भारताचा कृष्णविवरांचा अभ्यास

विज्ञान 

black hole-isro ‘इस्रो करणार कृष्णविवरांचा अभ्यास' हे वर्तमानपत्रातील शीर्षक वाचून आश्चर्य वाटले. अतिशय विशाल ताऱ्याची मृतावस्था म्हणजे कृष्णविवर ! ही विवरं आपल्यापासून अतिशय दूर आहेत. मानवाच्या कोणत्याही ज्ञानेंद्रियाने या कृष्णविवराचे ज्ञान होऊ शकत नाही, असे विज्ञान सांगते. black hole-isro तेव्हा त्याचा अभ्यास नेमका कसा केला जाणार? हा एक मोठा प्रश्न सामान्यपणे उभा रहातो. परंतु इस्रो ही संस्था अशा कृष्णविवरांचा अभ्यास करणार याची खात्री देत असल्याने या उपक्रमाविषयीचे बरेच कुतूहल वाटणे स्वाभाविकच आहे. तेव्हा या उपक्रमाविषयीची सविस्तर माहिती करून घेऊया. मानवाप्रमाणेच ताऱ्यांना बाल्यावस्था, तारुण्यावस्था आणि वृद्धावस्था असतातच. black hole-isro त्यांच्या बाल्यावस्था आणि तारुण्यावस्था सर्व ताऱ्यांच्या सारख्याच असल्या, तरी त्यांच्या वृद्धावस्था मात्र वेगळ्या असतात. कृष्णविवरावस्था ही त्यातील एक असल्याचे अनेक वर्षांपासून माहीत होते. परंतु, ही अवस्था नेमकी कोणत्या प्रकारच्या ताऱ्यांची होते? black hole-isro हे मात्र दीर्घकाळापर्यंत माहीत नव्हते. १९३१ साली सुब्रह्मण्यम चंद्रशेखर या तत्कालीन भारतीय तरुण वैज्ञानिकाने कृष्णविवरावस्था ताऱ्यांच्या मूळ वस्तुमानावर अवलंबून असते, हे सैद्धांतिक स्वरूपात स्पष्ट करून या प्रश्नाचे उत्तर दिले आणि तेव्हापासून कृष्णविवरांच्या शोधाला बरीच गती प्राप्त झाली. black hole-isro परंतु हे शोधकार्य बरेच अवघड आहे, हे माहीत असून इस्रोने ते कार्य हाती घेतल्याचे वाचून आनंद झाला. त्याबद्दल इस्रोचे अभिनंदन आणि शुभेच्छा देऊन ता-यांचे कुटुंब आणि कृष्णविवरांची निर्मिती यावर अल्पसा प्रकाश टाकून कृष्णविवरांच्या शोधाच्या संभाव्य पद्धतीचा विचार करू या.

 

 

 

 

प्रत्येक ताऱ्यांची निर्मिती हायड्रोजनच्या ढगातून होत असते. हे ढग निरनिराळ्या वस्तुमानाचे असल्याने निर्माण होणाऱ्या ताऱ्यांचे वस्तुमान वेगवेगळे असते. प्रत्येक ताऱ्यांच्या गाभ्यात हॅड्रोजनचे रूपांतर हेलियममध्ये करणारी अणुभट्टी असते. या अणुभट्टीच्या बाहेर हायड्रोजन वायूचे आवरण असते. अणुभट्टीतून बाहेर पडणाऱ्या प्रारणांमुळे हा वायू दूर फेकला जातो आणि त्याचे निरनिराळे ढग निर्माण होतात. black hole-isro या ढगांचे रूपांतर विविध ग्रहांमध्ये होऊन ते ग्रह त्या ताऱ्याभोवती निरनिराळ्या कक्षात फिरतात. हे ग्रह आणि तो तारा मिळून त्या ताऱ्यांचे कुटुंब निर्माण झाल्याचे समजले जाते. हीच ती ताऱ्यांची तरुणावस्था. मूळच्या ढगांच्या वस्तुमानानुसार कुटुंबप्रमुख ताऱ्यांचे वस्तुमान वेगवेगळे असते आणि त्या वस्तुमानानुसार त्या ताऱ्यांची पुढील अवस्था ठरते. ज्या वृद्धावस्था म्हणून समजल्या जातात, त्यांचा काळ आणि स्वरूप ताऱ्याच्या वस्तुमानानुसार विविध प्रकारे घडतात. साधारणपणे सूर्याच्या वस्तुमानाच्या २० पटी हून अधिक वस्तुमानाच्या ताऱ्यांचे रूपांतर कृष्णविवरात होते.black hole-isro

 

 

कृष्णविवरात रूपांतरित होणाऱ्या अशा प्रचंड मोठ्या ताऱ्याच्या गाभ्यातील सर्व हायड्रोजनचे रूपांतर हेलियममध्ये झाल्याने तेथील अणुभट्टी सर्वप्रथम विझते. परंतु गाभ्याच्या भोवतालच्या भागात हायड्रोजन असल्याने तेथे अणुभट्टी नव्याने सुरू होते. ती काही काळ तेवत राहते, परंतु काही काळानंतर तेथील हायड्रोजन संपल्याने तीदेखील विझते. black hole-isro हीच प्रक्रिया क्रमाक्रमाने बाहेरील विविध कवचात होत गेल्याने त्या ताऱ्यांतील सर्व अणुभट्ट्या पूर्णपणे विझतात आणि उरलेल्या भागातून आतून बाहेर पडणारी उष्णता राहत नाही. परंतु, गुरुत्वाकर्षणाने कार्यान्वित असणारे बाहेरून आतील दिशेने बल अस्तित्वात असल्याने ताऱ्यांचे आकुंचन होऊन ताऱ्यांचे रूपांतर कृष्णविवरात होते. कृष्णविवर निर्माण होण्याच्या आधी त्या ताऱ्यांच्या तारुण्यावस्थेत त्याचे विविध ग्रहांचे कुटुंब निर्माण झालेले असते. black hole-isro त्या कुटुंबातील ग्रह त्या विशाल ताऱ्यांभोवती विविध कक्षांमधून फिरत असतात. ताऱ्यांच्या गुरुत्वाकर्षणाने ते ताऱ्यांकडे आकर्षिले असतात. परंतु ताऱ्यांकडून उत्सर्जित होणाऱ्यां प्रारणांमुळे ते ताऱ्यांकडे न जाता त्याच्या भोवती फिरतच राहतात.

 

 

मात्र, तारा कृष्णविवर झाल्यावर त्याकडून ग्रहांवर पडणारा प्रकाश पडेनासा होतो; मात्र गुरुत्वाकर्षणाचे बळ कायम राहत असल्याने ते ग्रह ताऱ्यांकडे खेचले जातात. ते ग्रह जसजसे कृष्णविवराच्या जवळ जातात तसतसे त्यांचेवरील गुरुत्वाकर्षणाचे बल वाढत असल्याने ते जास्त वेगाने फिरू लागतात. black hole-isro त्यांच्या अशा प्रचंड वेगाने त्यांच्यातील इलेक्ट्रोन्स मोकळे होतात आणि ते प्रचंड वेगाने फिरू लागतात. इलेक्ट्रोन्स हे विद्युतभारित कण असल्याने त्यांचे गतिवर्धन  तेथे क्ष-किरण निर्माण करतात. (अशा प्रकारे निर्माण होणाऱ्या क्ष-किरणांना ब्रेमस्तरलग क्ष-किरणे असे म्हणतात.) निर्माण होणारी क्ष-किरण सभोवतालच्या पदार्थाशी सम्पर्गात येऊन त्यांचे ध्रुवीकरण  होते. त्यामुळे अवकाशातील अतिदूरच्या स्थानी जरा चमत्कारिक परिस्थिती असल्याचे लक्षात येते. black hole-isro डोळ्यांनी अथवा दुर्बिणींनी काहीही दिसत नसणाऱ्या स्थानाभोवती मात्र काही तारे गोलाकार कक्षांमधून फिरताना दिसत असून त्या ठिकाणी ध्रुवीकरण झालेली क्ष-किरणंदेखील आढळतात. अशा या चमत्कारिक स्थानी कृष्णविवर असावे असा निष्कर्ष काढून इस्रोने कृष्णविवर संशोधनासाठी काही खास पद्धतीचा वापर केला आहे. त्या कार्याची आता माहिती करून घेऊया.

 

 

या कार्यासाठी इस्रोतील वैज्ञानिकांनी एक लहानसा उपग्रह तयार केला आहे. एक्सपोसट हे त्याचे नाव. black hole-isro केवळ ६५ सेंटिमीटर लांबी, रुंदी आणि उंची असणाऱ्या त्या उपग्रहात काही खास वैज्ञानिक उपकरणं ठेऊन झाल्यावर त्याचे वस्तुमान फक्त साधारणपणे ६५० किलोग्रॅम झाले आहे. त्याची शक्तिक्षमता फक्त १२६० वॅट आहे. हा उपग्रह उपकरणांच्या मदतीने अंतराळातील क्ष-किरणांची स्थाने शोधण्यास मदत होणार आहे. या उपग्रहाचे प्रक्षेपण पीएसएलव्ही-सी ५८ या अग्निबाणाने पृथ्वीच्या ध्रुवीय कक्षेत  १ जानेवारी २०२४ रोजी केले आहे. त्यातील वैज्ञानिक उपकरण कार्यान्वित होऊन अंतराळातील क्ष-किरणं निर्माण करणाऱ्या स्थानांचे शोध घेणे सुरू झाले. black hole-isro केवळ चार दिवसांनंतरच, म्हणजे ५ जानेवारी २०२४ रोजी एक्सपोसटने पृथ्वीपासून ११,००० प्रकाशवर्ष दूरच्या शर्मिष्ठा नक्षत्रात क्ष-किरण निर्मितीचे स्थान असल्याचे शोधले आणि नेमून दिलेल्या कार्याची सुरुवात उत्तम झाल्याचे संकेत दिले आहेत. त्यामुळे इस्रोच्या या उपक्रमाने भारत आता ‘कृष्णविवरांचा शोध घेणारे कार्यात' दुसऱ्या क्रमांकाचे राष्ट्र असे संबोधिले जाऊ लागले आहे.