खगोलीय घटना : पिन-व्हील आकाशगंगेत झालाय सुपरनोव्हाचा विस्फोट

एम-१०१ उर्फ पिन-व्हील या नावाने ओळखल्या जाणार्‍या सर्पिलाकार आकाशगंगेत गेल्या महिन्यात म्हणजे २३ ऑगस्ट २०११ या दिवशी एक खूप मोठा सुपरनोव्हाचा विस्फोट झाल्याचा शोध लागला.
हीच ती पिन-व्हील आकाशगंगा :

From Khagol

आज संध्याकाळपासून म्हणजे १४ सप्टेंबर २०११ पासून या सुपरनोव्हाची चमक ही सर्वात जास्त राहीन. किमान पुढील एक महिना तरी हे विहंगम दृष्य आकाशात एका छोट्याश्या दुर्बिणीच्या साहाय्याने पाहता येईल.

ध्रुव तार्‍याकडे दिशानिर्देश करणार्‍या सप्तर्षि तारकासमूहाच्या शेवटच्या तीन तार्‍यांच्या खालच्या बाजूला या सुपरनोव्हाचे दर्शन घडेल.
पुढील २ नकाशांवरुन सुपरनोव्हाचे ठिकाण आकाशात सहज शोधता येईल.
नकाशा क्र. १:

From Khagol

नकाशा क्र. २

From Khagol

आणि या नकाशावरुन पिन-व्हील आकाशगंगेतील सुपरनोव्हाची नक्की जागा कळू शकेल.

या अत्भुत खगोलीय घटनेची अजून माहिती घेण्याअगोदर आपण “सुपरनोव्हा म्हणजे काय? ” हे थोडक्यात पाहूयात.
सुपरनोव्हाची गळाभेट घेण्या अगोदर आधी ‘नोव्हा’च्या दारात थोडी पायधूळ झाडूयात.
नोव्हा बहुतांशी दोन तार्‍यांच्या धुमश्चक्रीतून निर्माण होतो. जेव्हा एखादा श्वेत बटू तारा (ज्याची घनता जास्त असते) त्याच्या जवळ असणार्‍या (आयुष्य संपत आलेल्या) राक्षसी तार्‍यातील द्रव्य (हेलियम वायू) मोठ्या प्रमाणावर आपल्याकडे खेचून घेतो त्यावेळी हेलियम आणि हायड्रोजन या दोन वायुंच्या संयोगामुळे प्रचंड मोठे स्फोट होतात, या विस्फोटांमुळे तार्‍याची तेजस्विता कितेक पटींने वाढते व हे स्फोट दुर्बिणीतून आपल्याला दिसतात. अर्थात यांचे प्रमाण मर्यादीत असते म्हणून या स्फोटाला नोव्हा म्हणतात

आता सुपरनोव्हाकडे वळूयात.
आकाशातील एखाद्या विशाल ताऱ्याचा स्फोट होतो आणि तो प्रज्वलित होऊन आकाशात बराच काळ दिसतो , ताऱ्यांच्या या स्थितीला सुपरनोव्हा असे म्हणतात . आपल्या मिल्की वे या आकाशगंगेतील केपलर सुपरनोव्हाचा स्फोट सुप्रसिद्ध आहे. पुढील छायाचित्रावरुन या केपलर सुपरनोव्हाच्या सौंदर्याची भुरळ पडू लागली तरी हे विहंगम दिसत असलेले दृश्य एका महाविस्फोटाचे आहे हे कृपया वाचकांनी लक्षात घ्यावे.

आता आजपासून एक महिनाभर अवकाशात दिसणार्‍या या अत्भुत खगोलीय घटनेची माहिती घेऊयात.
पिन-व्हील (एम-१०१) या आकाशगंगेत झालेल्या या विस्फोटाची पहिली माहिती २३ ऑगस्ट २०११ लाच मिळाली होती. हळू हळू या सुपरनोव्हाची चमक वाढते आहे आणि आज रात्री किंवा उद्या (गुरुवारी) रात्री याची चमक उच्चतम असेल. साधारण महिनाभर आकाशात हे रोमांचक दृश्य पहावयास मिळेल. त्यानंतर मात्र ही चमक हळू हळू कमी होईल. वैज्ञानिकांना या सुपरनोव्हाच्या स्फोटाचे अगदी सुरुवातीचे काही क्षण पहावयास मिळाले आहेत, आणि ही अतिशय दुर्मिळ स्थिती असते. बर्‍याच वेळा स्फोट झाल्यानंतर काही दिवसांनी या घटनांचा शोध लागतो. गेल्या २५ वर्षांतील हा सर्वात जवळ असलेला आणि सर्वात चमकदार असा सुपरनोव्हाचा विस्फोट आहे. या सुपरनोव्हाचे नामकरण “एस.एन.२०११-एफ.ई.” असे ठेवण्यात आले आहे. आपल्यापासून साधारणपणे २.१ कोटी प्रकाशवर्षे अंतरावर असलेल्या या सर्पिलाकार आकाशगंगेचे अंतर इतर आकाशगंगांच्या तुलनेने जवळ आहे.

आतापर्यंत संपूर्ण मानवजातीच्या ज्ञात इतिहासात केवळ ४ सुपरनोव्हाचे स्फोट झाल्याची माहिती आहे, यावरुन ह्या खगोलीय घटनेचे महत्त्व लक्षात यावे. हे सर्व चारही स्फोट आपल्याच आकाशगंगेत झालेले होते.

पहिला स्फोट १००६ साली,
दुसरा १०५४ साली,
तिसरा १५७२ साली आणि
चौथा १६०४ साली
असे सर्वात चमकदार चार सुपरनोव्हाचे स्फोट ज्ञात आहेत.

कोणत्याही प्लॅनेटोरियममध्ये जाऊन हे सुंदर दृश्य तुम्हाला बघता येईल. पुढील महिनाभरच दिसणारे हे सुंदर दृश्य कदाचित तुमच्या पुढच्या आयुष्यात बघावयास मिळण्याची शक्यताही नाहीये. तेव्हा ही संधी चुकवू नका आणि या अत्भुत खगोलीय घटनेचा – सुपरनोव्हाचा स्फोट – अवश्य पहा.

खुलासा: या लेखात वापरलेली सर्व छायाचित्रे वा रेखाचित्रे मायाजालावरुन घेतलेली आहेत, त्यात जरुरीप्रमाणे थोडे फार बदल वाचकांना सहज कळावे यासाठी मी केले आहेत.

तारे आणि आकाशगंगा

पहिला प्रश्न :

तारा कसा तयार होतो?  व कोणते घटक तार्‍याच्या निर्मितीत भूमिका बजावतात ?

तारे आणि आकाशगंगा:

तार्‍यांमध्ये मुख्य प्रक्रिया असते ती ज्वलनाची आणि या ज्वलनासाठी मोठ्या प्रमाणात इंधनाचे काम करतात ते हेलियम आणि हायड्रोजन हे वायू. तरीपण तार्‍याला स्वतःचा असा एक द्रवस्वरुप गाभा असतोच. तारा म्हणजे थोडक्यात अंतराळात जळत राहणारी एक भट्टीच असते. अंतराळात प्रचंड शीत तापमान असते. हे तापमान तार्‍यावर परिणाम करतच असते त्यामुळेच प्रतिक्रिया तत्त्वानुसार तार्‍यांमध्ये ही ज्वलनप्रक्रिया सतत चालूच असते. जेव्हा हा इंधनाचा साठा संपत येतो तसतसे तार्‍याचे स्वतःवरचे नियंत्रण सुटत जाते आणि परिणामी तो फुगत जातो. आणि शेवटी राक्षसी तार्‍यात परिवर्तित होतो. याच्याही पुढची पायरी म्हणजे राक्षसी तार्‍याचे स्फोटात रुपांतर होते (सुपरनोव्हा). उत्पत्ती स्थिती आणि लय हा विश्वाचा नियम म्हटले तरी चालेल. त्यामुळेच आपल्याला एकाच वेळी विश्वात वेगवेगळ्या ठिकाणी ही सर्व उदाहरणे दिसतात.

तार्‍यांचा जन्म अवकाशातल्या धुलीकण आणि मुख्यतः हायड्रोजन वायू यांच्या अतिप्रचंड आकाराच्या मेघातून होतो. त्या मेघांना नेब्यूला अथवा तेजोमेघ म्हणून ओळखले जाते. क्रॅब अभ्रिका (क्रॅब नेब्युला) हे याचेच एक उदाहरण आहे. याबद्दल अधिक माहिती याच समुदायातील नेब्युला या लेखात मिळेल. उर्टचा तेजोमेघ हाही एक तेजोमेघ आहे.  मुळात उर्टचा तेजोमेघ हा पृथ्वीपासून साधारण ५० खगोलीय एकक (जवळपास एक प्रकाशवर्ष ) अंतरावर आहे. एवढ्या जवळ तार्‍यांची निर्मिती झाली तर आपले काही खरे नाही. अर्थात या उर्टच्या मेघाबद्दल शास्त्रज्ञांमध्येच एकमत नसले तरी धूमकेतूंना जन्म देणारा मेघ म्हणून उर्टचा मेघ ओळखला जातो.

त्यानंतर विश्वातले गुरुत्वीय बल या तेजोमेघातील अणूंना आकर्षित करतात व त्यामुळे ते जवळ येऊ लागतात. यामुळे मेघाचे वस्तुमान वाढू लागते. एका विशिष्ट मर्यादेनंतर तो मेघ आपल्या वाढलेल्या वस्तुमानामुळे स्वतःच्या गाभ्याकडे ढासळण्यास सुरवात होते. येथेही वैश्विक गुरुत्त्वबल कार्य करते. यामुळे केंद्रभागाची घनता वाढून गाभ्याची निर्मिती होते. येथे प्रत्येक तार्‍याची घनता ठरण्यामागे सुरुवात होते असे म्हटले तर योग्यच राहील. गाभ्याकडे ढासळणार्‍या (खरे तर ओढल्या जाणार्‍या) अणूंच्या टकरींमधून आणि ऊर्जा अक्षय्यतेच्या नियमानुसार (उर्जा ही कधीही नष्ट होत नाही तर ती दुसर्‍या रुपात परावर्तित होते) या गुरुत्वीय बलाचे रूपांतर औष्णिक ऊर्जेत होते. गाभ्याचे तापमान वाढण्यास सुरवात होते. आणि प्राथमिक अवस्थेतील तार्‍याचा जन्म होतो. अशा तार्‍यांचे तापमान मेघापेक्षा वाढलेले असले तरी प्रकाश उत्सर्जित करण्यासाठी ते कमीच असते. पण कुठल्याही उष्णताधारक वस्तूतून ज्याप्रकारे अवरक्त किरण निघतात , त्याचप्रकारे या प्राथमिक अवस्थेतील तार्‍यांमधून अवरक्त किरण बाहेर पडतात. त्यामुळे अवरक्त किरणांच्या शोधावरून हे तारे पाहता येतात. (अवरक्त किरण आणि अतिनील किरण यावर लोकसत्ता दैनिकातील या दुव्यावरुन अधिक माहिती मिळेल)

काही वेळा मेघातुन एका ऐवजी दोन तारे ही निर्माण होतात. हे तारे ठराविक अंतरावरुन एकमेकांभोवती फेर्‍या मारत राहतात. यांना जुळे तारेही म्हटले जाते. व्याधाचा तारा हा अशाच जुळ्यातार्‍यांच्या निर्मितीचे एक उदाहरण आहे.

सिरिअस हा श्वेतवर्णी दिसतो याचे मुख्य कारण व्याध हा द्वित तारा हे आहे. यातील सिरिअस-ब आकाराने सर्वात लहान तारा आहे त्याच्यात प्रचंड घनता आहे, हा श्वेतबटू आहे. व्हाईट ड्वार्फ या नावातच त्याच्या श्वेत रंगाचे उत्तर येते.
ओढून घेण्याची प्रचंड क्षमता असल्यामुळे हा तारा दुसर्‍या मोठ्या तार्‍याला आपल्याभोवती फिरवत असतो. या दुसर्‍या तार्‍याच्या  (सिरिअस-अ) पृष्ठभागाचे तापमान साधारणत: १०,००० डिग्री आहे. यामुळेही या तार्‍याची  चमक वाढते.

मुळात सिरिअस-अ आणि सिरिअस-ब यापैकी सिरिअस-ब हा तारा नुसत्या डोळ्यांना दिसत नाही. पण हा चिमुरडा सिरिअस-अ ला स्वतःभोवती फिरवतो. सिरिअस-ब चा पृष्ठभाग प्रचंड घनतेमुळे जास्त कठीण आहे. हिर्‍याला आपण कठीण म्हणून ओळखतो. तर सिरिअस-ब चा पृष्ठभाग हिर्‍यापेक्षा ३०० पटींनी जास्त कठीण आहे, यावरुन कल्पना येईल.  तर हे दोन तारे एकमेकांभोवती फिरताना सिरिअस-अ चा वायू व द्रव भाग सिरिअस-ब आपल्याकडे खेचून घेतो त्यामुळे दोघांभोवती प्रचंड मोठे मॅग्नेटिक फिल्ड तयार होते. यामुळे बाकीचे रंग यात शोषले जातात असे म्हटले तरी चालेल. पण मुख्यत्वे सिरिअस-ब तार्‍याच्या भूमिकेमुळे आणि मॅग्नेटीक फिल्डमुळे सिरिअस-अ तार्‍याला खूप चकाकी येते. आणि या चकाकीमुळेच हा तारा शुभ्र पांढरा दिसतो.
सिरिअस अ आणि ब एकमेकांसमोर आले की ( पृथ्वीच्या दिशेने) असे दिसतात :

दुसरा प्रश्न :

युनिव्हर्सचा उगम बिग बॅगच्या वेळी (सुमारे 12,000,000,000 वर्ष आधी) झाला अस मानतात, तर हे तारे ईतक्या कमी कालावधीत एक्मेकांपासुन ईतके दुर कसे गेले? थोडक्यात काही वर्षात युनिव्हर्सचा विस्तार काही प्रकाषवर्ष कसा झाला?

मुळात बिग बँग थिअरी हा एक तर्क आहे. विस्फोटातून विश्वाची उत्पत्ती झाली असे मानले तरी त्या सिद्धांतानुसार विश्व प्रसरण पावले पाहिजे. मुळात स्फोट कशाचा झाला? कोठे झाला याचे पुरावे शोधण्याएवढा आवाका मानवाचा असेल असे मला नाही वाटत. विश्वाचा पसारा हा खूप प्रचंड आहे. केवळ बिग-बँग थिअरी मान्य केली तरी विस्फोटाच्या मूलभूत सिद्धांतानुसार स्फोट झाल्यावर सर्व वस्तू विश्वात प्रसरण पावल्या पाहिजे. तसे असेल तर अ‍ॅन्ड्रोमेडा ही आकाशगंगा आपल्या आकाशगंगेने प्रवास करते आहे आणि काही वर्षांनी (साडेचार बिलियन वर्षांनी) आपल्या आकाशगंगेला धडकणार आहे याचे स्पष्टीकरण विस्फोट सिद्धांतात बसत नाही.
तरीपण हा सिद्धांत खरा मानला तरी विस्फोट हा गती प्रदान करतो आणि ही गती सर्वस्वी स्फोटावर अवलंबून असते. प्रचंड मोठा विस्फोट झालेला असेल तर गती कितीही असू शकते. आणि एवढा काळ अवकाशाच्या तुलनेत लहानच – नगण्यच आहे पण आपल्या गणनेप्रमाणे मोठा आहे.

बाकी ही अ‍ॅन्ड्रोमेडा आकाशगंगा अगदी सुंदर दिसते. ही पहा

श्वेत बटू (White Dwarf)

श्वेत बटू ही सूर्यासारख्या आकाराने लहान असणार्‍या तार्‍यांची शेवटची अवस्था असते. तार्‍यामधील हायड्रोजनचे हेलियममध्ये अणू-संमेलन झाल्यानंतर हेलियम मध्ये अणू-संमेलनाची क्रिया सुरू होते. जेव्हा सर्व हेलियमचे अणू संपतात तेव्हा तारा आकुंचन पावून श्वेत बटू मध्ये रुपांतरित होतो. याची घनता अतीशय जास्त असते


श्वेत बटू ला इंग्रजीत व्हाईट ड्वार्फ असे संबोधिले जाते. श्वेतबटूंमध्ये घनता प्रचंड असते. श्वेतबटूचे एक सुंदर आणि अप्रतिम उदाहरण आपल्या अगदी जवळच आहे. व्याधाचा तारा पृथ्वीपासून अवघा ८.६ प्रकाशवर्षे अंतरावर आहे, पण गंमत अशी की हा तारा एक तारा नाहिये तर दोन तार्‍यांची जोडगोळी आहे. व्याधाला इंग्रजीत सिरियस (Serius) म्हणतात. यातील मोठ्या तार्‍याला सिरियस-अ (Serius-A) आणि श्वेतबटूला सिरियस – ब (Serius-B) असे म्हणतात  हे दोन्ही तारे एकमेकांभोवती प्रदक्षिणा घालतात. आफ्रिकेत एक आदिवासी जमात आहे जी दर ५० वर्षांनी एक उत्सव साजरा करते. व्याधाचा तारा त्यांना अतिशय पूज्य आहे. तुम्हाला माहिती आहे का व्याधाचे २ तारे एकमेकांभोवती १ प्रदक्षिणा पूर्ण करण्यासाठी नेमकी ५० वर्षेच घेतात. आहे की नाही गम्मत? हास्य या दोन तार्‍यांपैकी एक आहे अवाढव्य आणि एक तारा आहे लहानसा. नुसत्या डोळ्यांना व्याधाचा तारा जरी एक दिसत असला तरी हा छोटासा श्वेत बटू प्रचंड घनता बाळगून आहे, त्यामुळे हा छोटा बाळ मोठ्या बापाला फिरवतोय अशी ही गम्मत आहे.


व्याधाचा तारा असा दिसतो:


श्वेतबटूंमध्ये अजून एक अवस्था येते. जर जोड तार्‍यांपैकी घनता जास्त असणारा तारा मोठ्या तार्‍यातील द्रव्य आपल्याकडे खेचू लागला तर त्या दोघांत एक दुवा तयार होतो. तेव्हा या तार्‍यांना पोलर तारे म्हणून पण संबोधले जाते. पुढील छायाचित्रांवरुन याची कल्पना यावी.