තරුවක පරිණාමය-1 (Formation of Star)

Share

තරුවක්, ඝනකම් ප්‍රචණ්ඩ පරිසරයක උපත ලබා වැඩෙන අතර, මේවා අන්තස්තාරීය කම්පන තරංග හා විදාරණ ක්‍රියාකාරීත්වයේ වස්තු ලෙසත් මෙකී අවධියේ දී විශේෂ ලෙස හැඳින්වේ. තරුවක් සමහර අවස්ථාවක දී දාම ක්‍රියාවලියක් ලෙස ඉතා දරුණු පරිසරයක උපත ලබන අතර, අද අප රාත්‍රී අහසේ දකිනා තරු එලෙස වූ ප්‍රචණ්ඩ පරිසරයක, අප සෞරග්‍රහ මණ්ඩලය වසර බිලියන 4.5 කට පෙර සුරැකුනාක් මෙන් සුරැකුණු වස්තු වෙති. මෙහිදී සූර්යයා වැනි තරුවක ප්‍රභවය පිළිබඳ මූලිකව සලකන අතර, එ බැවින් ප්‍රාග් තරුව දක්වා කොටස පමණක් ආවරණය කරනු ලබයි.

තරුවක ප්‍රභවය සිදු වන ආකාරය පිළිබඳව සාකච්ඡා කිරීමට ප්‍රථම, ප්‍රභවයට බලපාන කරුණු පිළිබඳව සැලකිය යුතුය. එලෙස සැලකීමේදී තරුවක් ප්‍රභව වන අන්තස්තාරිය මාධ්‍යය පිළිබඳව හා එහි බල ව්‍යාප්තිය සැකසී ඇති ආකාරය පිළිබඳව මුලින්ම සැලකිය යුතුය. තරුවක් නිරික්ෂිත විශ්වයේ විශාල අණුක වලා(GMC) තුළ ප්‍රභව වේ යයි ගැනේ. එම අණුක වලා තුළ අණු ඝනත්වය ඉහළ හෙයින්, ගුරුත්වමය වශයෙන් අංශු ඇද බැඳ තබා ගැනීම ඉහළ වන අතර, මෙකී ඇද බැඳ තබා ගැනීමේ තරඟය(Gravitational Competition) වලාවේ මධ්‍යය දෙසට ක්‍රියා කරයි. එවිට අණු එකිනෙකට ආසන්නව පවතින හෙයින් අණුවලින් ඇති වන පීඩනය හෙවත් වලාවේ අභ්‍යන්තර පීඩනය ද(Internal Pressure) ඉහළ අගයක් ගන්නා අතර මෙකී බලය වලාව හැකිළීමට නොදී වලාවෙන් ඉවතට ක්‍රියා කරනු ලබයි. මෙම බල දෙකේ සමතුලිතය මත වලාව ස්ථායිව රඳා පවතින අතර, එය වලාවේ ස්කන්ධය මත රඳා පවතී. මන්දයත් ද්‍රව්‍ය ප්‍රමාණය මත ගුරුත්ව තරංගයත්, අණු අතර පීඩනයත් විචලනය වන බැවිනි. මේ අනුව, ගුරුත්වය විසින් වලාව හැකිළීමට අවශ්‍ය අවම ස්කන්ධයක්, එනම් සමතුලිත භාවය රඳා පවත්වා ගන්නා අවසාන අවස්ථාවේ ස්කන්ධයක්  පවතින අතර එය ‘ජීන්ස් ස්කන්ධය(Jeans mass)’ නම් වේ. එම අවස්ථාවට ඉක්ම වූ පසු වලාව ගුරුත්වය යටතේ හැකිළෙනු ඇති අතර, මෙය තරු උපතක ආරම්භක පියවර වේ.

ඒ අනුව තරුවක් ප්‍රභව වීමේදි අවශ්‍ය මූලිකම කරුණ වන අණුක වලාව හැකිළීමේ කර්තව්‍ය සඳහා අවැසි බලය තනිකරම ගුරුත්වය විසින් සපයන බැව් සැලකිය හැක. එනමුත් මෙකී බලයට එදිරිව තවදුරටත් අභ්‍යන්තර පීඩනය ක්‍රියා කරන අතර, හැකීළීම නිසා තවදුරටත් අණු ළං වන හෙයින් අණු අතර ගැටුම් ඉහළ යන අතර, මේ නිසා පීඩනය තවදුරටත් ඉහළ යයි. ඒ අතරතුරේදි, අණු ගැටුම් නිසා මාධ්‍යයේ උෂ්ණත්වය ඉහළ යයි. මේ නිසා මාධ්‍ය තුළ විකිරණ නිර්මාණය ඉහළ යන අතර, විකිරණ පීඩනයක් මෙම හැකිළීමට එදිරිව ක්‍රියා කිරීම සිදුවේ. එසේ වන අතරතුරේ දී, සුළි ධාරා හට ගන්න අතර, ඒවායේ බලපෑම ගුරුත්ව හැකිළීමට එරෙහිව වේ. එසේම මාධ්‍ය තුළ නිදහස් ඉලෙක්ට්‍රෝන ඉහළ යන අතර, මෙය මාධ්‍ය තුළ චුම්බක ක්ෂේත්‍රයක් නිර්මාණය වීමට එක් හේතුවක් වන අතර මෙයද ගුරුත්ව හැකිළීමට එදිරිව බලපෑම පවතින ලෙස වේ. සියලු කරුණු සැලකූ විට වලාවක් හැකිළීමට බලපවත්වන එකම බලය ගුරුත්වය පමණක් බව ද, වායු හා විකිරණ පීඩනය, සුළි ධාරා හා චුම්බකත්වය යන බල වලාව තුළ ක්‍රියා කරමින් මෙම හැකිළීමට එදිරිව ක්‍රියා කරනා බැව් පැහැදිළි වේ.

ඒ අනුව මෙම හැකිළීම යාවත්කාලීනව පවත්වාගැනීමට වලාවට ඉහළ යන උෂ්ණත්වයත් සමඟ විශාල අණු ප්‍රමාණයක් රැස් කර තබා ගැනීමට සිදුවේ. ඒ අනුව, 100K උෂ්ණත්වයකදී, 1057 තරම් අණු ප්‍රමාණයක් හැකිළීම පවත්වාගැනීමට අවශ්‍ය වේ යැයි ගණනය කර ඇත. එනමුත් මෙකී ලෙස ගුරුත්වය මගින් වලාව හැකිළීමෙන් බිහි වන්නේ සූර්යයා වැනි තරු පමණක් වන අතර ස්කන්ධ අධික තරු බිහි කිරීමට ගුරුත්ව බල ප්‍රමාණවත් නොවේ. ඒ අනුව විශ්වයේ ඇති වන විවිධාකාර කම්පන තරංග(Shock waves) මගින් මෙකී වලාවන් හැකිළීම හරහා එවන් තරු නිර්මාණය වේ යයි සැලකේ. මෙම කම්පන තරංග ආකාර කීපයකින් මූලාශ්‍ර විය හැක.

1.අණුක වලාවල ගැටීම්

2.මණ්දාකිනි සර්පිල බාහුවලින් ඇති වන තරංග

3.සුපර්නෝවා පිපිරුම්

4.මණ්දාකිනි ගැටුම්

5.ආසන්නයේ පවතින උණුසුම් තරු

මෙකී බල ව්‍යාප්තිය හා එහි පැවැත්ම ගැන සැලකීමෙන් අනතුරුව සූර්යයා වැනි තරුවක උපතේ ක්‍රියාවලිය සැලකිය හැකි අතර, එය පියවර 7 කින් යුත් යාන්ත්‍රණයක් යැයි සැලකේ.

පියවර1 : අණුක වලාව/ අන්තස්තාරීය වලාව(interstellar cloud)

මෙම වලාවන් අණුක වායූන්, සිසිල් පරමාණු හා දූවිලිවලින් සමන්විත ඝනකම්, අඳුරු වස්තූන් වන අතර පෙරකී බල අසමතුලිතතාව සිදුවූ කල්හී වලාව හැකිළීමට පටන් ගනී.

අභ්‍යන්තර උෂ්ණත්වය 10K
මතුපිට උෂ්ණත්වය 10K
මධ්‍යයේ ඝනත්වය 109  අංශු/m3

103  අංශු/cm3

විෂ්කම්භය 1014 km
ඊළඟ අවධිය සදහා ආසන්න කාලය වසර 2×106

මෙසේ හැකිළීම අවසානයේ වලාව කුඩා කැබලි(fragments) දහස් ගනනක්ට බිඳ වැටීම සිදුවේ.

පියවර 2 : වලා බිඳුම නතර වීම(collapsing cloud fragments)

 

මෙම අවධියේදි වලාව තැන තැන විසිරී ඇති ස්වරූපයක් දක්වන අතර, හැකිළීමද එකාකාරී ස්වභාවයක් නො දරයි. විශාල කැබලි ඉක්මනින් හැකිළීම සිදුවේ. එ නිසා වලාවේ මධ්‍යය හැර අනිකුත් කොටස් හි තාපය සිර වීමක් සිදු නො වන අතර, උෂ්ණත්වය ද මධ්‍ය හැර අනිකුත් කොටස්වල එතරම් වර්ධනය නොවේ. එලෙසින්ම මෙම අවධියේ දී වලාවේ වායුන් තුනී ස්වභාවයක් දරණ අතර, සිසිලනයට පාරදෘශ්‍ය වේ(transparent cool).

අභ්‍යන්තර උෂ්ණත්වය 100K
මතුපිට උෂ්ණත්වය 10K
මධ්‍යයේ ඝනත්වය 1012 අංශු/m3

106 අංශු/cm3

විෂ්කම්භය 1012km
ඊළඟ අවධිය සදහා ආසන්න කාලය වසර 3×104

මෙම කොටස් Bok Globules  නම් කුඩා, ඝනව ඇසිරුණු අඳුරු හුදෙකලා වලා කැබලි බවට පත්වීම සිදු වන අතර, මෙම හුදෙකලා අඳුරු වලාව තුළ තාරකා ප්‍රභවයේ ඉදිරි පරිච්ඡේදයන් සිදුවේ.

පියවර 3 : කැබලි වීම නතර වීම(fragmentation ceases)

මෙම අවධියේදි එකී හුදෙකලා වූ කැබලි හැකිළී යාම සිදු වන අතර, මෙකී නිදහස් කඩා වැටීම(free-fall collapse) නිසා වන හැකිළීම හරහා වලාව උණුසුම් වන අතර එය ශක්තිය සපයන ප්‍රභවය බවට පත්වේ. ඒ අනුව ගුරුත්ව ශක්තිය තාප ශක්තිය බවට පරිවර්තනය මෙහිදී සිදුවේ. අවසානයේදි මෙකී වලාව පාරාන්ධ (opaque)තත්වයට පත්වෙමින් හැකිළීම නතර වීම සිදුවේ. මෙවිට මාධ්‍යයේ උෂ්ණත්වය සැලකිය යුතු ලෙස ඉතා ඉහළ යන අතර, මෙකී මාධ්‍ය තුළ ප්‍රාග් තරුව නිර්මාණය වේ. මේ වන විට වලාවේ ප්‍රමාණය අපගේ සෞරග්‍රහ මණ්ඩලය තරම් කුඩා එකකි. මෙම අවධියේ සිට ඊළඟ අවධිය දක්වා යාන්ත්‍රණය “Kelvin- Helmholtz contraction phase” නම් පූර්ව පරිණාමන පෙත ලෙස හඳුන්වනු ලබයි.

අභ්‍යන්තර උෂ්ණත්වය 10000K
මතුපිට උෂ්ණත්වය 100K
මධ්‍යයේ ඝනත්වය 1018අංශු/m3

1012අංශු/cm3

විෂ්කම්භය 1010km
ඊළඟ අවධිය සදහා ආසන්න කාලය වසර 1×105

පියවර 4 : ප්‍රාග් තරුව(Proto star)

මෙම තරුව පාරාන්ධ වූ හැකිළුණු කොටසේ මධ්‍යයේ හට ගන්න අතර, එම තාරකාව සාමන්‍යයෙන් සූර්යයා මෙන් 100 ක දීප්තියෙන් යුක්ත වන අතර පරිපූර්ණ වශයෙන් සංවහනශීලී(convective) වේ. මෙම තරුව තනිව නූපදින අතර එය වටා භ්‍රමණය වන තැටියක් සමඟ උපත ලබයි. මෙම තැටිය “ප්‍රාග් තරු තැටිය(Proto planetary disk/Proplyd) “ නම් වේ.

අභ්‍යන්තර උෂ්ණත්වය 100000K
මතුපිට උෂ්ණත්වය 3000K
මධ්‍යයේ ඝනත්වය 1024අංශු/m3

1018අංශු/cm3

විෂ්කම්භය 108km
ඊළඟ අවධිය සදහා ආසන්න කාලය වසර 1×106

මින් අනතුරු ක්‍රියාව පසුව සාකච්ඡා කරමු.

මූලාශ්‍ර :-

  1. http://www.as.utexas.edu/astronomy/education/spring09/scalo/secure/301Sp09Ch19StarFormation.pdf
  2. https://www.lsw.uni-heidelberg.de/users/hludwig/HJAC_SS12/Klessen_slides.pdf
  3. http://astrowww.phys.uvic.ca/~robb/a102/starform.pdf
  4. https://www.ast.cam.ac.uk/~pettini/STARS/Lecture11.pdf
  5. https://aaspunjab.org/2015/10/23/orion-nebula/
  6. https://www.nasa.gov/feature/jpl/a-space-spider-watches-over-young-stars
  7. https://www.youtube.com/watch?v=a6VlcXc3kyg
 
Tagged :