කලු කුහරය (Black Hole) යනු කුමක්ද?
කලු කුහරය (Black Hole) යනු කුමක්ද?
උපුටාගැනීම:- slastro.wordpress.com
කලු කුහරය (Black Hole) යනු කුමක්ද?
පෘථිවිය ඇතුළු අනෙකුත් ග්රහවස්තූන් සූර්යයා වටා භ්රමණය වනු ලබන්නේත්,චන්ද්රයා පෘථිවිය වටා භ්රමණය වනු ලබන්නේත් එම වස්තූන් අතර ක්රියාත්මක වනු ලබන ආකර්ෂණ බල හේතුවෙනි. මෙම බල ගුරුත්වාකර්ෂණ බල නම් වන අතර, යම් ග්රහවස්තුවක් ඒ වටා ඇති කරනු ලබන ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයන්ගේ විසිරීම ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්රය නම්වේ. පෘථිවිය ඇතුළු අනෙකුත් ග්රහවස්තූන් සූර්යයා වටා භ්රමණය වනු ලබන්නේ ඒවා සූර්යයාගේ ගුරුත්ව ක්ෂේත්රයට නතුව පවතින හෙයිනි. යම් ග්රහවස්තූවක් මගින් ඇති කරනු ලබන ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්රයේ ප්රබලත්වය ඊට ලඟා වන විට වැඩිවේ. ඉන් ඉවත් වන විට හීන වී යයි. එසේම ග්රහ වස්තූවක් මගින් ඇති කරන ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්රයේ තීව්රතාවය එහි ස්කන්ධය හා අරය මත රඳා පවතී. එනම් ස්කන්ධය වැඩි වන විට ක්ෂේත්රයේ තීව්රතාවය වැඩි වන අතර අරය වැඩි වනවිට අඩුවේ.
වියෝග ප්රවේගය
යම් ග්රහවස්තුවක් මත සිට කුඩා වස්තුවක් නැවත එම ග්රහවස්තුවට නොවැටෙන ලෙසට ඉන් ඉවතට ප්රක්ෂේපණය කල යුතු අවම ප්රවේගය එම ග්රහවස්තුවේ වියෝග ප්රවේගය නම් වේ. (පෘථිවියේ මෙම අගය11kms-1 පමණ වේ.) ප්රක්ෂේපණ වේගය මෙම අගයට වඩා අඩු නම් වස්තුව නැවත ග්රහවස්තුවට ඇද වැටෙන අතර මෙම අගය ඉක්මවූ විට නැවත ඇද නොවැටේ. ග්රහවස්තුව මගින් ඇති කරන ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්රය වැඩිවත්ම වියෝග ප්රවේගයේ අගයද වැඩි වේ.
කළු කුහර යනු????
ස්කන්ධයෙන් වැඩි විශාල තාරකා ඒවායේ ආයු කාලය නිමාවෙත්ම විවිධ අදියර ගණනාවක්ම පසුකර අවසානයේදී එහි ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂෙත්රයේ ප්රබලතාව නිසා සංකෝචනය වේ. එමගින් තරුවේ ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්රය තවදුරටත් විශාල වේ. (අරය අඩු වන බැවින්) එහි ප්රතිඵලයක් ලෙසට එහි වියෝග ප්රවේගයද ඉහල යයි. එම වියෝග ප්රවේගයේ අගය ආලෝකයේ ප්රවේගය (3x108ms-1) ඉක්මවූ විට ආලෝකය පවා ඉන් පිටතට නොපැමිණෙයි. මෙවන් ග්රහවස්තුවක් කළුකුහරයක් නමින් හදුන්වයි.
ආලෝකය ඇතුළු කිසිදු විද්යුත් චුම්භක කිරණයක් කළු කුහරයකින් නිකුත් නොවන නිසා ඒවා සෘජුව නිරීක්ෂණය කල නොහැක. එබැවින් කළු කුහර අධ්යයනය කරනු ලබන්නේ ඒවා අවටදී අනෙකුත් ග්රහවස්තූන්ගේ චලිත ස්වභාවයන් නිරීක්ෂණය කිරීම තුලිනි. විශේෂයෙන්ම ද්විත්ව තාරකා පද්ධතියක විශාල තාරකාව කළු කුහරයක් බවට පත්වූ අවස්ථාවකදී අනෙක් තාරකාවේ පරිභ්රමණ වේගය හා චලිත ස්වභාවය නිරීක්ෂණය කිරීමෙන් කළු කුහරයේ ස්වභාවය වටහා ගත හැක
ක්වේසාර් (Quasar)
කළු කුහරයක් අවට හයිඩ්රජන් හා හීලියම් වායූන් වලාවක්සේ පිහිටන අවස්ථාවකදී එම වායූන් කළු කුහරයේ අධික ගුරුත්වයට නතුව තැටියක ආකාරයට වේගයෙන් එය වටා භ්රමණය වීමට පටන් ගනී. මෙම අධිවේගී වායූ අණු එකිනෙක ගැටීමෙන් ඝර්ෂණය නිසා අධික උෂ්ණත්වයකට පත් වේ. උෂ්ණත්වය කෙල්වින් මිලියන 15 ඉක්ම වූ විට න්යෂ්ටික ප්රතික්රියා ආරම්භවී තැටියේ භ්රමණ අක්ෂය ඔස්සේ ගැමා කිරණ නිකුත් වීමට පටන් ගනී. මෙවැනි පද්ධතියක් ක්වේසාර නම් වන අතර මේවා ඉතා දීප්තිමත් ය.
සාමාන්යයෙන් කළු කුහර බිහිවන්නේ විශාල තාරකාවක් මිය යෑමත් සමගය. දැනට සොයාගෙන ඇති විශාලම මෙවන් කළු කුහර වල ස්කන්ධය සූර්ය ස්කන්ධ 30 ක් පමණ වේ. නමුත් විශාලත්වයෙන් ඉතා ඉහල සුපිරි කළු කුහර වල පැවැත්ම ඉතා මෑතක් වන තුරුම සෛද්ධාන්තික කල්පිතයක් පමණක් විය. සුපිරි කළු කුහර යනුවෙන් හදුන්වන්නේ සූර්ය ස්කන්ධ මිලියන ගණනකින් යුතු කළු කුහරයන්ය. මේවායේ පැවැත්ම ගැන විවිධ මත පැවති අතර ක්රියාකාරී මන්දාකිණි වල මධ්යයේ සුපිරි කළු කුහර පවතින බවට මත පළවුනි. (ක්රියාකාරී මන්දාකිණි යනු මධ්යයේ විශාල ක්වේසාරයක් පවතින මන්දාකිණිය.)
ක්රියාකාරී මන්දාකිණියක මධ්යයේ සුපිරි කළු කුහරයක් පවතින බවට තහවුරු කිරීම සදහා 1983 දී තාරකා විද්යාඥ ඇලන් ඩ්රෙස්ලර් (Alan Dressler) ක්රියාකාරී මන්දාකිණියක් වූ NGC 1068 හා අක්රිය මන්දාකිණියක් වූ ඇන්ඩ්රොමීඩා (Andromida) මන්දාකිණිය යොදා ගත්තේය. එම මන්දාකිණිවල මධ්යයට ආසන්නයේ පවතින තරු වල ප්රවේග ගණනය කර එමගින් ක්රියාකාරී මන්දාණියේ මධ්යයේ සුපිරි කළු කුහරයක් පවතින බවට තහවුරු කිරීම ඔහුගේ අභිප්රාය විය. කැලිෆෝනියාවේ පැලමාර් (Palomar)දුරේක්ෂය භාවිතා කරමින් කල පරීක්ෂණ සුපිරි කළු කුහර පිලිබද එතෙක් පැවති මතය නව මගකට යොමු කිරීමට සමත් විය.
NGC 1068 ක්රියාකරී මන්දාණියෙන් ලද දත්ත ඉතා අපැහැදිලි වූ අතර ගණනයන්ට සුදුසු නොවීය.නමුත් ඇන්ඩ්රොමීඩා මන්දාකිණියේ මධ්යයේ තාරකා 150kms-1 ක පමණ වේගයකින් චලනය වෙමින් පැවැති අතර එමගින් එහි මධ්යයේ සුපිරි කලු කුහරයක් පවතින බවට මුල් වරට සාධක ලැබුණි.
මෙම සුවිශේෂී ප්රතිඵලයත් සමඟින් සුපිරි කළු කුහර සම්බන්ධයෙන් සිදු කෙරුනු පර්යේෂණ විශාල වශයෙන් පුළුල් වූ අතර වඩා ප්රභල හබල් දුරේක්ෂය භාවිතා කරමින් අප වටා ඇති ක්රියාකරී හා අක්රිය මන්දාකිනි 27 ක් නිරීක්ෂණය කරන ලදී. මෙම සෑම මන්දාකිණියකම මධ්යයේ සුපිරි කළු කුහරයක් පවතින බව එමගින් තහවුරු කරන ලදී.
මෙම සොයාගැනීමත් සමඟම සුපිරි කළු කුහර හා මන්දාකිණි පිළිබදව පැවැති මතවාද ප්රභල ලෙස වෙනස්වූ අතර මුලදී ඉතා දුලබ වස්තුවක් යැයි සැලකූ සුපිරි කළු කුහර පසුව සෑම මන්දාකිණියකම මධ්යයේ පවතින බවට තහවුරු වීමත් සමග මන්දාකිණියක ස්වභාවය, උපත හා විකාශනය පිළිබද පැවැති අදහස් විශාල ලෙස වෙනස් කරන ලදි. මන්දාකිණිත්, ඒවා මධ්යයේ පවතින සුපිරි කළු කුහර පිළිබඳත් සිදු කරන ලද පරියේෂණ වලින් සනාත වූ කරුණක් වූයේ, මන්දාකිණියේ ප්රමාණය කොපමණ වුවද එහි මුළු ස්කන්ධයෙන් 0.5% ක් මධ්යයේ ඇති සුපිරි කළු කුහරයේ පවතින බවය. මෙය ඉතා සුවිශේෂී වූ අතර මන්දාකිණියේ ප්රමාණය කුමක් වුවද මෙම අනුපාතය නියතව පවතින බව නිරීක්ෂණය විය. මහාචාර්ය ලෝරා ෆ්රෙන්ස් (Prof. Laura Ferrarese) හා කර්ල් ගර්බාර්ඩ් (Prof. Karl Gebhardt) වසර 3 ක් මුළුල්ලේ සිදු කරණ ලද පරීක්ෂණ වලින් අනතුරුව මන්දාකිණි හා ඒවායේ සුපිරි කළු කුහර පිළිබදව වැදගත් තොරතුරු රාශියක් අනාවරණය විය. ඉන් වඩාත් විශේෂිත කරුණ වූයේ සුපිරි කළු කුහරයේ ස්කන්ධයත් මන්දාකිණියේ පිටතම කවචයේ ඇති තරු වල වේගයත් (සිග්මා – sigma) අතර රේඛීය සම්බන්ධයක් පවතින බව සොයාගැනීමයි.
එනම් සුපිරි කළු කුහරයේ ස්කන්ධය වැඩි වත්ම සිග්මා හි අගයද, ඒ හා සමනුපාතිකව වැඩි වන බවයි. මෙහි ඇති විශේෂත්වය නම් පිටතම කවචයේ ඇති තරු වලට මධ්යයේ ඇති සුපිරි කළු කුහරයේ ගුරුත්වාකර්ෂණය නොදැනීමයි. මින් පැහැදිලි වූ කරුණ වුයේ මන්දාකිණි හා සුපිරි කළු කුහර අතර පවතින සබඳතාව එම මන්දාකිණි වර්තමානයේ පවතින තත්වයට පත් වීමට පෙර සිට පැවති බවත් සුපිරි කළු කුහරයක් යනු මන්දාකිණියකට අනිවාර්ය හා අත්යාවශ්ය සාධකයක් බව හා මේ දෙක මන්දාකිණියේ උපතේ සිටම එකිනෙක හා බැදී පවතින බවයි.
එනම් සුපිරි කළු කුහරයේ ස්කන්ධය වැඩි වත්ම සිග්මා හි අගයද, ඒ හා සමනුපාතිකව වැඩි වන බවයි. මෙහි ඇති විශේෂත්වය නම් පිටතම කවචයේ ඇති තරු වලට මධ්යයේ ඇති සුපිරි කළු කුහරයේ ගුරුත්වාකර්ෂණය නොදැනීමයි. මින් පැහැදිලි වූ කරුණ වුයේ මන්දාකිණි හා සුපිරි කළු කුහර අතර පවතින සබඳතාව එම මන්දාකිණි වර්තමානයේ පවතින තත්වයට පත් වීමට පෙර සිට පැවති බවත් සුපිරි කළු කුහරයක් යනු මන්දාකිණියකට අනිවාර්ය හා අත්යාවශ්ය සාධකයක් බව හා මේ දෙක මන්දාකිණියේ උපතේ සිටම එකිනෙක හා බැදී පවතින බවයි.
න්යායාත්මක භෞතික විද්යාඥයෙක් වු ඔක්ස්ෆර්ඩ් විශ්ව විද්යාලයේ මහාචාර්ය ජෝශප් සිල්ක් (Prof. Joseph Silk) ඉදිරිපත් කල මන්දාකිණි බිහිවීම පිලිබඳව වු න්යාය තුලින් ඉහත සම්බන්ධය පැහැදිලි කිරීමට සමත් වීමත් සමග මන්දාකිණි බිහිවීම හා ඒවායේ විකාශනය පිලිබඳ පැවති මත වාද බෙහෙවින් වෙනස් විය. මෙයට පෙර තාරකා විද්යාඥයන් විශ්වාස කරනු ලැබුවේ විශාල හයිඩ්රජන් හා හීලියම් වායු වලාවන් ස්වයංක්රීයව ඉහල ඝනත්ව වලට පත්වීම තුලින් මන්දාකිණි හා තාරකා බිහිවූ බවයි. නමුත් මෙම න්යායට අනුව වායු වලාවේ මධ්යය අධික ගුරුත්වය නිසා ක්ෂණිකව සංකෝචනය වීම තුලින් සුපිරි කළු කුහර බිහිවී ඇත. ඒ අවට පවත්නා වායූන් කළු කුහරයේ ගුරුත්වයට නතුවී ඊට ඇද වැටීම හරහා දීප්තිමත් ක්වේසාරයක් බිහිවේ. මෙහිදී වායූන්ගේ සිදුවන විශාල උෂ්ණත්ව වෙනස නිසා වායු ඝනත්වය ඉහල ගොස් තාරකා හා මන්දාකිණි බිහි වී තිබේ.
මේ අනුව සුපිරි කළු කුහර යනු අතිශය විනාශකාරී ප්රබල ගුරුත්වයකට හේතු වන්නා වූ වස්තුවක් පමනක්ම නොව විශ්වයේ පැවති වායු වලා තුලින් තාරකා වලින් මන්දාකිණි බිහි කරලීම සඳහා ආරම්භක සාධකයක් ද වේ. එනම් වර්තමානයේ පවත්නා විශ්වයේ ස්වභාවයට බෙහෙවින් හේතු වන්නා වූ සාධකයක් ලෙස සුපිරි කළු කුහර හඳුනා ගෙන ඇත.
උපුටාගැනීම:- slastro.wordpress.com
