गॅलॅक्सींचे वजन मोजण्यासाठीचे एक प्रमुख साधन चुकत असू शकते, असे खगोलशास्त्रज्ञांचे म्हणणे आहे

खगोलशास्त्रातील एक मूलभूत शॉर्टकट पुन्हा तपासला जात आहे

गॅलॅक्सींचे वस्तुमान मोजण्याचा प्रयत्न करणारे, आणि त्याचबरोबर विश्वाविषयीची आपली समज घडवणाऱ्या ब्रह्मांडीय गणनेत सुधारणा करण्याचा प्रयत्न करणारे खगोलशास्त्रज्ञ, अनेकदा एका भ्रामकरीत्या सोप्या सांख्यिकीय साधनावर अवलंबून असतात: प्रारंभिक वस्तुमान फलन, म्हणजेच IMF. IMF चे उद्दिष्ट म्हणजे एखाद्या गॅलॅक्सी किंवा तारकागटात वेगवेगळ्या वस्तुमानांचे किती तारे तयार होतात हे वर्णन करणे. प्रत्यक्षात, ते दिसणाऱ्या गोष्टींमधून न दिसणाऱ्या गोष्टींचा अंदाज घेण्यास संशोधकांना मदत करते, विशेषतः मंद, कमी वस्तुमानाच्या तार्‍यांच्या प्रचंड लोकसंख्येचा, ज्यांचे थेट निरीक्षण करणे कठीण असते.

आता, मिसुरी विद्यापीठातील एक संघ असा युक्तिवाद करत आहे की क्षेत्रातील एक मूलभूत धारणा कदाचित खूपच बोथट आहे. 29 ऑगस्ट रोजी अधोरेखित केलेल्या नव्या लेखात वर्णन केल्यानुसार त्यांचा दावा असा आहे की खगोलशास्त्रज्ञ मिल्की वेवरून मुख्यत्वे कॅलिब्रेट केलेला IMF असा वापरत आहेत जणू तो सार्वत्रिक मापदंड आहे. जर ही धारणा चुकीची असेल, तर गॅलॅक्सीचे एकूण वस्तुमान, वय, आणि उत्क्रांतीचा इतिहास यांचे अंदाज सुधारण्याची गरज भासू शकते.

IMF इतका महत्त्वाचा का आहे

गॅलॅक्सी तराजूवर तोलल्या जात नाहीत. संशोधक निरीक्षणे आणि मॉडेल्स एकत्र करून त्यांचे वस्तुमान अंदाजित करतात. सर्वात तेजस्वी तारे ओळखणे सर्वांत सोपे असल्यामुळे अनेक गणनांमध्ये त्यांची भूमिका प्रमाणापेक्षा जास्त असते. पण तेजस्वी तारे संपूर्ण लोकसंख्येचा फक्त एक भाग आहेत. गॅलॅक्सीमध्ये लहान, मंद तारे मोठ्या संख्येने असतात, तसेच वायू, धूळ, आणि डार्क मॅटरही असते. त्या पदार्थाचा बराचसा भाग साध्या निरीक्षणांत थेट दिसत नाही, म्हणून खगोलशास्त्रज्ञ IMF चा वापर करून त्यांच्या सहज मोजता येणाऱ्या तार्‍यांपलीकडे तारकीय वस्तुमान कसे वितरित आहे याचा अंदाज घेतात.

यामुळे IMF ही पुढील अनेक शाखांतील विज्ञानाला आकार देणाऱ्या शांत धारणांपैकी एक बनते. जर ती कमी वस्तुमानाच्या तार्‍यांची संख्या प्रणालीबद्धपणे जास्त किंवा कमी मोजत असेल, तर गॅलॅक्सीचे अनुमानित वस्तुमानही बदलते. हे बदल महत्त्वाचे आहेत कारण वस्तुमान हा फक्त वर्णनात्मक आकडा नाही. तो गॅलॅक्सी निर्मिती, तारा-निर्मितीचा इतिहास, आणि ब्रह्मांडीय पातळीवर पदार्थाची रचना कशी आहे यावरील मॉडेल्समध्ये प्रवेश करतो.

मूळ अहवाल ही समस्या समजण्यास सोप्या भाषेत मांडतो. एका गॅलॅक्सीतील सर्व तार्‍यांचे वस्तुमान प्रामुख्याने सर्वांत तेजस्वी तार्‍यांवरून अंदाजित करणे म्हणजे पृथ्वीवरील सर्व माणसांचे वस्तुमान प्रामुख्याने सर्वांत जड लोकांकडे पाहून मोजण्यासारखे आहे. काही बाबतींत ही पद्धत सरासरीने चालली तरी, सार्वत्रिकरीत्या लागू केल्यास पूर्वग्रह लक्षणीय होऊ शकतो.

मिल्की वे सार्वत्रिक आराखडा नसू शकतो

अनेक अभ्यासांमध्ये वापरला जाणारा मानक IMF आपल्या स्वतःच्या गॅलॅक्सीतील तारकासमूहांच्या निरीक्षणांवर आधारलेला आहे. हे नेहमीच व्यावहारिक होते: मिल्की वे तपशीलवार मोजमापांसाठी पुरेसा जवळ आहे, तर दूरच्या गॅलॅक्सी वेगळी ओळखणे खूप कठीण आहे. पण सोयीस्कर असणे म्हणजेच सार्वत्रिक असणे नव्हे.

मिसुरीतील संशोधकांचे म्हणणे आहे की तारे ज्या वातावरणात तयार होतात ती परिस्थिती एका गॅलॅक्सीपासून दुसऱ्या गॅलॅक्सीपर्यंत पुरेशी वेगळी असू शकते, आणि त्यामुळे तयार होणाऱ्या तारकीय वस्तुमान वितरणांमध्येही फरक पडू शकतो. तसे असल्यास, तारे सर्वत्र साधारण समान वस्तुमान प्रमाणात तयार होतात ही धारणा अतिशय साधी ठरेल. तारे जन्माला येणाऱ्या वायू ढगांचे स्वरूप यांसह, गॅलॅक्सीच्या स्थानिक परिस्थिती मोठ्या आणि लहान तार्‍यांच्या प्रमाणावर परिणाम करू शकतात.

ही शक्यता वैज्ञानिकदृष्ट्या महत्त्वाची आहे, कारण कमी वस्तुमानाचे तारे, जरी स्वतंत्रपणे मंद असले तरी, एकूण तारकीय वस्तुमानात मोठा वाटा उचलू शकतात. त्यांना गाळणारे किंवा चुकीने मोजणारे मॉडेल केवळ सूक्ष्म तपशील धूसर करत नाही. ते पायाच बदलते.

हरवलेला संदर्भ म्हणजे तारा-निर्मिती

संशोधकांनी सुचवलेली सुधारणा IMF ला ज्या वातावरणांत तारे प्रथम तयार होतात त्या वातावरणांशी पुन्हा जोडण्यावर केंद्रित आहे. तारे प्रचंड अणुगत वायू ढगांत तयार होतात, आणि ते ढग सर्व सारखे वागत नाहीत. त्यांचे तापमान, घनता, अस्थिरता, आणि इतिहास वेगवेगळे असतात. याचा अर्थ असा की परिणामी तारकीय लोकसंख्या देखील विशिष्ट, भौतिकदृष्ट्या अर्थपूर्ण पद्धतीने बदलू शकते.

हा दृष्टिकोन IMF ला सार्वत्रिक स्थिर नियमापेक्षा अधिक संदर्भाधारित गोष्ट म्हणून पुन्हा मांडतो. सर्वत्र तारा-निर्मितीसाठी एकच सरासरी कृतीपुस्तक गृहीत धरण्याऐवजी, वेगवेगळ्या गॅलॅक्सी आणि समूहांमधील निर्मितीच्या परिस्थिती लक्षात घेणारी अधिक अनुकूलनीय चौकट खगोलशास्त्रज्ञांना लागू शकते.

त्या कल्पनेचे आकर्षण सोपे आहे. ती IMF ला निरुपयोगी म्हणून नाकारत नाही. ती असा युक्तिवाद करते की सध्या IMF ज्या पद्धतीने लागू केला जातो, ती खूपच कडक असू शकते. वेगवेगळ्या निर्मिती वातावरणांत मोठ्या आणि लहान तार्‍यांमधील समतोल अधिक चांगल्या प्रकारे मोजता आला, तर खगोलशास्त्रज्ञ गॅलॅक्टिक वस्तुमानाची गणना सुधारू शकतील आणि गॅलॅक्सींचा इतिहास अधिक अचूकपणे पुन्हा उभारू शकतील.

IMF सुधारला गेल्यास काय बदलेल

सुधारित IMF चे परिणाम खगोलशास्त्राच्या अनेक स्तरांवर उमटतील. पहिले, तो गॅलॅक्सींच्या तारकीय वस्तुमानांच्या अंदाजात बदल घडवेल. दुसरे, ती वस्तुमाने तेजस्विता, वय, आणि तारा-निर्मितीच्या इतिहासाच्या व्याख्यांवर परिणाम करत असल्यामुळे, गॅलॅक्सी उत्क्रांतीबाबतची काही विद्यमान निष्कर्षे पुन्हा कॅलिब्रेट करावी लागू शकतात. तिसरे, अधिक अचूक तारकीय हिशोबामुळे गॅलॅक्टिक मॉडेल्समध्ये दृश्यमान पदार्थ आणि डार्क मॅटर यांच्यात फरक करण्याची पद्धत अधिक सूक्ष्म होऊ शकते.

शेवटच्या मुद्द्याकडे काळजीपूर्वक पाहणे आवश्यक आहे. स्रोत सामग्री डार्क मॅटर संशयास्पद आहे, असा दावा करत नाही. त्याऐवजी, तारकीय हिशोबातील अनिश्चितता गॅलॅक्सींच्या न दिसणाऱ्या भागांचा खगोलशास्त्रज्ञ कसा अंदाज घेतात यावर कसा परिणाम करते, हे अधोरेखित करते. जर दृश्यमान तारकीय वस्तुमान अतिशय साध्या साधनाने मोजले गेले असेल, तर दिसणारे आणि अनुमानित घटक यांच्यातील समतोलही अधिक जवळून तपासावा लागू शकतो.

“विश्वाचे वस्तुमान” हा व्यापक शब्दप्रयोग ऐकताना खगोलशास्त्रज्ञ एका रात्रीत विश्वशास्त्र पुन्हा लिहिणार आहेत, असे वाटू शकते. अधिक संयत अर्थ असा की अनेक वस्तुमान अंदाजांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या मूलभूत घटकांपैकी एका घटकाचे परिष्करण आवश्यक असू शकते. तरीही ते महत्त्वाचे आहे. विज्ञानातील मोठे बदल बहुतेक वेळा आकाशात एखादी नाट्यमय नवी वस्तू दिसण्यापासून नव्हे, तर नियमित विश्लेषणात दडलेल्या गृहितकांच्या चांगल्या कॅलिब्रेशनपासून सुरू होतात.

खगोलशास्त्र कसे पुढे जाते याची आठवण

या घटनेत एक उपयुक्त धडा आहे. विश्वाचा बराचसा भाग थेट स्पर्शता येत नसल्यामुळे खगोलशास्त्र मॉडेल्सवर अवलंबून असते. ती मॉडेल्स शक्तिशाली असतात, पण ती त्यांच्या पायाभूत गृहितकांइतकीच चांगली असतात. IMF अपरिहार्य होता कारण त्याने दिसणाऱ्या तेजस्वी तार्‍यांना आणि त्याहून मोठ्या, लपलेल्या लोकसंख्येला जोडणारा व्यावहारिक पूल दिला. त्याला आव्हान देणे म्हणजे अपयशाचे लक्षण नाही. ती परिपक्व विज्ञान आपली साधने अधिक नेमकी करत जाण्याची सामान्य प्रक्रिया आहे.

जर मिसुरी विद्यापीठातील संघ बरोबर असेल, तर इतर गॅलॅक्सी सुरुवातीपासूनच विचित्र वागत नव्हत्या. खगोलशास्त्रज्ञ कदाचित चुकीचा सार्वत्रिक मापदंड वापरत होते. पुढचा टप्पा म्हणजे वातावरण-संवेदनशील पद्धती विविध प्रकारच्या गॅलॅक्सींमध्ये अधिक चांगली सुसंगती देतात का, हे तपासणे. तसे झाल्यास, त्याचा परिणाम फक्त गॅलॅक्टिक वस्तुमानाचा अधिक अचूक आकडा एवढाच नसेल. तारे कसे तयार झाले, गॅलॅक्सी कशा उत्क्रांत झाल्या, आणि स्थानिक ज्ञान व्यापक विश्वावर किती विश्वासार्हपणे लागू करता येते याचे अधिक स्पष्ट चित्रही मिळेल.

हा लेख Universe Today च्या वार्तांकनावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.