കൊറോണല്‍ മാസ് ഇജക്ഷന്‍ കണ്ടെത്താന്‍ പള്‍സാര്‍ സിഗ്നലുകള്‍


ഡോ. അനു ബി. കരിങ്ങന്നൂര്‍

നാനോടെക്നോളജിയില്‍ കുഞ്ഞന്‍ പദാർഥങ്ങളെ കുറിച്ചു പഠിക്കുന്നവർ പലതരത്തിലുള്ള കുഞ്ഞൻ വസ്തുക്കളെ ഉണ്ടാക്കിയെടുത്ത ശേഷം, അവയില്‍ കറണ്ട് കടത്തിവിട്ടും കാന്തിക മണ്ഡലത്തില്‍ വച്ചും പ്രകാശം പതിപ്പിച്ചും പല രീതിയില്‍ തലങ്ങും വിലങ്ങും അവയെ കുറിച്ചു പഠിക്കുന്നു. എന്നാൽ ആസ്ട്രോ ഫിസിക്സില്‍ ഗവേഷണം നടത്തുന്നവര്‍ക്ക്, അവർ പഠിക്കാനുദ്ദേശിക്കുന്ന വസ്തുവിനെ കുറിച്ച് അറിയാൻ അതിന്റെ വളരെ ദൂരത്തില്‍ നിന്നു വരുന്ന സിഗ്നലുകളോ അതിനടുത്തൂടെ പോകുന്ന വസ്തുവിനെയോ തരംഗങ്ങളെയോ ഒക്കെ സസൂക്ഷ്മം നിരീക്ഷിച്ചു കൊണ്ടേയിരിക്കണം. എപ്പോഴാണ് എന്തൊക്കെ അപ്രതീക്ഷിതമായ പ്രതിഭാസങ്ങളാണ് ഉണ്ടാവുക എന്നറിയില്ലല്ലോ.

സൂര്യനിൽ നിന്നുള്ള സൗരവസ്തുക്കളുടെ ഫിലമെന്റ് ഒരു കൊറോണൽ മാസ് എജക്ഷനായി ബഹിരാകാശത്തേക്ക് പൊട്ടിത്തെറിക്കുകയും സെക്കൻഡിൽ 900 മൈലുകളിൽ കൂടുതൽ സഞ്ചരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. കടപ്പാട്: Wikimedia Commons

അങ്ങനെയിരിക്കെ, സൂര്യനെക്കാൾ അകലെയുള്ള മറ്റൊരു ഭീമൻ നക്ഷത്രത്തിൽ (അവ പൾസാറുകൾ (Pulsars) എന്നറിയപ്പെടുന്നു) നിന്നുള്ള സിഗ്നലുകൾ നിരീക്ഷിക്കവേ “എന്തൊക്കെയോ വ്യതിയാനങ്ങള്‍ തോന്നിയ കുറച്ച് ശാസ്ത്രജ്ഞർ അവയെ കുറിച്ചു പഠിച്ചു. വരുന്ന വഴിയിൽ സൂര്യനിൽ ഉണ്ടായ കൊറോണല്‍ മാസ് ഇജക്ഷന്‍ എന്ന പ്രതിഭാസം കാരണമാണ് ഈ സിഗ്നലുകൾ ഒക്കെ ഇവിടെയെത്താൻ താമസിച്ചത് എന്നു മനസ്സിലായി.

ലോകത്തിൽ തന്നെ  പൾസാർ നിരീക്ഷണത്തിലൂടെ ഇത്തരമൊരു കണ്ടെത്തൽ നടത്തുന്ന ആദ്യ ഗവേഷകരായി ഈ ശാസ്ത്ര സംഘം മാറുകയായി. സൂര്യനില്‍ നിന്നും ഇത്തരത്തില്‍ കണങ്ങള്‍ പുറത്തു വരുന്നത് മുന്‍പും ശ്രദ്ധിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. എന്നാല്‍ പള്‍സാര്‍ സിഗ്നലിലൂടെ ഇത്തരമൊരു സൗര പ്രതിഭാസം കണ്ടെത്തുന്നത് ലോകത്ത് ആദ്യമായാണ്‌.

പൂനെയ്ക്കടുത്തു   സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്ന  ഒരു ദൂരദര്‍ശിനിയിലൂടെ പള്‍സാറുകളില്‍ നിന്നു വരുന്ന വളരെ കുറഞ്ഞ ആവൃത്തിയുള്ള തരംഗങ്ങളെ ജ്യോതിശാസ്ത്ര ഗവേഷകര്‍ സ്ഥിരമായി നിരീക്ഷിക്കാറും അവയെ വിശകലനം ചെയ്യാറുമുണ്ട്.

പൂനെയ്ക്കടുത്തു   സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്ന  ഒരു ദൂരദര്‍ശിനിയിലൂടെ പള്‍സാറുകളില്‍ നിന്നു വരുന്ന വളരെ കുറഞ്ഞ ആവൃത്തിയുള്ള തരംഗങ്ങളെ ജ്യോതിശാസ്ത്ര ഗവേഷകര്‍ സ്ഥിരമായി നിരീക്ഷിക്കാറും അവയെ വിശകലനം ചെയ്യാറുമുണ്ട്. രണ്ടു  വര്‍ഷങ്ങള്‍ക്കു മുമ്പ് അത്തരം ഒരു നിരീക്ഷണത്തിലൂടെയാണ് സൂര്യനില്‍ നിന്നുള്ള ദ്രവ്യത്തിന്റെ  പുറന്തള്ളല്‍ അഥവാ  “കൊറോണല്‍ മാസ് ഇജക്ഷന്‍ഇന്ത്യന്‍ ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ കണ്ടെത്തിയത്. മലയാളികളായ ഡോ. എം. എ. കൃഷ്ണകുമാര്‍, അഭിമന്യു സുശോഭനന്‍, പ്രൊഫ. അച്ചംവീട് ഗോപകുമാര്‍ എന്നിവര്‍ അടങ്ങിയ ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ സംഘമാണ് ഈ കണ്ടെത്തലിനു പിന്നില്‍.  ‘ടാറ്റ ഇന്‍സ്റ്റിട്ട്യൂട്ട് ഓഫ് ഫണ്ടമെന്റല്‍ റിസര്‍ച്ചിലെ പ്രൊഫസറാണ് പ്രൊഫ. അച്ചംവീട് ഗോപകുമാര്‍. അവിടെത്തന്നെ ഗവേഷണ വിദ്യാര്‍ത്ഥിയാണ് അഭിമന്യു സുശോഭനന്‍.  ജര്‍മനിയിലെ  ബീല്‍ഫെഡ് യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ ഗവേഷകനാണ് ഡോ. എം. . കൃഷ്ണകുമാര്‍.  ഈ സുപ്രധാന കണ്ടെത്തല്‍   അസ്ട്രോണമി ആന്‍ഡ്‌ ആസ്ട്രോഫിസിക്സ്  എന്ന അന്താരാഷ്ട്ര ജേണലിലാണ് പ്രസിദ്ധീകരിച്ചത്. (https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2021/07/aa40340-21/aa40340-21.html).

വളരെ കുറഞ്ഞ ആവൃത്തി (frequency) യുള്ള റേഡിയോ വികിരണങ്ങളെ കുറിച്ച് പഠിക്കാനും  പ്രപഞ്ചനിരീക്ഷണം നടത്താനും കഴിയുന്ന ലോകത്തെ അപൂര്‍വ്വം ടെലസ്‌കോപ്പുകളില്‍ ഒന്നാണ് പൂനയിലെ നവീകരിച്ച ജയന്റ് മീറ്റര്‍വേവ് റേഡിയോ ടെലിസ്കോപ്പ് (GMRT). സൂര്യനില്‍ നിന്നും ഇപ്പോള്‍  കണ്ടെത്തിയ ഈ പദാര്‍ഥങ്ങളുടെ പുറന്തള്ളല്‍, ബഹിരാകാശ കാലാവസ്ഥയെ സാരമായി ബാധിക്കാന്‍ കഴിയുന്നതാണ്. ബഹിരാകാശത്ത് മാത്രമല്ല, ഭൂമിയിലെ പല പ്രവര്‍ത്തനങ്ങളെയും തടസ്സപ്പെടുത്താന്‍ ഇവയ്ക്കു കഴിയും.  സാറ്റലൈറ്റുകളില്‍ തകരാര്‍ വരുത്തുന്നതിലൂടെ ജിപിഎസ് തടസ്സപെടാം, റേഡിയോ വാര്‍ത്താവിനിമയം, പവര്‍ ഗ്രിഡ് തുടങ്ങിയവയൊക്കെ  തടസ്സപ്പെടുത്താന്‍ സാധിക്കും.  1989 മാര്‍ച്ച്‌ 13 നു കിഴക്കന്‍ കാനഡയിലെ ക്യുബെക്ക് പവര്‍ ഗ്രിഡ് പണിമുടക്കിയതും 12 മണിക്കൂര്‍ നേരം തുടര്‍ച്ചയായി ഒരു പ്രദേശമാകെ ‘ബ്ലാക്ക് ഔട്ട്‌ ‘ (blackout) ആയതും വലിയ വാര്‍ത്തയായിരുന്നു. ഇത്തരത്തില്‍ സൂര്യനില്‍ നിന്നുള്ള കണികകള്‍ സൌരവാതത്തോടൊപ്പം ഭൂമിയിലേക്ക്‌ സഞ്ചരിച്ചതിന്റെ അനന്തര ഫലമായിരുന്നു അത്. 

എന്താണ് പള്‍സാറുകള്‍

സൂര്യനെക്കാള്‍ ഒന്നര ഇരട്ടിയിലധികം ഭാരം വരുന്ന, വളരെ വലിയ വേഗതയില്‍ കറങ്ങുന്ന, സാന്ദ്രത കൂടിയ ഭീമന്‍ നക്ഷത്രങ്ങളാണ് പള്‍സാറുകള്‍.

സൂര്യനെക്കാള്‍ ഒന്നര ഇരട്ടിയിലധികം ഭാരം വരുന്ന, വളരെ വലിയ വേഗതയില്‍ കറങ്ങുന്ന, സാന്ദ്രത കൂടിയ ഭീമന്‍ നക്ഷത്രങ്ങളാണ് പള്‍സാറുകള്‍. ഉയര്‍ന്ന  സാന്ദ്രതയെന്നു പറയുമ്പോള്‍ വളരെ കുറഞ്ഞ സ്ഥലത്ത് അനേകം കണങ്ങള്‍ ഉണ്ടാകും. അവ നമ്മുടെ ഭാവനയ്ക്കുമപ്പുറമാണ്.  പള്‍സാറുകള്‍ ജ്യോതി ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ക്ക് വളരെ പ്രിയപ്പെട്ട പ്രപഞ്ചനിരീക്ഷണ വസ്തുവാണ്.  അതിനു കാരണം, ഇവ പ്രപഞ്ചത്തിലെ ഏറ്റവും കൃത്യതയാര്‍ന്ന ക്ലോക്കുകളാണ് എന്നതാണ്. പള്‍സാറുകള്‍  കൃത്യമായ ഇടവേളകളില്‍ റേഡിയോ വികിരണങ്ങള്‍ പുറത്തുവിടുന്നു. ഈ വികിരണങ്ങള്‍ ഭൂമിയിലെത്തുന്ന സമയം  കൃത്യമായി പ്രവചിക്കാന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ക്ക് കഴിയും

പൂനയിലെ ടെലിസ്കോപ്പ് (GMRT) ഉപയോഗിച്ചു ഓരോ 14 ദിവസം കൂടുമ്പോഴും പള്‍സാറുകളില്‍ നിന്നും വരുന്ന വളരെ കുറഞ്ഞ ആവൃത്തിയുള്ള  റേഡിയോ തരംഗങ്ങളെ നിരീക്ഷിക്കാറുണ്ട്. 300 മുതല്‍  1450 മെഗാഹെര്‍ട്സ്  വരെ ആവൃത്തിയുള്ള തരംഗങ്ങളെയാണ് GMRT യിലൂടെ നിരീക്ഷിക്കാന്‍ സാധിക്കുന്നത്.  വളരെ കൃത്യമായ ഇടവേളകളില്‍ എത്തുന്നവയാണ് ഈ റേഡിയോ ഫ്ലാഷുകള്‍. അതുകൊണ്ടുതന്നെ ഈ സിഗ്നലുകളില്‍ ഉണ്ടാകുന്ന സമയവ്യത്യാസം പ്രപഞ്ചത്തിലെ എന്തെങ്കിലും അപ്രതീക്ഷിത സംഭവം കാരണമാകും. അവയെ കൂടുതല്‍ അപഗ്രഥിച്ച് നോക്കുമ്പോള്‍ ഏതെങ്കിലും പ്രപഞ്ച പ്രതിഭാസതിലേക്ക് വഴിതെളിക്കും.

Vela Pulsar കടപ്പാട്: nasa.gov

വൈകിയെത്തിയ വികിരണങ്ങള്‍ 

സൂര്യനില്‍ നിന്നും പുറപ്പെടുന്ന കണങ്ങള്‍ ഭൂമിയിലെത്താന്‍ ദിവസങ്ങളെടുക്കും. ഫെബ്രുവരി 23 നു സൂര്യനില്‍ നിന്നാരംഭിച്ച കൊറോണല്‍ മാസ് ഇജക്ഷനാണ് 24 നു നിരീക്ഷിച്ച പള്‍സാര്‍ സിഗ്നലിലൂടെ  കണ്ടെത്താന്‍ കഴിഞ്ഞത്.

പൂനെയിലെ ടെലിസ്കോപ്പ് ഉപയോഗിച്ച്, വളരെയധികം അകലെയുള്ള   PSR J2125 – 0750 എന്ന പള്‍സാറില്‍ നിന്നുമുള്ള  റേഡിയോ ഫ്ലാഷുകളെ നിരീക്ഷിച്ചു കൊണ്ടിരിക്കുകയായിരുന്നുഅങ്ങനെ 2019 ഫെബ്രുവരി ഇരുപത്തി നാലിനു നടത്തിയ ഒരു നിരീക്ഷണത്തില്‍, സിഗ്നലുകള്‍  പതിവിലും വളരെ വൈകിയാണെത്തിയത്. അങ്ങനെ അവയെ കുറിച്ച് പഠിച്ചപ്പോഴാണ്   സൂര്യനില്‍ നിന്നുള്ള ദ്രവ്യത്തിന്റെ  പുറന്തള്ളല്‍ അഥവാ  “കൊറോണല്‍ മാസ് ഇജക്ഷന്‍കണ്ടെത്തുന്നത്സൂര്യനില്‍ നിന്നും പുറപ്പെടുന്ന കണങ്ങള്‍ ഭൂമിയിലെത്താന്‍ ദിവസങ്ങളെടുക്കും. ഫെബ്രുവരി 23 നു സൂര്യനില്‍ നിന്നാരംഭിച്ച കൊറോണല്‍ മാസ് ഇജക്ഷനാണ് 24 നു നിരീക്ഷിച്ച പള്‍സാര്‍ സിഗ്നലിലൂടെ  കണ്ടെത്താന്‍ കഴിഞ്ഞത്.

ഖരം, ദ്രാവകം, വാതകം എന്നതുപോലെ ദ്രവ്യത്തിന്റെ നാലാമത്തെ അവസ്ഥയാണ് പ്ലാസ്മ. സൂര്യനില്‍ നിറയെ പ്ലാസ്മ അവസ്ഥയിലാണ് ദ്രവ്യമുള്ളത്. സൂര്യനില്‍ നിന്നുള്ള പ്ലാസ്മയുടെ പുറന്തള്ളലാണ്കൊറോണല്‍ മാസ് ഇജക്ഷന്‍എന്ന് വിളിക്കുന്നത്. പള്‍സാറില്‍ നിന്നുള്ള റേഡിയോ ഫ്ലാഷുകള്‍ക്ക് അസാധാരണമായ കാലതാമസം നേരിട്ടതു വിശകലനം ചെയ്യുന്നതിലൂടെ സൂര്യനില്‍ നിന്നുമുള്ള     കൊറോണല്‍ മാസ് ഇജക്ഷനെ കുറിച്ച്  മനസ്സിലാക്കാന്‍ കഴിയും. ഇതിന്റെ ഫലമായി വരുന്ന ചാര്‍ജുള്ള കണങ്ങളും പ്ലാസ്മയുമെല്ലാം സൗരവാതത്തിനൊപ്പം സഞ്ചരിക്കും. ഇവ ഭൂമിക്കും സൂര്യനുമിടയിലുള്ള ഭാഗത്ത്‌ മാറ്റങ്ങള്‍ ഉണ്ടാക്കുകയും അങ്ങനെ പള്‍സാറുകളില്‍ നിന്നെത്തുന്ന  സിഗ്നലുകളില്‍  വ്യതിയാനം വരുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇത്തരം വ്യതിയാനങ്ങളെ പഠനവിധേയമാക്കിയാണ് സൂര്യനില്‍ നിന്നുള്ള ദ്രവ്യത്തിന്റെ പുറന്തള്ളല്‍ സ്ഥിതീകരിച്ചത്.  നക്ഷത്രങ്ങള്‍ക്ക് ഇടയിലുള്ള മാധ്യമത്തിലൂടെ  കടന്നു വരുന്ന പള്‍സാര്‍ സിഗ്നലുകള്‍ക്ക് സംഭവിക്കുന്ന പ്രകീര്‍ണ്ണനത്തിലൂടെ ആ പാതയിലെ ബഹിരാകാശ കാലാവസ്ഥ കണ്ടെത്താമെന്നും ഈ പഠനത്തിലൂടെ  മനസ്സിലാക്കാന്‍ കഴിഞ്ഞു. 

മുന്നോട്ടുള്ള യാത്രയ്ക്ക് തിരിതെളിക്കുമ്പോള്‍ !

ഗുരുത്വാകർഷണ തരംഗങ്ങൾ ആദ്യമായി നിരീക്ഷിച്ചത് 2015ൽ ലൈഗോ (LIGO) നിരീക്ഷണശാലകളാണ്. ഇതിന് പൂരകമായി  പൾസാർ ടൈമിംഗ് അറേ ഉപയോഗിച്ച് വളരെ കുറഞ്ഞ ആവൃത്തിയിലുള്ള ഗുരുത്വാകർഷണ തരംഗങ്ങളുടെ കണ്ടെത്തൽ അടുത്ത് തന്നെ പ്രതീക്ഷിക്കാവുന്നതാണ്. ഇതിന് സൂര്യനിൽ നിന്നും ഇപ്പോൾ ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തിയ തരത്തിലുള്ള വിസ്ഫോടനങ്ങളുടെ  പ്രഭാവം കൃത്യതയോടുകൂടി പഠിക്കേണ്ടത് അത്യന്ത്യാപേക്ഷിതമാണ്. നവീകരിച്ച GMRT ഉപയോഗിച്ച് ഞങ്ങൾ (InPTA) നടത്തുന്ന പൾസാർ നിരീക്ഷണങ്ങൾ സൂര്യനിൽനിന്നും ഉള്ള ഇത്തരം സ്ഫോടനങ്ങളെക്കുറിച്ചു കൂടുതൽ അറിവ് നൽകുന്നതിനും അതുപയോഗിച്ചു ഗുരുത്വാകർഷണ തരംഗങ്ങളുടെ കണ്ടെത്തലിനെ സഹായിക്കുന്നതിനും ഉതകുന്നതാണ് എന്ന്  പ്രൊഫ. ഗോപകുമാര്‍, ഡോ. എം. എ. കൃഷ്ണകുമാര്‍, അഭിമന്യു എന്നിവര്‍ അഭിപ്രായപ്പെട്ടു.

കുറഞ്ഞ ആവൃത്തിയുള്ള ഗുരുത്വാകർഷണ തരംഗങ്ങൾ കണ്ടെത്താൻ ലക്ഷ്യമിടുന്ന 40 ഇന്ത്യന്‍ ജ്യോതിശാസ്ത്ര ഗവേഷകര്‍ അടങ്ങുന്ന സംഘമാണ് ഇന്ത്യന്‍ പള്‍സാര്‍ ടൈമിംഗ് അറേ (InPTA). ഈ ഗ്രൂപ്പ്  2021 മാര്‍ച്ചില്‍ ഇന്റര്‍നാഷണല്‍ പള്‍സാര്‍ ടൈമിംഗ് അറെയില്‍ (IPTA) അംഗമായി. ഉത്തര അമേരിക്ക,ആസ്ട്രേലിയ,യൂറോപ്പ് എന്നിവിടങ്ങളിലെ പള്‍സാര്‍ ടൈമിംഗ് അറെ  സംഘങ്ങള്‍ ഉള്‍പ്പെട്ട അന്താരാഷ്‌ട്ര ഗവേഷക കൂട്ടായ്മയാണ് IPTA.    ഇന്ത്യന്‍  സംഘത്തിന്റെ, പൂനയിലെ GMRT ദൂരദർശിനിയിൽ നിന്നുള്ള   ആദ്യ വര്‍ഷത്തെ ഗവേഷണ ഫലങ്ങളാണ് ഇപ്പോള്‍ ശാസ്ത്രലോകം അംഗീകരിച്ചിരിക്കുന്നത്. സൂര്യനില്‍ നിന്നുള്ള ഈ ദ്രവ്യത്തിന്റെ പുറന്തള്ളല്‍  കണ്ടെത്തിയത് അപ്രതീക്ഷിതമായിരുന്നു എങ്കിലും  സൂര്യനെയും ബഹിരാകാശത്തെയും കുറിച്ച്  കൂടുതല്‍ ആഴത്തില്‍  ഗവേഷണം  നടത്താന്‍ ഈ ഇന്ത്യന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ കൂട്ടായ്മയ്ക്ക് പ്രചോദനം നല്‍കുന്നതാണ് ഈ കണ്ടെത്തൽ.


Leave a Reply