നക്ഷത്രങ്ങളിലെ തലമുറമാറ്റം

ജീവന്റെ പരിണാമം ചര്‍ച്ചയാക്കിയത്‌ ചാള്‍സ്‌ ഡാര്‍വിനാണ്‌. കോടിക്കണക്കിനു വര്‍ഷംകൊണ്ട്‌ ഭൂമിയിലെ ജീവികള്‍ ആകെ മാറി. ഏതാനും ആയിരം വര്‍ഷങ്ങള്‍ കൊണ്ട്‌ പരിണാമമുണ്ടായ ജീവികളുമുണ്ട്‌. പക്ഷേ, നക്ഷത്ര പരിണാമം നാം അറിയാന്‍ വൈകി. ആകാശത്തെ നക്ഷത്രങ്ങളുടെ തിളക്കത്തില്‍ വ്യത്യാസമുണ്ടെന്ന്‌ ഒറ്റനോട്ടത്തില്‍തന്നെ വ്യക്‌തമാകും. പക്ഷേ, മുന്നില്‍ തെളിയുന്നത്‌ ഏതു തലമുറ നക്ഷത്രമാണ്‌? നഗ്നനേത്രങ്ങള്‍ക്ക്‌ അതു തിരിച്ചറിയാന്‍ കഴിയില്ല. പക്ഷേ, ജെയിംസ്‌ വെബ്‌ ബഹിരാകാശ ദൂരദര്‍ശിനിക്കു തലമുറകളെ തിരിച്ചറിയാനാകും. നക്ഷത്ര പ്രകാശത്തില്‍ പ്രായവും തലമുറയുമൊക്കെ ഒളിച്ചിരിപ്പുണ്ട്‌. ആദ്യതലമുറ നക്ഷത്രങ്ങളില്‍നിന്നു ഏറെ വ്യത്യസ്‌തമാണു പുതുതലമുറയിലേത്‌.

*****************************

സൂര്യന്‍ അടക്കമുള്ള നക്ഷത്രങ്ങളുടെ ഊര്‍ജസ്രോതസ്‌ ഹൈഡ്രജനും ഹീലിയവുമാണ്‌. ആ മൂലകങ്ങളുണ്ടായത്‌ മഹാവിസ്‌ഫോടനത്തിലും. ഏകദേശം 1370 കോടി വര്‍ഷം മുമ്പാണു മഹാവിസ്‌ഫോടനമുണ്ടായതെന്നാണു ശാസ്‌ത്രജ്‌ഞരുടെ നിഗമനം. അന്നു ഹൈഡ്രജന്‍ മാത്രമാണുണ്ടായത്‌. അന്നത്തെ നക്ഷത്രങ്ങളില്‍ ഹൈഡ്രജന്‍ ആറ്റങ്ങള്‍ ചേര്‍ന്നു ഹീലിയം, ലിഥിയം എന്നിവയുമുണ്ടായി. കാര്‍ബണ്‍, നൈട്രജന്‍, ഓക്‌സിജന്‍, സിലിക്കണ്‍, ഇരുമ്പ്‌ തുടങ്ങിയ മറ്റു മൂലകങ്ങള്‍ മഹാവിസ്‌ഫോടനകാലത്ത്‌ സൃഷ്‌ടിക്കപ്പെട്ടില്ല. നക്ഷത്രങ്ങളുടെ കാമ്പില്‍ അണുസംയോജനത്തിലൂടെതാണു പുതിയ മൂലകങ്ങള്‍ രൂപംകൊണ്ടത്‌. നക്ഷത്രലോകത്ത്‌ ഓരോ തലമുറ പിന്നിടുമ്പോഴും അവയില്‍ ഭാരമുള്ള മൂലകങ്ങളുടെ അളവ്‌ കൂടിക്കൊണ്ടിരിക്കും. അവയുടെ സാന്നിധ്യമാണു നക്ഷത്രങ്ങളുടെ തലമുറയെ തിരിച്ചറിയാന്‍ സഹായിക്കുന്നത്‌.
സൂര്യന്റെ തലമുറ

നമ്മുടെ സൂര്യന്‍ പോപ്പുലേഷന്‍-1 നക്ഷത്രമാണ്‌. പോപ്പുലേഷന്‍-1 എന്നതിന്റെ പേരില്‍ ആദ്യതലമുറ എന്നു തെറ്റിദ്ധരിക്കരുതേ. കാരണം, നക്ഷത്രലോകത്ത്‌ തലമുറകളെ തീരുമാനിക്കുന്നത്‌ വ്യത്യസ്‌ത രീതിയിലാണ്‌. സൂര്യന്റെ മുമ്പുള്ള തലമുറ പോപ്പുലേഷന്‍ -2 നക്ഷത്രങ്ങളാണ്‌. മഹാവിസ്‌ഫോടന കാലത്ത്‌ സൃഷ്‌ടിക്കപ്പെട്ടവ പോപ്പുലേഷന്‍ -3 ആണ്‌. സൂര്യന്റെ തലമുറയെ പ്രായം കുറഞ്ഞ നക്ഷത്രങ്ങളായാണു പരിഗണിക്കുന്നത്‌(സൂര്യന്‌ 460 കോടി വര്‍ഷം പഴക്കമുണ്ടെന്നാണു കണക്ക്‌). സാധാരണയായി 1000 കോടി വര്‍ഷത്തില്‍ താഴെ പ്രായമുള്ളവയാണു പോപ്പുലേഷന്‍ ഒന്നില്‍ ഉള്‍പ്പെടുന്നത്‌. ഹൈഡ്രജനും ഹീലിയത്തിനും മുകളിലുള്ള മൂലകങ്ങള്‍ സൂര്യന്റെ തലമുറയില്‍ കൂടുതലായി അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. മുന്‍ തലമുറയിലെ നക്ഷത്രങ്ങള്‍ സൂപ്പര്‍നോവയായി പൊട്ടിത്തെറിച്ച്‌ ഇന്റര്‍സ്‌റ്റെല്ലാര്‍ മീഡിയത്തെ സമൃദ്ധമാക്കിയതിന്റെ ഫലമാണിത്‌. 10 ലക്ഷം വര്‍ഷം പഴക്കമുള്ള 'നക്ഷത്രശിശുക്കളും' ഈ വിഭാഗത്തിലുണ്ട്‌.
ഒരുദശലക്ഷം വര്‍ഷം പ്രപഞ്ചത്തെ സംബന്ധിച്ചു ചെറിയ കാലയളവാണ്‌. സൂര്യനേപ്പോലുള്ള നക്ഷത്രങ്ങളാണു ദൂരദര്‍ശിനികളില്‍ പതിയുന്നതില്‍ വലിയ വിഭാഗം. ഭാരമേറിയ മൂലകങ്ങള്‍ മുന്‍ തലമുറ നക്ഷത്രങ്ങളില്‍ കുറവായിരുന്നെന്നു വ്യക്‌തമായതോടെ ആ നിലയിലായി അന്വേഷണം. നമ്മുടെ ക്ഷീരപഥത്തില്‍ തന്നെ അങ്ങനെയുള്ള നക്ഷത്രങ്ങള്‍ കണ്ടെത്തി. അവയെ ഗവേഷകര്‍ പോപ്പുലേഷന്‍-2 നക്ഷത്രങ്ങള്‍ എന്നുവിളിച്ചു.
ആദ്യതലമുറ അഥവാ
പോപ്പുലേഷന്‍-3

മഹാവിസ്‌ഫോടനത്തിനു പിന്നാലെ രൂപപ്പെട്ട നക്ഷത്രങ്ങളാണു പോപ്പുലേഷന്‍-3ല്‍ ഉള്ളത്‌. ഹൈഡ്രജനും ഹീലിയവും കൊണ്ട്‌ മാത്രം നിര്‍മിതമായിരിക്കും അവ. ഭാരമേറിയ ഘടകങ്ങള്‍ അവയില്‍ ഉണ്ടാകില്ല. കാര്‍ബണ്‍, ഓക്‌സിജന്‍, സിലിക്കണ്‍, ഇരുമ്പ്‌ എന്നിങ്ങനെ നമുക്ക്‌ പരിചിതമായ മൂലകങ്ങളൊന്നും പോപ്പുലേഷന്‍ -3 നക്ഷത്രങ്ങളിലില്ല. അതുകൊണ്ട്‌ തന്നെ അവയ്‌ക്കു ഗ്രഹങ്ങളുണ്ടാകാന്‍ സാധ്യത കുറവാണ്‌.
ആയുസിന്റെ കാര്യത്തിലും ഈ നക്ഷത്രങ്ങള്‍ പിന്നിലായിരുന്നെന്നാണു പഠനം. ഭീമന്മാരായ അവ അതിവേഗം ജ്വലിച്ചുതീരും. പിണ്ഡംകൂടിയ നക്ഷത്രങ്ങള്‍ പോപ്പുലേഷന്‍-3 ല്‍ കൂടുതലായി ഉണ്ടായിരുന്നെന്നാണു നിരീക്ഷണം. അവ ദശലക്ഷക്കണക്കിനു വര്‍ഷങ്ങള്‍കൊണ്ട്‌ അവസാനിച്ചു.
കുറഞ്ഞ പിണ്ഡമുള്ള നക്ഷത്രങ്ങള്‍ക്ക്‌ ലക്ഷം കോടി വര്‍ഷങ്ങള്‍ വരെ നിലനില്‍ക്കാന്‍ കഴിയും. ഇത്‌ പ്രപഞ്ചത്തിനു നിലവിലുള്ള പ്രായത്തേക്കാള്‍ കൂടുതലാണ്‌. അതിനാല്‍, ആദ്യ തലമുറ നക്ഷത്രങ്ങളില്‍ കുറഞ്ഞ പിണ്ഡമുള്ള നക്ഷത്രങ്ങളും ഉണ്ടായിട്ടുണ്ടെങ്കില്‍ അവയെ ഇപ്പോഴും കണ്ടെത്താന്‍ കഴിയും. എന്നാല്‍ ഇതുവരെ അത്തരമൊരു നക്ഷത്രത്തെ കണ്ടെത്തിയിട്ടില്ല എന്നതാണു സത്യം. പോപ്പുലേഷന്‍-3 നക്ഷത്രങ്ങളില്‍ ചെറിയ നക്ഷത്രങ്ങള്‍ ഒരു പക്ഷേ ഇല്ലായിരുന്നു എന്ന സൂചനയാണ്‌ അതു നല്‍കുന്നത്‌.
ജെയിംസ്‌ വെബ്‌ ബഹിരാകാശ ദൂരദര്‍ശിനി പോപ്പുലേഷന്‍-3 നക്ഷത്രങ്ങള്‍ക്കുള്ള തെളിവുകള്‍ കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്‌.
വലിപ്പത്തിനു പിന്നില്‍
ഒരു രഹസ്യമുണ്ട്‌

നക്ഷത്രങ്ങളുടെ അന്തരീക്ഷത്തില്‍ ഏതെല്ലാം ഘടകങ്ങള്‍ ഉണ്ടെന്ന്‌ അറിയാനുള്ള മാര്‍ഗമാണ്‌ സ്‌പെക്‌ട്ര. സൂര്യന്റെ സ്‌പെക്‌ട്ര പരിശോധിക്കുമ്പോള്‍, കാര്‍ബണ്‍, നൈട്രജന്‍, സിലിക്കണ്‍, സോഡിയം എന്നിവയുടെ സൂചനകള്‍ കാണാം. എന്നാല്‍, ആദ്യകാല ഗാലക്‌സിയിലേക്ക്‌ പോകുമ്പോള്‍ ഭാരമുള്ള മൂലകങ്ങളുടെ ഒരു സൂചനയും കാണാനില്ല. മഹാവിസ്‌ഫോടന കാലത്തെ ഘടകങ്ങള്‍ കൊണ്ട്‌ മാത്രം നിര്‍മിക്കപ്പെട്ട പോപ്പുലേഷന്‍-3 നക്ഷത്രങ്ങള്‍ക്കുള്ള ഏറ്റവും നല്ല തെളിവ്‌ ഇതാണ്‌.
ആദ്യകാല നക്ഷത്രങ്ങളില്‍ ഉയര്‍ന്ന പിണ്ഡമുള്ള നക്ഷത്രങ്ങള്‍ക്കായിരുന്നു ഭൂരിപക്ഷം. ഇപ്പോള്‍ കുറഞ്ഞ പിണ്ഡമുള്ള നക്ഷത്രങ്ങള്‍ കൂടിവരികയാണ്‌.
ആ വലിപ്പത്തിനു പിന്നിലും ഒരു കണക്കുണ്ട്‌. നക്ഷത്രമായി മാറുന്ന വാതക പടലത്തിന്‌ ശേഖരിക്കാനാകുന്ന പിണ്ഡത്തിന്‌ ഒരു പരിധിയുണ്ട്‌. അതാണു റേഡിയേഷന്‍ പ്രഷര്‍. നക്ഷത്രത്തില്‍ ഊര്‍ജോത്‌പാദനം തുടങ്ങുമ്പോള്‍ പുറത്തേക്ക്‌ പ്രവഹിക്കാന്‍ പ്രകാശശോര്‍ജം ശ്രമിക്കും. നക്ഷത്രത്തില്‍ ഭാരമേറിയ മൂലകങ്ങളുണ്ടെങ്കില്‍ അവയ്‌ക്ക്‌ ആ ഊര്‍ജത്തിന്റെ ഒഴുക്കിനെ പ്രതിരോധിക്കാന്‍ കഴിയും. അതു പ്രവര്‍ത്തനത്തിലേക്ക്‌ വരുന്ന പുതിയ വാതകങ്ങളില്‍ സമ്മര്‍ദം സൃഷ്‌ടിക്കുന്നു. അങ്ങനെ നക്ഷത്ര രൂപീകരണം സ്വയം പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു.
എന്നാല്‍, പോപ്പുലേഷന്‍-3 നക്ഷത്രങ്ങളില്‍ ഭാരമുള്ള മൂലകങ്ങള്‍ ഇല്ല. അതിനാല്‍ പ്രതിരോധം കുറവായിരിക്കും. അതിനാല്‍ നക്ഷത്രത്തിളക്കം കൂടും. ചില മാതൃകകളില്‍ സൂര്യന്റെ നൂറ്‌ മടങ്ങ്‌ വരെയും. അത്യപൂര്‍വ സാഹചര്യങ്ങളില്‍ ആയിരം മടങ്ങ്‌ വരെയും പിണ്ഡം നക്ഷത്രത്തിനു ലഭിക്കും.
പ്രപഞ്ചം നല്‍കിയ കണ്ണട

പോപ്പുലേഷന്‍-3 നക്ഷത്രങ്ങള്‍ക്കു മറ്റൊരു പ്രത്യേകതകൂടിയുണ്ട്‌. അവ അള്‍ട്രാവയലറ്റ്‌ പ്രകാശം ധാരാളം ഉത്‌പാദിപ്പിക്കും. അത്‌ ഉയര്‍ന്ന ഊര്‍ജമുള്ള പ്രകാശമാണ്‌. പ്രപഞ്ചം അതിവേഗം വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്‌. സെക്കന്‍ഡില്‍ 67- 74 കിലോമീറ്റര്‍ വേഗത്തിലാണ്‌ ആ വികസനം എന്നാണു കണക്ക്‌. 1300 കോടിയിലേറെ വര്‍ഷങ്ങളായി ആ വികാസം കൂടുകയാണ്‌. ഗാലക്‌സികള്‍ തമ്മിലുള്ള അകലവും ആ വികാസത്തിന്റെ ഭാഗമായി കൂടും. ആ വികാസം അള്‍ട്രാവയലറ്റ്‌ പ്രകാശത്തിന്റെ തരംഗദൈര്‍ഘത്തിലും പ്രതിഫലിച്ചു. അത്‌ ഇന്‍ഫ്രാറെഡ്‌ തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തിലേക്കു മാറി. ജെയിംസ്‌ വെബ്‌ ബഹിരാകാശ ദൂരദര്‍ശിനിയില്‍ ഇന്‍ഫ്രാറെഡ്‌ പ്രകാശത്തെ നിരീക്ഷിക്കാന്‍ ക്രമീകരണമുണ്ട്‌. ഉയര്‍ന്ന ഊര്‍ജമുണ്ടായിരുന്ന ആദ്യകാല നക്ഷത്ര പ്രകാശത്തില്‍നിന്ന്‌ ഇന്നത്തെ ഇന്‍ഫ്രാറെഡ്‌ സ്‌പെക്‌ട്ര ബാന്‍ഡില്‍ നക്ഷത്രങ്ങളെ ജെയിംസ്‌ വെബ്‌ ദൂരദര്‍ശിനി കണ്ടെത്തും.
ഇനിയുമുണ്ട്‌ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ സഹായം. ആദ്യകാല ഗാലക്‌സികളെ കേവലം ദൂരം കൊണ്ട്‌ കണ്ടെത്താന്‍ വളരെ ബുദ്ധിമുട്ടായിരിക്കും. നമുക്കും അവയ്‌ക്കുമിടയില്‍ ഗാലക്‌സികളുടെ കൂട്ടംകാണും. അവിടെ ഗാവിറ്റേഷണല്‍ ലെന്‍സിങ്ങാകും സഹായകമാകുക, പ്രപഞ്ചം നല്‍കിയ കണ്ണടപോലെ... ഉയര്‍ന്ന ഗുരുത്വാകര്‍ഷണം മൂലം പ്രകാശരശ്‌മികള്‍ വളയും. കണ്ണടകളിലെ ലെന്‍സ്‌ പോലെ അത്‌ പഴയ ഗാലക്‌സികളുടെ വലിയ രൂപമാകും നമുക്കു നല്‍കുക. അവയും പിടിച്ചെടുത്ത്‌ ജെയിംസ്‌ വെബ്‌ ദൂരദര്‍ശിനി ഭൂമിക്കു നല്‍കും.