு பெரிய கோர் முழுவதும் இரும்பின் அணுக்கருவால் நிரம்பியிருந்தால், அது எவ்வளவு எடையுடன் இருக்கும் என்பது புரிகிறதா? மனிதனால் கற்பனையே பண்ண முடியாத பாரத்துடன் அந்த நட்சத்திரத்தின் கோர் இருக்குமல்லவா? அதனாலேயே ஈர்ப்புவிசையிலும் முடிவற்ற நிலையை அடையத் தொடங்கும்.
இந்த நிலையில் வெடிக்கும் போது எல்லையற்ற ஈர்ப்புவிசையுடன் கூடிய கருந்துளை உருவாகின்றது. அந்தக் கருந்துளை தன்னுள் அனைத்தையும் உள்வாங்கி விழுங்கிக் கொள்கிறது. அதன் இழுவை விசையில், ஒளி கூட தப்ப முடியாமல் உள்ளே சென்றுவிடுகின்றது.
இதுவரை கண்டுபிடித்ததிலிருந்து, ‘VY Canis Majoris’ என்ற நட்சத்திரமே அண்டத்தில் மிகப் பெரிய நட்சத்திரமாக அறியப்படுகிறது. இது ஒரு ‘சிவப்பு இராட்சச நட்சத்திரம்’ (red hypergiant) ஆகும்.
சூரியனைப் போல 1500 மடங்கு பெரியது. இந்த நட்சத்திரம் வெடிக்குமானால், அண்டத்திலேயே பெரிய கருந்துளையொன்று இதன் மூலம் உருவாகும். நட்சத்திரங்கள் பெரிதாக இருந்தால், அவற்றின் வாழும் காலமும் குறைந்து போகும்.
ஒரு நட்சத்திரம் வெடித்துக் கருந்துளை உருவாவதற்கான விளக்கங்களைப் பார்த்தோம். அப்படிப் பார்க்கும் போது, ‘ஐசடோப்’ என்ற சொல் அடிக்கடி குறுக்கிட்டது. ‘ஐசடோப்புகள் என்றால் என்ன?’ என்று ஒரு கேள்வி உங்களுக்குத் அப்போது தோன்றியிருக்கலாம். அதனால் ஐசோடோப் என்றால் என்ன என்பதையும் நாம் பார்த்துவிடலாம்.
ஐதரசன் வாயுவைப் (H2) பற்றிக் கேள்விப்பட்டிருப்பீர்கள். இரண்டு ஐதரசன் அணுக்கள் (2H) ஒன்று சேர்வதால் உருவாவது ஐதரசன் வாயு. இதுவரை கண்டுபிடிக்கப்பட்ட தனிமங்களில் (Elements) அணு எண்ணிலும், அணு நிறையிலும் குறைந்தது ஐதரசன் அணுதான்.
பூமியில் உள்ள பொருட்கள் எல்லாம் அணுக்களால் ஆனவை என்பதை, நீங்கள் சின்னக் குழந்தையாக இருக்கும் போதே அறிந்து கொண்டிருப்பீர்கள். அணுக்கள், இலத்திரன் (Electron), நியூட்ரான் (Neutron), புரோட்டான் (Proton) ஆகியவற்றால் ஆனவை என்பதும் உங்களுக்குத் தெரியும். புரோட்டானும், நியூட்ரானும் அணுவின் கருவில் இருப்பவை.
எலெக்ட்ரான் அந்த அணுக்கருவைச் சுற்றிக் கொண்டிருப்பது. எலெக்ட்ரான் எதிரேற்றமும் (-), புரோட்டான் நேரேற்றமும் (+), நியூட்ரான் ஏற்றம் ஏதும் இல்லாமல் பூச்சியமாகவும் இருக்கும். இதில் எலெக்ட்ரானுக்கு நிறை இல்லை.
ஆனால் புரோட்டானுக்கும், நியூட்ரானுக்கு தலா 1 என்னும் நிறை இருக்கிறது. ஒரு அணுவின் கருவில் இருக்கும் புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை அந்த அணுவின் ‘அணு எண்’ (Atomic Number) என்றழைக்கப்படுகிறது.
தனிமங்களின் அணு எண்கள் மாறுபடும் போது, அவை வெவ்வேறு தனிமங்கள் ஆகின்றன. அதாவது ஒவ்வொரு தனிமத்துக்குமெனத் தனித்தனியாக ஒரு அணு எண் இருக்கிறது. ‘அணு எண் 1′ என்றால் ஐதரசன் அணு என்றும், ‘அணு எண் 2′ என்றால் ஹீலியம் என்றும் தனிமங்களின் அணு எண்களுக்கேற்ப மாறிக் கொண்டே போகும்.
இதுவரை 118 தனிமங்களைப் பூமியில் நாம் கண்டுபிடித்திருக்கிறோம். அணு எண்கள் போலவே அணு நிறையும் கணக்கிடப்படுகிறது. ஒரு அணுவின் அணுக்கருவுக்குள் இருக்கும் புரோட்டான்களையும், நியூட்ரான்களையும் ஒன்று சேர்த்தால் வருவது அந்த அணுவின் ‘அணு நிறை’ (Atomic Mass) எனப்படுகிறது.
ஒரு தனிமத்துக்கு குறித்த எண்ணிக்கையில் புரோட்டான்கள் இருப்பது போல, குறித்த எண்ணிக்கையில் நியூட்ரான்களும் இருக்கும். அபூர்வமான நிலையில் சில தனிமங்கள், மாறுபட்டு நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையைக் கொண்டிருக்கும். உதாரனமாக, ‘லிதியம்’ (Lithium) என்னும் தனிமத்துக்கு 3 புரோட்டான்களும், 4 நியூட்ரான்களும் இருக்கும்.
அதாவது அதன் ‘அணு நிறை 7′ ஆகும். ஆனால் ‘அணு நிறை 6′ கொண்ட லிதியமும் உண்டு. அதாவது 3 புரோட்டான்களும், 3 நியூட்ரான்களும் அதில் காணப்படும். இந்த இரண்டு வெவ்வேறு அணு நிறைகளைக் கொண்ட லிதியங்களும் ‘ஐசடோப்புகள்’ (Isotopes) என்று சொல்லப்படுகின்றன.
இப்போது, ஐசோடோப்புகள் என்றால் என்னவென்று நிச்சயம் உங்களுக்குப் புரிந்திருக்கும் என்றே நினைக்கிறேன். சரி, புரியாவிட்டாலும் ஒன்றும் கெட்டுப் போவதில்லை. இங்கு சொல்லப்பட்டவை உங்களுக்குப் புரிந்தால் மிகவும் மகிழ்ச்சியே! ஒரு பேச்சுக்கு இவை புரியவில்லையென்றாலும் எந்தக் கவலையும் தேவையில்லை. இவை தெரியாமலே நாம் தொடரைத் தொடர்ந்து செல்லலாம்.
பிற்குறிப்பு: இது ஒரு தகவலுக்காகத்தான். Fusion க்கும் Fission க்கும் உள்ள வித்தியாசத்தை நீங்கள் இதன் மூலம் புரிந்து கொள்ளலாம். ‘ஐதரசன் குண்டு’ (Hydrogen Bomb) பியூஸனினால் உருவாகும் சக்தியை வெளிப்படுத்துகிறது. ‘அணு குண்டு’ (Atom Bomb) பிஸனினால் உருவாகும் சக்தியை வெளிப்படுத்துகிறது. இவையிரண்டுக்கும் உள்ள வேறுபாடு என்ன தெரியுமா? ஒரே அளவுள்ள ஐதரசன் குண்டு, அணு குண்டை விடஆயிரம் மடங்கு சக்தி வாய்ந்தது.
இரண்டம் உலக மஹா யுத்தத்தில் பாவிக்கப்பட்ட மொத்தக் குண்டுகளின் சக்தி, ஒரு ஐதரசன் குண்டின் ஐந்தில் ஒரு பங்குக்கே சமன். ஒரு கிலோகிராம் ஐதரசனை, ஹீலியமாக மாற்றும் போது ஏற்படும் சக்தி, இருபதாயிரம் டன்கள் நிலக்கரி எரிவதால் உருவாகும் சக்திக்குச் சமன். இப்போது பியூஸன் நடைபெறும் நட்சத்திரத்தின் சக்தி புரிகிறதா?
தொடரும்…
