இதுவரை கண்டறியப்பட்ட மிகப் பழமையான மின்னும் குவேசர் ஆரம்ப கருந்துளை கோட்பாடுகளை சவாலுக்கு உட்படுத்துகிறது

பிரபஞ்ச விடியற்காலத்தைச் சேர்ந்த ஒரு குவேசர், மிகவும் பிந்தைய பொருளைப் போல நடக்கிறது

பிக் பேங்கிற்குப் பின்னர் சுமார் 850 மில்லியன் ஆண்டுகள் மட்டுமே இருந்த நிலையில் காணப்பட்ட ஒரு தொலைதூர குவேசரில் வானியலாளர்கள் மின்னும் மாற்றங்களை கண்டறிந்துள்ளனர்; இதனால் இதுவரை அடையாளம் காணப்பட்ட மிகப் பழமையான மின்னும் குவேசராக இது மாறியுள்ளது. J0439+1634 என்று அறியப்படும் இந்தப் பொருள், இளம் பிரபஞ்சத்தில் மிகப்பெரிய கருந்துளைகள் எப்படி வளர்ந்தன என்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் அரிய வகையில் பார்க்கும் வாய்ப்பை அளிக்கிறது, மேலும் ஆரம்பப் படிப்பினை நீண்டநாள் நிலைத்திருந்த சில எதிர்பார்ப்புகளை அதிர வைத்துள்ளது.

வழங்கப்பட்ட மூல உரையின் படி, குவேசரின் மாறும் ஒளி, அதன் மையத்தில் உள்ள கருந்துளை ஒரு தட்டையான, பண்கேக் போன்ற சேர்ப்பு வட்டத்தால் சூழப்பட்டிருப்பதை வெளிப்படுத்தியது. வானியலாளர்கள் பொதுவாக இத்தகைய அமைப்பை பிரபஞ்சத்தின் பின்னர் காலத்தில் காணப்படும் மேலும் முதிர்ந்த குவேசர்களுடன் இணைத்து பார்க்கிறார்கள். பிரபஞ்ச வரலாற்றின் மிக ஆரம்ப காலங்களில், மிகுந்த வளர்ச்சி மற்றும் குழப்பத்தால் உருவான, மேலும் புடைப்பான மற்றும் குறைவாக நிலைபெற்ற வட்டங்களுடன் கருந்துளைகள் இருப்பதாக ஆராய்ச்சியாளர்கள் எதிர்பார்த்திருந்தனர்.

அதற்கு பதிலாக, J0439+1634 ஆச்சரியமாக விரைவாக ஒழுங்கமைந்த நிலையைக் கொண்டதாகத் தெரிகிறது. இது குவேசர் பட்டியலில் இன்னொரு தொலைதூர ஒளிக்குறியைச் சேர்ப்பதற்கு மட்டும் அல்ல. பிரபஞ்சம் தொடங்கிய பிறகு இவ்வளவு விரைவில் இவ்வளவு பெரிய கருந்துளைகள் எவ்வாறு உருவானன என்ற புதிரை இது மேலும் கூர்மைப்படுத்துகிறது.

வானியலாளர்கள் உண்மையில் என்ன கண்டனர்

வழங்கப்பட்ட உரையின் படி, இந்தப் பொருள் MIT மற்றும் பிற நிறுவனங்களின் வானியலாளர்களால் கண்டறியப்பட்டது. J0439+1634 முதலில், முன்புறத்தில் உள்ள ஒரு விண்மீன் மண்டலத்தால் ஈர்ப்பு லென்ஸிங் செய்யப்பட்ட தொலைதூர விண்மீன் மண்டலத்தின் ஹப்பிள் விண்வெளித் தொலைநோக்கி படங்களில் தோன்றியது. அந்த லென்ஸிங் விளைவு, இந்தக் குவேசரை மிகப் பெரிய கால இடைவெளியின் மறுபுறத்திலிருந்து காண உதவியது; அது சுமார் 12.8 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன் எப்படி இருந்ததோ அப்படியே காட்டியது.

ஆய்வாளர்கள் குவேசர் மின்னிப் பரிணமிப்பதை கண்டனர். அந்த மாறுபாடு முக்கியமானது, ஏனெனில் அது கருந்துளைக்குள் சுழன்று செல்லும் பொருளின் இயற்பியல் அமைப்பு குறித்து குறிப்புகளை வழங்குகிறது. இக்கேஸில், மாறும் ஒளி, பருமனான, மிகக் குழப்பமடைந்த ஒன்றுக்கு பதிலாக, ஒப்பீட்டளவில் மெல்லிய, தட்டையான சேர்ப்பு வட்டத்தைச் சுட்டிக்காட்டியது. மூல உரையில் மேற்கோளிடப்பட்ட MIT-இன் Kavli Institute for Astrophysics and Space Research-இன் ஜீன் லியூங், பிரபஞ்ச விடியற்காலத்திலிருந்து பல குவேசர்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டிருந்தாலும், உண்மையில் மின்னுவதை வானியலாளர்கள் பார்க்கும் முதல் முறை இதுதான் என்று கூறினார்.

அந்த முதன்மை முக்கியமானது, ஏனெனில் மின்னல் வெறும் சுவாரஸ்யமான சிக்னல் அல்ல. அது ஒரு கண்டறிதல் கருவி. அது கருந்துளையைச் சுற்றியுள்ள உணவு மண்டலத்தின் அளவையும் வடிவியலையும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஊகிக்க உதவுகிறது; அதனால் இத்தகைய அமைப்புகள் எவ்வளவு வேகமாக நிலையான வடிவமைப்புகளாக மாறுகின்றன என்ற கருதுகோள்களைச் சோதிக்க முடிகிறது.

வட்டத்தின் வடிவமே உண்மையான ஆச்சரியம்

குவேசர்கள், சுற்றியுள்ள பொருளை உண்டு வளர்கின்ற மிகப்பெரிய கருந்துளைகளால் இயக்கப்படுகின்றன. வாயு மற்றும் தூசி சேர்ப்பு வட்டத்தின் வழியாக உள்ளே விழுந்து, வெப்பமடைந்து, அபாரமான சக்தியை கதிர்வீச்சாக வெளிப்படுத்துகின்றன. பல சந்தர்ப்பங்களில், இந்த செயல்முறை சக்தியூட்டப்பட்ட பொருளின் ஜெட்டுகளையும் விண்வெளிக்குள் வெளியேற்றுகிறது. J0439+1634, சூரியனின் நிறையை விட பில்லியன் மடங்கு அதிக நிறையுள்ள கருந்துளையைக் கொண்டுள்ளது என்று மூல உரை விவரிக்கிறது; இது பிரபஞ்ச வரலாற்றின் இவ்வளவு ஆரம்பக் கட்டத்தில் விளக்க கடினமான அளவிலான மாபெரும் பொருள்.

ஆரம்பப் பிரபஞ்சத்தில் உள்ள கருந்துளைகள் இன்னும் உருவாக்கத்தின் கச்சிதமற்ற கட்டத்திலேயே இருக்க வேண்டும் என்பதே வானியலாளர்களின் எதிர்பார்ப்பாக இருந்தது. பொருள் மிக வேகமாக உள்ளே விழுந்து, அமைப்பு கடுமையான சூழ்நிலைகளில் இன்னும் கட்டமைக்கப்பட்டுக்கொண்டிருந்தால், வட்டம் மேலும் தடிப்பானதாகவும், அதிக குழப்பமானதாகவும், குறைவாக நிலைபெற்றதாகவும் இருக்கக்கூடும். ஒரு தட்டையான வட்டு வேறு ஒன்றைச் சொல்கிறது: நாம் அதை பிரகாசமான குவேசராகக் காணும் அந்தக் கணத்துக்கு முன்பே, கருந்துளை தனது மிகக் குழப்பமான வளர்ச்சி கட்டத்தை கடந்து சென்றிருக்கலாம்.

வழங்கப்பட்ட மூல உரையில் MIT இயற்பியலாளர் அன்னா-கிரிஸ்டினா ஐலர்ஸ் கூறிய கருத்துகள் இந்த விளக்கத்தை வலுப்படுத்துகின்றன. கருந்துளைகளுக்காக எதிர்பார்க்கப்படும் வன்முறையான, வேகமான வளர்ச்சி கட்டங்கள், வானியலாளர்கள் அவற்றை அவற்றின் ஒளிரும் குவேசர் கட்டத்தில் பிடிப்பதற்கு முன்பே, மிக ஆரம்பத்திலேயே நிகழ்ந்துவிடலாம் என்று உருவாகும் படம் இருக்கலாம் என அவர் கூறுகிறார். வேறொரு வார்த்தையில் சொன்னால், ஒரு பிரபஞ்ச விடியற்காலக் குவேசர் விரிவான ஆய்வுக்கு போதுமான அளவு தென்படத் தொடங்கும் நேரத்திற்குள், அது ஒருகாலத்தில் கருதப்பட்டதைவிட கட்டமைப்பில் மேலும் முதிர்ந்ததாகத் தோன்றியிருக்கலாம்.

ஆரம்பப் பிரபஞ்ச வானியலின் ஆழமான பிரச்சினை

இந்தக் கண்டுபிடிப்பு, நவீன வானியலின் மிகத் தொடர்ச்சியான கேள்விகளில் ஒன்றை நேரடியாகத் தொடுகிறது: மிகப்பெரிய கருந்துளைகள் இவ்வளவு விரைவாக எவ்வாறு உருவானன? பிரபஞ்சத்தின் வயது 13.8 பில்லியன் ஆண்டுகள், மேலும் J0439+1634 அதன் வரலாற்றின் வெறும் 850 மில்லியன் ஆண்டுகள் கடந்த நிலையில் பார்க்கப்படுகிறது. அதற்குள்ளாகவே அது பில்லியன் கணக்கான சூரிய நிறையுள்ள கருந்துளையையும், பின்னர் கால குவேசர்களைப் போன்ற வட்டு வடிவியலையும் கொண்டுள்ளது.

இந்த இணைப்பு கடினமானது, ஏனெனில் இது இரண்டு சாதனைகளை ஒரு குறுகிய காலப்பகுதிக்குள் அடக்குகிறது. முதலில், கருந்துளை அபாரமான நிறையைப் பெற்றிருக்க வேண்டும். இரண்டாவது, சுற்றியுள்ள பொருள் ஓட்டம் ஒப்பீட்டளவில் மெல்லிய வட்டமாக ஒழுங்குபடுத்தப்பட்டிருக்க வேண்டும். அந்தக் காலகட்டத்தில் இவை இரண்டும் ஏற்கனவே உண்மையாக இருந்திருந்தால், கருந்துளை விதைகள் சில மாதிரிகள் கருதுவதைக் காட்டிலும் பெரியதாகத் தொடங்கியிருக்கலாம், அல்லது சேர்ப்பு அபூர்வமான திறமையுடன் நடந்திருக்கலாம், அல்லது ஆரம்ப கருந்துளை வளர்ச்சியின் காலவரிசை திருத்தப்பட வேண்டியிருக்கலாம்.

வழங்கப்பட்ட மூல உரை இந்த வாய்ப்புகளுக்கு தீர்வு சொல்லவில்லை, எந்தப் பொறுப்புள்ள மறுஎழுத்தும் அப்படி செய்யக் கூடாது. ஆனால் அது ஒரு தெளிவான முடிவை ஆதரிக்கிறது: J0439+1634, அனைத்து ஆரம்ப குவேசர்களும் இன்னும் கண்கூடாகக் குழப்பமான வளர்ச்சி நிலைகளிலேயே சிக்கியிருந்தனர் என்று கற்பனை செய்வதை மேலும் கடினமாக்குகிறது. குறைந்தபட்சம் சிலவை, குறிப்பிடத்தக்க அளவுக்கு விரைவாக ஒழுங்கமைந்த, உயர்பிரகாச அமைப்புகளாக மாறியிருக்கலாம்.

கருந்துளைகளைத் தாண்டி மின்னல் ஏன் முக்கியம்

குவேசர்கள் தனித்தனி விசித்திரங்களல்ல. அவற்றின் மைய இயந்திரங்கள் சுற்றியுள்ள விண்மீன் மண்டலங்களை பாதிக்க முடியும். கருந்துளையை நோக்கி பொருள் விழும்போது வெளியேறும் சக்தி அருகிலுள்ள வாயுவை பாதிக்க, நட்சத்திர உருவாக்கத்தை மாற்ற, மற்றும் பரந்த சூழலை வடிவமைக்க முடியும். அதனால், ஆரம்பக் குவேசர் செயல்பாட்டின் காலநேரத்தையும் பண்பையும் புரிந்துகொள்வது, இளம் விண்மீன் மண்டலங்கள் எவ்வாறு பரிணமித்தன என்பதைப் புரிந்துகொள்ளும் பகுதியாகவும் இருக்கிறது.

J0439+1634 போன்ற பொருள்கள் ஆரம்பத்திலேயே ஒழுங்கமைந்தும் ஒளிர்வாகவும் மாறியிருந்தால், அவை சுற்றியுள்ள பொருளில் ஏற்படுத்திய தாக்கமும் முன்பே தொடங்கியிருக்கலாம் அல்லது எதிர்பார்த்ததைவிட வேறுபட்ட முறையில் வெளிப்பட்டிருக்கலாம். அண்டை பகுதிகளில் நட்சத்திர உருவாக்கத்தை கருந்துளை செயல்பாடு பாதிக்க முடியும் என்று மூல உரை குறிப்பிடுகிறது. இதனால் குவேசரின் மின்னல் வெறும் விண்மீன் இயற்பியல் விவரம் மட்டுமல்ல. அது, பிரபஞ்சத்தில் அதன் மிக ஆரம்ப காலங்களுக்குப் பிறகு கட்டமைப்பு எந்த வேகத்தில் உருவானது என்பதற்கான ஒரு குறிப்பு.

இந்தக் கண்டுபிடிப்பு, ஒரே ஒரு படத்தில் எப்படி இருக்கிறது என்பதைக் காட்டிலும், பொருள்கள் காலத்தோடு எவ்வாறு மாறுகின்றன என்பதைப் பார்ப்பதான time-domain astronomy-யின் மதிப்பையும் வலியுறுத்துகிறது. ஒரு குவேசரின் பிரகாச மாறுபாடுகள், இல்லையெனில் மறைந்திருக்கும் உள் அமைப்பை வெளிச்சமிட்டு காட்ட முடியும். இங்கே, மாறுபாடு ஒரு தொலைதூர ஒளிப் புள்ளியை, cosmology-யின் மைய உருவாக்கப் பிரச்சினைகளில் ஒன்றுக்கான ஆதாரமாக மாற்றியது.

பெரிய விளைவுகளைக் கொண்ட சிறிய சிக்னல்

J0439+1634 மட்டும் கருந்துளை உருவாக்க வரலாற்றை மறுஎழுதுவதில்லை. ஆனால் அது ஒரு கூர்மையான கட்டுப்பாட்டை சேர்க்கிறது. எந்த வெற்றிகரமான மாதிரியும், பிக் பேங்கிற்குப் பிறகு மிக விரைவாகவே இருந்ததோடு மட்டுமல்லாமல், ஆச்சரியப்படுத்தும் அளவுக்கு முதிர்ந்த சேர்ப்பு வட்டத்தைச் சுட்டிக்காட்டும் விதமாக மின்னிய ஒரு ஆரம்பப் பிரபஞ்சக் குவேசருக்கான இடத்தையும் இப்போது கொண்டிருக்க வேண்டும்.

அதனால்தான் இந்தக் கண்டுபிடிப்பு தனித்துப் பொருந்துகிறது. வானியலாளர்கள் இந்தப் பொருளின் தொலைதூரத்தைக் கொண்டாடுவதில் மட்டும் இல்லை. இளம் பிரபஞ்சம் தனது மிகத் தீவிரமான இயந்திரங்களில் சிலவற்றை எதிர்பார்த்ததைவிட வேகமாக உருவாக்கி நிலைநிறுத்த முடிந்திருக்கலாம் என்ற சாத்தியத்தை அவர்கள் எதிர்கொள்கிறார்கள். 12.8 பில்லியன் ஆண்டுகள் தாமதத்துடன் வந்துகொண்டிருக்கும் இந்தக் குவேசரின் ஒளி ஒரு சவாலாக வந்து சேர்கிறது: இந்த மாபெரும் பொருள்களை உருவாக்கிய செயல்முறை பல மாதிரிகள் அனுமதித்ததைவிட முன்னதாகவும், மேலும் திறமையாகவும் இருந்திருக்கலாம்.

இப்போது வரை, J0439+1634 ஒரு தனிப்பட்ட ஆனால் சக்திவாய்ந்த எடுத்துக்காட்டாகவே உள்ளது. அதன் மின்னல் பிரபஞ்ச விடியற்காலத்தின் மீது புதிய கண்காணிப்பு சாளரத்தைத் திறந்து, மிகப்பெரிய கருந்துளைகள் எவ்வாறு உருவாகின்றன என்ற கோட்பாடுகளுக்கான தரத்தை உயர்த்தியுள்ளது. வானியலில், ஒரு பெரிய மாற்றம் இப்படித்தான் தொடங்குகிறது: ஒரு முழு பதிலால் அல்ல, ஆனால் திட்டமிட்ட நேரத்துக்கேற்ப நடக்க மறுக்கும் ஒரு பிடிவாதமான பொருளால்.

இந்தக் கட்டுரை Universe Today வெளியிட்ட செய்தியை அடிப்படையாகக் கொண்டது. மூலக் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.