பால்வீதி நட்சத்திர உருவாக்கத் தட்டின் வெளிப்புற எல்லையை வானியலாளர்கள் துல்லியமாக நிர்ணயித்துள்ளனர்

ஆச்சரியமாக தெளிவில்லாத எல்லையைக் கொண்ட பழக்கமான விண்மீன்

பால்வீதி எங்கே முடிகிறது? இது இயல்பாகத் தோன்றும் ஒரு கேள்வி, ஆனால் அதற்கான பதில் ஆச்சரியப்படத்தக்க வகையில் கடினம். நாம் அந்த விண்மீனுக்குள் வாழ்கிறோம் என்பதால், மற்ற சுருள் விண்மீன்களை ஆய்வு செய்யும்போது வானியலாளர்களுக்கு கிடைக்கும் வெளிப்புறக் காட்சி நமக்குக் கிடைப்பதில்லை. மேலும் முக்கியமாக, ஒரு விண்மீன் சாதாரணமாக கூர்மையான எல்லையில் நிற்காது. அதன் நட்சத்திரங்கள் தொலைவு அதிகரிக்கும்போது மெல்ல மேலும் விரளுகின்றன; ஆகவே “விளிம்பு” என்பது அளவீட்டுச் சிக்கல் மட்டுமல்ல, வரையறைச் சிக்கலும் ஆகும்.

Universe Today சுட்டிக்காட்டிய புதிய ஆய்வு, மிக வெளிப்புறமாக சிதறியுள்ள நட்சத்திரங்களை அல்லாது, பால்வீதியின் நட்சத்திர உருவாக்கத் தட்டின் எல்லையை கவனத்தில் கொண்டு ஒரு தெளிவான பதிலை முன்வைக்கிறது. அந்த வடிவில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் விளிம்பை விண்மீன் மையத்திலிருந்து 11.28 முதல் 12.15 கிலோபார்செக் வரை, அதாவது சுமார் 40,000 ஒளியாண்டுகள் தொலைவில் அமைக்கின்றனர்.

அந்த முடிவு, அந்த எல்லைக்கு அப்பால் நட்சத்திரங்கள் இல்லை என்று கூறுவதில்லை. அது இன்னும் குறிப்பாகவும் பயனுள்ளதாகவும் ஒன்றைச் சொல்கிறது: அந்த ஆரையசுக்குப் புறத்தில், பால்வீதியின் முக்கிய நட்சத்திர உருவாக்க அமைப்பு, தொடர்ச்சியான உள்ளூர் பிறப்பை விட இடம்பெயர்வால் அதிகம் வடிவமைக்கப்பட்ட மக்கள்தொகைக்கு வழிவிடுகிறது போலத் தெரிகிறது.

குழு இந்தப் பிரச்சினையை எப்படி அணுகியது

APOGEE-DR17, LAMOST-DR3, மற்றும் Gaia தரவைப் பயன்படுத்தி 100,000-க்கும் அதிகமான பெரிய நட்சத்திரங்களின் வயது மதிப்பீடுகளை ஆராய்ச்சியாளர்கள் பயன்படுத்தினர். காணக்கூடிய ஒரு விளிம்பை நேரடியாகப் பின்தொடர முயல்வதற்குப் பதிலாக, விண்மீன் மையத்திலிருந்து தூரமும் நட்சத்திர வயதுமிடையிலான தொடர்பை அவர்கள் தேடினர்.

அவர்கள் கண்டது U-வடிவ உறவு. மையத்துக்கு நெருக்கமாக இருக்கும் நட்சத்திரங்கள் வயதானவை. வெளிப்புறமாக நகரும் போது, ஒரு குறிப்பிட்ட புள்ளிவரை நட்சத்திரங்கள் தொடர்ந்து இளமையாகின்றன. அந்தப் புள்ளிக்கு அப்பால், போக்கு மாறி, நட்சத்திரங்கள் மீண்டும் வயதானவையாக மாறுகின்றன. அந்த U-வின் கீழ்ப்பகுதியை பால்வீதியின் நட்சத்திர உருவாக்கத் தட்டின் முடிவாகக் குழு விளக்குகிறது.

இது நுண்ணறிவான அணுகுமுறை, ஏனெனில் இது மங்கலான பிரகாச எல்லைக்குப் பதிலாக மக்கள்தொகை அடிப்படையிலான வரையறையை வழங்குகிறது. “விளிம்பு” என்பது இப்போது பொருள் வெறுமனே குறைந்து போகும் இடமல்ல. அது, விண்மீன் தனது முக்கியத் தட்டு அமைப்பின் ஒரு பகுதியாக நட்சத்திரங்களை உருவாக்குவதை நிறுத்துவது போலத் தோன்றும் இடம்.

U-வடிவம் ஏன் இயற்பியல் ரீதியாக பொருந்துகிறது

இந்த வடிவத்தின் பின்னணியில் உள்ள தர்க்கம், விண்மீன்கள் காலப்போக்கில் தம்மை எவ்வாறு கட்டுகின்றன என்பதில் அடங்கியுள்ளது. பால்வீதியின் உள்ள்பகுதியில், வாயுவும் தூசும் முன்பே அதிக அடர்த்தியுடன் இருந்தன; இதனால் நட்சத்திர உருவாக்கம் விரைவில் தொடங்கிக் கொஞ்சம் அதிக தீவிரத்துடன் முன்னேறியது. இதனால் மையத்துக்கு அருகே வயதான நட்சத்திர மக்கள்தொகை உள்ளது.

மேலும் வெளியில், வாயுவும் தூசும் பரவலாக உள்ளதால், நட்சத்திர உருவாக்கத்திற்கு தேவையான சூழ்நிலைகள் உருவாக அதிக நேரம் எடுக்கும். ஆகவே தூரம் அதிகரிக்கும்போது தட்டின் பெரும்பகுதியில் இளமையான நட்சத்திரங்கள் உருவாகின்றன. ஆனால் நட்சத்திர உருவாக்க விளிம்பைத் தாண்டியபின் விளக்கம் மாறுகிறது. அங்கு உள்ள நட்சத்திரங்கள் பெரும்பாலும் தொடர்ச்சியான உள்ளூர் உருவாக்கத்தின் விளைவு அல்ல. அதற்குப் பதிலாக, ஆய்வு அவை தட்டுக்குள் உருவாகி பின்னர் வெளிப்புறமாக தள்ளப்பட்ட குடியேறிகளாக இருக்கலாம் என்று முன்வைக்கிறது.

கட்டுரை இந்த நகர்வுக்கான இரண்டு முக்கிய இயக்கிகளைச் சுட்டிக்காட்டுகிறது:

• சுருள் கரங்களின் ஈர்ப்பு விசைகள்
• பால்வீதியின் மையக் கம்பியுடன் நிகழும் தொடர்புகள்

இந்த முறைகள், செயலில் உள்ள நட்சத்திர உருவாக்கப் பகுதியைத் தாண்டி நட்சத்திரங்களைச் சுலபமாகத் தள்ளிவிட முடியும்; இதனால் வெளிப்புறப் பகுதிகளில், “அதிக தூரம் என்றால் இளமை” என்ற எளிய போக்கில் இனி பொருந்தாத வயதான பொருட்கள் நிறைந்துவிடுகின்றன.

இது விண்மீன் வரலாற்றிற்கு ஏன் முக்கியம்

நட்சத்திர உருவாக்கத் தட்டின் எல்லையை கண்டறிதல் என்பது வெறும் வரைபடப் பணியல்ல. அது, பால்வீதி எப்படி உருவாகியது மற்றும் உருவான பிறகு நட்சத்திரங்கள் எப்படி நகர்கின்றன என்பதை வானியலாளர்கள் மீளமைக்க உதவுகிறது. ஒரு விண்மீன் நிலைத்த சக்கரம் அல்ல. அது பில்லியன் ஆண்டுகள் முழுவதும் நட்சத்திரங்கள் நகரவோ மறுவிநியோகமடையவோ செய்யும் ஒரு இயக்கமான அமைப்பு.

இது முக்கியம், ஏனெனில் நட்சத்திரத்தின் இன்றைய இடம் அதன் தோற்றத்தின் முழுக் கதையையும் சொல்லாது. வெளிப்புற விண்மீனில் இருக்கும் ஒரு வயதான நட்சத்திரம் அங்கே உருவானதாக இருக்கவேண்டியதில்லை. அது பால்வீதியின் அமைப்பால் இயக்கப்படும் நீண்டகால உள்நாட்டு இடம்பெயர்வின் சான்றாக இருக்கலாம். ஆகவே, செயலில் இருக்கும் நட்சத்திர உருவாக்கத் தட்டு எங்கு முடிகிறது என்பதைத் துல்லியமாகக் கண்டறிதல், பிறப்பிடங்களையும் பின்னர் ஏற்பட்ட வட்டப்பாதை வரலாறையும் பிரித்தறிய ஒரு தெளிவான வழியை வழங்குகிறது.

இந்த முடிவு, பொதுவாக சுருள் விண்மீன்களில் தட்டு வளர்ச்சிக்கான மாதிரிகளை நயப்படுத்தவும் உதவக்கூடும். வானியலாளர்கள் வேறு இடங்களிலும் இதே போன்ற வயது வடிவங்களை அடையாளம் காண முடிந்தால், நட்சத்திர உருவாக்கத் தட்டுகள் எப்படி வளர்கின்றன மற்றும் காலப்போக்கில் கம்பிகளும் சுருள் கரங்களும் நட்சத்திரங்களை எவ்வாறு மறுவிநியோகிக்கின்றன என்பதைப் புரிந்துகொள்ள பால்வீதி பயனுள்ள அளவுகோலாக மாறலாம்.

புகழ்பெற்ற மங்கலான கேள்விக்கான மேலும் துல்லியமான பதில்

பொதுவான விவாதங்கள் பெரும்பாலும் விண்மீன் அளவை ஒரே எண்ணாகக் கருதுகின்றன; ஆனால் “விண்மீன்” என்றால் என்ன என்பதற்கேற்ப வானியலாளர்கள் வேறு வரையறைகளைப் பயன்படுத்துகின்றனர். அங்கே நட்சத்திரத் தட்டு, வாயுத் தட்டு, ஹாலோ, இருண்ட பொருள், மேலும் புதிய நட்சத்திரங்கள் இன்னும் உருவாகும் மண்டலங்கள் உள்ளன. இவற்றில் ஒவ்வொன்றும் வேறுபட்ட செயல்திறன் கொண்ட விளிம்பைக் குறிக்கலாம்.

அதனால்தான், இந்த ஆய்வு எல்லா சாத்தியமான வரையறைகளையும் தீர்க்காவிட்டாலும் கூட பயனுள்ளதாக உள்ளது. இது ஒரு குறிப்பிட்ட கேள்விக்கு இயற்பியல் சார்ந்த பதிலை வழங்குகிறது: பால்வீதியின் நட்சத்திர உருவாக்கத் தட்டு எங்கே முடிகிறது? அந்த பதிலை நட்சத்திர வயதுகளுடனும் பெரிய பல-கண்காணிப்பு தரவுத்தொகுப்புடனும் இணைப்பதன் மூலம், ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு காட்சிப் பாசாங்கை விட அதிக அர்த்தமுள்ள எல்லையை வழங்குகின்றனர்.

அமைப்புக்குள் இருந்து பார்வை

இந்த முடிவு எதிரொலிப்பதற்கான ஒரு காரணம், வானியலில் சுய-அளவீடு எவ்வளவு கடினம் என்பதை அது நினைவூட்டுகிறது. நாங்கள் பால்வீதிக்குள் உள்ளபடியே, நம்மை உள்ளடக்கிய அமைப்பின் கட்டமைப்பை ஊகிக்க முயல்கிறோம். முன்னேற்றம் பெரும்பாலும் ஒரு விளிம்பின் நேரடி பார்வையிலிருந்து அல்ல, விண்மீனின் வரலாற்றை வெளிப்படுத்தும் மறைமுக வடிவங்களிலிருந்து வருகிறது.

இங்கே அந்த வடிவம் ஒரு வயது வளைவு; முடிவு நேர்த்தியானது: பால்வீதியின் செயலில் உள்ள நட்சத்திர உருவாக்கத் தட்டு மையத்திலிருந்து சுமார் 40,000 ஒளியாண்டுகள் தொலைவில் முடிவடைகிறது போலத் தெரிகிறது. அதற்கு அப்பால் வெற்று இடம் அல்ல, மாறாக வேறுபட்ட ஒரு நிலை உள்ளது; அது இன்றைய உருவாக்கத்தைவிட, விண்மீனின் ஈர்ப்பு கட்டமைப்பில் நட்சத்திரங்கள் நீண்ட காலம் இடம்பெயர்வதாலேயே அதிகம் வடிவமைக்கப்படுகிறது.

அதனால் இந்த கண்டுபிடிப்பு ஒரு அளவீட்டைவிட அதிகம். இது ஒரு செயல்முறை வரைபடம். இது ஒரு எல்லை எங்கே உள்ளது என்பதோடு, அதற்கு அப்பால் விண்மீன் ஏன் இப்படித் தோன்றுகிறது என்பதையும் நமக்குச் சொல்கிறது.

இந்தக் கட்டுரை Universe Today இன் செய்தியிடலை அடிப்படையாகக் கொண்டது. மூலக் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.