குவாசர்களின் வரலாறு மற்றும் விளக்கம்

குவாசர்களின் வரலாறு மற்றும் விளக்கம்

குவாசர்கள் பிரபஞ்சத்தில் உள்ள மிகவும் மர்மமான மற்றும் பிரகாசமான பொருட்களில் ஒன்றாகும். அவற்றின் பௌதீக அளவு எப்போதும் சூரியக் குடும்பத்தை விடப் பெரியதாக இல்லாவிட்டாலும், ஒரு விண்மீன் மண்டலத்தில் உள்ள நூற்றுக்கணக்கான பில்லியன் நட்சத்திரங்களின் ஒருங்கிணைந்த ஒளியை விட அதிகமான ஆற்றலை உமிழும் திறன் குவாசர்களுக்கு உண்டு. இந்த ஒளி மிக நீண்ட தூரத்திலிருந்து வருவதால், நாம் அவற்றைக் காணும்போது, ​​பிரபஞ்சத்தின் 'கடந்த காலத்தை' உற்று நோக்குகிறோம். குவாசர்களைப் புரிந்துகொள்ள, நாம் இரண்டு விஷயங்களைக் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும்: அவை கண்டுபிடிக்கப்பட்ட வரலாறு மற்றும் அவற்றின் அதீத பிரகாசத்தை விளக்கும் இயற்பியல்.

குவாசர் என்றால் என்ன?

குவாசர் என்ற சொல், குவாசி-ஸ்டெல்லார் ரேடியோ சோர்ஸ் (ஒரு "நட்சத்திரம் போன்ற" ரேடியோ மூலம்) என்பதன் சுருக்கத்திலிருந்து உருவானது. தொடக்கத்தில், குவாசர்கள் ஒளியியல் தொலைநோக்கிகள் வழியாகப் பார்க்கும்போது சிறிய, நட்சத்திரம் போன்ற ஒளிப் புள்ளிகளாகத் தோன்றின, ஆனால் அவை உண்மையில் மிகவும் சக்திவாய்ந்த ரேடியோ அலைகளை வெளியிட்டன. வானியல் வளர்ச்சியடைந்தபோது, ​​குவாசர்கள் என்பவை விண்மீன் திரள்களின் மையங்களில் உள்ள மீப்பெரும் கருந்துளைகளால் இயக்கப்படும் செயல்மிகு விண்மீன் திரள் கருக்கள் (AGNs) எனப் புரிந்துகொள்ளப்பட்டன.

குவாசார்கள் என்பவை "ராட்சத நட்சத்திரங்கள்" அல்ல; மாறாக, சூரியனின் நிறையை விட மில்லியன் முதல் பில்லியன் கணக்கான மடங்கு நிறை கொண்ட மீப்பெரும் கருந்துளைகள், தங்களைச் சுற்றியுள்ள வாயு மற்றும் தூசியை உள்ளிழுக்கும்போது ஏற்படும் நிகழ்வுகளே குவாசார்கள் ஆகும். இந்தப் பொருள், மிகவும் வெப்பமான ஒரு திரள்வட்டை (சுழலும் வட்டு) உருவாக்குகிறது. இந்த வட்டில் நிகழும் உராய்வு மற்றும் காந்த செயல்முறைகள், ஈர்ப்பு ஆற்றலை மின்காந்தக் கதிர்வீச்சாக மாற்றுகின்றன: அதாவது ரேடியோ அலைகள், அகச்சிவப்பு, கண்ணுக்குப் புலப்படும் ஒளி, புற ஊதா மற்றும் எக்ஸ்-கதிர்கள் போன்றவை.

குவாசர் கண்டுபிடிப்பின் வரலாறு

1. வானொலி வானியலின் தொடக்கம் (1940கள்–1950கள்)
இரண்டாம் உலகப் போருக்குப் பிறகு, வானொலி வானியல் செழித்தது. வானியலாளர்கள் வானொலி அலைகளில் வானத்தைப் படமாக்கத் தொடங்கினர், மேலும் கண்ணுக்குப் புலப்படும் ஒளியில் அடையாளம் காண்பதற்குக் கடினமாக இருந்த பல சக்திவாய்ந்த வானொலி மூலங்களைக் கண்டுபிடித்தனர். சில மூலங்கள், அடர்த்தியான, விண்மீன் திரள் போன்ற தெளிவற்றவையாகத் தோன்றுவதற்குப் பதிலாக, நட்சத்திரங்களை ஒத்த சிறிய புள்ளிகளாகத் தோன்றின.

இந்த நேரத்தில், வானியலாளர்கள் சில "விசித்திரமான" பொருட்களைக் கவனித்தனர்: அவை வானொலியில் மிகவும் பிரகாசமாகத் தெரிந்தன, ஆனால் அவை என்னவென்று தெளிவாகத் தெரியவில்லை.

2. 3C 273-ஐ அடையாளம் காணுதல் மற்றும் முக்கிய திருப்புமுனை (1960கள்)
1960களின் முற்பகுதியில், கேம்பிரிட்ஜ் பட்டியலிலுள்ள வானொலி மூலங்கள் (எ.கா., 3C 48 மற்றும் 3C 273) மேலும் ஆராயப்பட்டபோது ஒரு குறிப்பிடத்தக்க மைல்கல் நிகழ்ந்தது. 3C 273 சந்தேகத்திற்கு இடமின்றி அடையாளம் காணப்பட்ட முதல் குவாசராக ஆனது.

ஒரு மறைப்பு நிகழ்வு (சந்திரன் ஒரு வானொலி மூலத்தின் முன்னால் கடந்து செல்லும் போது ஏற்படும் நிகழ்வு) முக்கிய நிகழ்வாக அமைந்தது. இது 3C 273-இன் இருப்பிடத்தை மிகத் துல்லியமாகக் கண்டறிய உதவியது. இந்தத் துல்லியமான இருப்பிடக் கண்டறிதலின் மூலம், வானியலாளர்கள் அதன் ஒளியியல் இணையைக் கண்டறிந்தனர்: அது ஒரு விசித்திரமான நிறமாலையைக் கொண்ட ஒரு பிரகாசமான "நட்சத்திரம்" ஆகும்.

1963-ல், வானியலாளர் மார்ட்டன் ஷ்மிட், 3C 273-இன் நிறமாலை வரிகளை, ஒரு பெரிய செவ்வொளிப் பெயர்ச்சிக்கு உள்ளாகும் ஹைட்ரஜன் வரிகளாகப் பொருள்விளக்கம் அளித்தார். இதன் பொருள், அந்தப் பொருள் மிகத் தொலைவில் இருந்தது மற்றும் பிரபஞ்சத்தின் விரிவாக்கத்தின் காரணமாக மிக வேகமாக விலகிச் சென்றுகொண்டிருந்தது என்பதாகும். அது அவ்வளவு தொலைவில் இருப்பதால், அவ்வளவு பிரகாசமாகத் தோன்றுவதற்கு, அந்தக் குவாசர் நம்பமுடியாத அளவிற்கு அதிக ஒளிர்வுத்திறனைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். ஒப்பீட்டளவில் ஒரு சிறிய பரப்பிலிருந்து அபரிமிதமான ஆற்றலை உமிழும் ஒரு பொருள் என்ற இந்தக் கண்டுபிடிப்பு, வானியலையே உலுக்கியது.

3. கோட்பாடு குறித்த விவாதமும் அதன் ஒருங்கிணைப்பும் (1960கள்–1970கள்)
பெரிய செவ்வெண் பெயர்ச்சிகள் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட பிறகு, ஒரு விவாதம் எழுந்தது: குவாசர்களின் செவ்வெண் பெயர்ச்சிகள் உண்மையிலேயே அண்டவியல் சார்ந்தவையா (பிரபஞ்சத்தின் விரிவாக்கத்தால் ஏற்படுபவையா), அல்லது வேறு இயங்குமுறைகள் உள்ளனவா? இருப்பினும், காலப்போக்கில், குவாசர்கள் உண்மையில் அண்டவியல் தொலைவில் தான் இருந்தன என்பதற்கான சான்றுகள் குவிந்தன.

குவாசார்கள் என்பவை செயல்படும் விண்மீன் திரள் மையங்கள் என்ற கருத்தும் இந்தக் காலகட்டத்தில்தான் உருவானது. குவாசர்களின் ஆற்றலை விளக்க, மிகவும் திறமையான ஒரு "மைய இயந்திரம்" என்ற கருத்து தேவைப்பட்டது. மிகவும் நம்பத்தகுந்த ஆற்றல் மூலமாக, கருந்துளைகளின் மீது பொருள்கள் ஒன்றுசேர்வது இருந்தது—இது விண்மீன்களில் நிகழும் அணுக்கரு இணைவை விட மிகவும் திறமையான ஒரு செயல்முறையாகும்.

4. நவீன தொலைநோக்கிகள் மற்றும் குவாசர் வரைபடமாக்கலின் சகாப்தம் (1980கள்–தற்போது வரை)
பூமியில் உள்ள பெரிய தொலைநோக்கிகள் மற்றும் ஹப்பிள் போன்ற விண்வெளித் தொலைநோக்கிகள், ஸ்லோன் டிஜிட்டல் ஸ்கை சர்வே/SDSS போன்ற பெரிய அளவிலான வான ஆய்வுகளுடன் இணைந்து, அறியப்பட்ட குவாசர்களின் எண்ணிக்கை பன்மடங்கு அதிகரித்துள்ளது. பிரபஞ்சம் சில நூறு மில்லியன் ஆண்டுகள் மட்டுமே பழமையானதாக இருந்த, பிரபஞ்சத்தின் தொடக்க காலத்திலேயே குவாசர்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளன. இது ஒரு முக்கியமான கேள்வியை எழுப்புகிறது: மிகப்பெரிய கருந்துளைகள் எப்படி இவ்வளவு வேகமாக வளர முடியும்?

இடைவினைகள் அல்லது மோதல்களுக்கு உள்ளாகும் விண்மீன் திரள்களில் குவாசார்கள் பெரும்பாலும் காணப்படுகின்றன என்று நவீன ஆராய்ச்சி கண்டறிந்துள்ளது. ஏனெனில், இந்த செயல்முறைகள் வாயுவை விண்மீன் திரளின் மையத்தை நோக்கி செலுத்தி, கருந்துளைக்கு "உணவளிக்க" முடியும்.

குவாசார்கள் எப்படி இவ்வளவு பிரகாசமாக இருக்க முடியும்?

1. திரள்வட்டு மற்றும் ஈர்ப்பு ஆற்றல் மாற்றம்
ஒரு குவாசரின் ஒளிர்வுக்கான திறவுகோல் அதன் திரள்வட்டு ஆகும். கருந்துளையின் ஈர்ப்புப் புலத்திற்குள் விழும் பொருள் உடனடியாக "மறைந்து போவதில்லை", மாறாகச் சுழன்று ஒரு வட்டை உருவாக்குகிறது. அந்த வட்டுக்குள், வாயுத் துகள்கள் ஒன்றோடு ஒன்று உராய்ந்து, கொந்தளிப்பாகக் கலக்கப்படுவதால், அவை மில்லியன் கணக்கான டிகிரிக்கு வெப்பமடைகின்றன. இந்த வெப்பம், முதன்மையாகப் புற ஊதா மற்றும் எக்ஸ்-கதிர்கள் போன்ற தீவிரமான கதிர்வீச்சை உருவாக்குகிறது.

ஒரு கருந்துளையின் மீது ஏற்படும் திரள்வின் ஆற்றல் திறன் சுமார் 10% ஆக இருக்கலாம் (வேகமாகச் சுழலும் கருந்துளைகளுக்கு இது இன்னும் அதிகமாக இருக்கும்). இதை நட்சத்திரங்களின் அணுக்கரு இணைவுடன் ஒப்பிட்டுப் பாருங்கள், அது அவற்றின் நிறையில் சுமார் 0,7%-ஐ மட்டுமே ஆற்றலாக மாற்றுகிறது. இதனால்தான் குவாசர்களால் விண்மீன் பேரடைகளை விடப் பிரகாசமாக ஒளிர்கின்றன.

2. சார்பியல் ஜெட் உமிழ்வு
பல குவாசர்களில் "ஜெட்கள்" உள்ளன—இவை கருந்துளையின் துருவங்களுக்கு அருகிலிருந்து ஒளியின் வேகத்தை நெருங்கும் வேகத்தில் வெளியேற்றப்படும் உயர் ஆற்றல் துகள்களின் ஜெட்கள் ஆகும். இந்த ஜெட்கள் காந்தப்புலங்களால் வழிநடத்தப்படுகின்றன, மேலும் அவை விண்மீன் மண்டலத்தின் அளவைத் தாண்டி வெகுதூரம் வரை பரவக்கூடும். இந்த ஜெட்கள் நமது பார்வைக் கோட்டிற்கு அருகில் செலுத்தப்படும்போது, ​​சார்பியல் விளைவுகளால் (டாப்ளர் பிரகாசம்) குவாசர் அதிகப் பிரகாசமாகத் தோன்றக்கூடும்.

3. வழக்கமான உமிழ்வுக் கோட்டுப் பகுதிகள்
குவாசர் நிறமாலைகள் அகன்ற மற்றும் குறுகிய உமிழ்வு வரிகளைக் கொண்டுள்ளன. அகன்ற வரிகள் மையத்திற்கு அருகில் (வினாடிக்கு ஆயிரக்கணக்கான கிலோமீட்டர் வேகத்தில்) வேகமாக நகரும் வாயுவிலிருந்து உருவாகின்றன, அதே சமயம் குறுகிய வரிகள் தொலைவில் மெதுவாக நகரும் வாயுவிலிருந்து உருவாகின்றன. இந்த வரிகளின் பகுப்பாய்வு, கருந்துளையின் நிறையையும் விண்மீன் மண்டலத்தின் மையத்தில் உள்ள வாயுவின் நிலைமைகளையும் அளவிட வானியலாளர்களுக்கு உதவுகிறது.

குவாசர்களும் பிரபஞ்சத்தின் பரிணாம வளர்ச்சியும்

குவாசார்கள் என்பவை தொலைவில் தெரியும் வெறும் “பிரகாசமான ஒளிக்கீற்றுகள்” மட்டுமல்ல; அவை அண்டத்தின் வரலாற்றின் முக்கிய அடையாளங்களாகும்.

1. இளம் பிரபஞ்சத்தைக் காணுதல்: பல குவாசார்கள் மிகவும் தொலைவில் இருப்பதால், அவற்றின் ஒளி, விண்மீன் திரள்கள் உருவாகத் தொடங்கிய காலகட்டத்திலிருந்து வருகிறது. அண்டக் கட்டமைப்புகள் உருவான ஆரம்பக் காலத்தைப் பற்றி ஆய்வு செய்ய குவாசார்கள் நமக்கு உதவுகின்றன.

2. விண்மீன் திரள் உருவாக்கத்தில் பங்கு: குவாசர்களிலிருந்து வரும் ஆற்றல், விண்மீன் திரள்களைச் சூடாக்கலாம் அல்லது அவற்றிலுள்ள வாயுக்களை வெளியேற்றலாம் (பின்னூட்டம்). இதன் மூலம், விண்மீன்கள் உருவாவதை நிறுத்தலாம் அல்லது விண்மீன் திரள்களின் வளர்ச்சி விகிதத்தை ஒழுங்குபடுத்தலாம்.

3. விண்மீன்களுக்கு இடையேயான பொருளை அளவிடுதல்: குவாசரின் ஒளி, விண்மீன்களுக்கு இடையேயான வெளியில் உள்ள வாயுவின் வழியே செல்கிறது. இந்த வாயு, குவாசரின் நிறமாலையில் உட்கிரகிப்புக் கோடுகள் (லைமன்-ஆல்ஃபா காடு) வடிவில் ஒரு 'தடத்தை' விட்டுச் செல்கிறது. இதிலிருந்து, வானியலாளர்கள் ஹைட்ரஜனின் பரவலையும் பிரபஞ்சத்தின் பேரளவு கட்டமைப்பையும் வரைபடமாக்குகின்றனர்.

குவாசர்கள் இன்னும் ஒரு மர்மத்தையே கொண்டுள்ளன.

மிகப்பெரிய கருந்துளைகள் மற்றும் திரள்வட்டுகளின் மாதிரி மிகவும் உறுதியானதாக இருந்தாலும், பல கேள்விகள் எஞ்சியுள்ளன. உதாரணமாக, முதல் கருந்துளை விதைகள் எவ்வாறு உருவானது? சில குவாசார்கள் ஏன் விரைவான மாறுபாட்டைக் காட்டுகின்றன? காந்தப்புலங்கள் ஜெட்களைத் துல்லியமாக எவ்வாறு வடிவமைக்கின்றன? மேலும், சில விண்மீன் திரள்கள் ஏன் செயலுறு மையங்களைக் கொண்டிருக்க, மற்றவை ஏன் "அமைதியாக" இருக்கின்றன?

ஜேம்ஸ் வெப் விண்வெளித் தொலைநோக்கி (JWST) மற்றும் நவீன வானொலி ஆய்வகங்கள் போன்ற புதிய தலைமுறைத் தொலைநோக்கிகளில் ஏற்பட்டுள்ள முன்னேற்றங்கள், குவாசர் கண்காணிப்பின் எல்லைகளை மேலும் தொலைவிற்கும் அதிக நுணுக்கத்திற்கும் தொடர்ந்து விரிவுபடுத்துகின்றன. இதன் விளைவாக, தீவிர இயற்பியலைச் சோதிப்பதற்கும் பிரபஞ்சத்தின் வரலாற்றைப் புரிந்துகொள்வதற்கும் குவாசர்கள் முக்கியமான இயற்கை ஆய்வகங்களாகத் திகழ்கின்றன.

மூடுகிறது

குவாசர்களின் வரலாறு, தொழில்நுட்பமும் அறிவியல் விளக்கமும் பிரபஞ்சத்தைப் பற்றிய மனிதனின் புரிதலை எவ்வாறு மாற்றியமைக்க முடியும் என்பதற்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டாகும். நட்சத்திரங்களைப் போலத் தோன்றிய வானொலித் துகள்களிலிருந்து, குவாசர்கள் என்பவை மீப்பெரும் கருந்துளைகளின் திரட்சியால் ஒளியூட்டப்பட்ட விண்மீன் திரள்களின் கருக்கள் என இப்போது புரிந்துகொள்ளப்படுகின்றன. அவற்றின் பிரகாசம் வியக்க வைப்பது மட்டுமல்லாமல், ஆரம்பகாலப் பிரபஞ்சத்தை ஆராய நமக்கு உதவும் "பிரபஞ்ச கலங்கரை விளக்கங்களாகவும்" செயல்படுகின்றன. அவதானிப்புகளும் கோட்பாடுகளும் தொடர்ந்து வளர்ச்சியடைந்து வருவதால், குவாசர்கள் நவீன வானியலில் மிக முக்கியமான பொருட்களில் ஒன்றாகத் திகழும்.

நீங்கள் விரும்பினால், பிரபலமான வாசிப்பு மேற்கோள்களின் பட்டியலை நான் சேர்க்கலாம், அல்லது பள்ளி மாணவர்களுக்காகக் கட்டுரையின் எளிமையான பதிப்பை உருவாக்கலாம், அல்லது இன்னும் விரிவான வானியற்பியல் சொற்களுடன் கூடிய ஒரு தொழில்நுட்பப் பதிப்பை உருவாக்கலாம்.