ആകാശത്ത് രണ്ടായിരം വർഷങ്ങൾക്ക് മുൻപ് നടന്ന ഒരു ഭീമൻ നക്ഷത്രസ്ഫോടനത്തിന്റെ വർണ്ണചിത്രം പകർത്തി ശാസ്ത്രലോകത്തെ അമ്പരപ്പിച്ചിരിക്കുകയാണ് നാസ. ഭൂമിയിൽ റോമാ സാമ്രാജ്യം പ്രതാപത്തിൽ നിൽക്കുന്ന കാലത്ത് നടന്ന ആ മഹാവിസ്ഫോടനത്തിന്റെ ബാക്കിപത്രമായ RCW 86 എന്ന സൂപ്പർനോവ അവശിഷ്ടം ഇന്ന് പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ക്യാൻവാസിൽ ഒരു അത്ഭുത ദൃശ്യമായി അവശേഷിക്കുന്നു. നാസയുടെ പുതിയ എക്സ്-റേ ദൗത്യമായ IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) പകർത്തിയ വിവരങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് തയ്യാറാക്കിയ ഈ ചിത്രം, പതിറ്റാണ്ടുകളായി ശാസ്ത്രജ്ഞരെ കുഴക്കിയിരുന്ന ചില ചോദ്യങ്ങൾക്ക് ഉത്തരം നൽകുകയാണ്.
ജ്യോതിശാസ്ത്രം ഒരു കുറ്റാന്വേഷണം പോലെയാണ്. ഓരോ ദൂരദർശിനിയും ഓരോ തരം തെളിവുകൾ ശേഖരിക്കുന്ന വിദഗ്ദ്ധരാണ്. ചിലർ വിരലടയാളങ്ങൾ തേടുമ്പോൾ, മറ്റുചിലർ സാഹചര്യത്തെളിവുകൾ കണ്ടെത്തുന്നു. ഇവിടെ, നാസയുടെ ചന്ദ്ര എക്സ്-റേ ഒബ്സർവേറ്ററി (Chandra X-ray Observatory), യൂറോപ്യൻ സ്പേസ് ഏജൻസിയുടെ XMM-ന്യൂട്ടൺ എന്നിവർ നേരത്തെ തന്നെ ഈ ‘കുറ്റകൃത്യം’ നടന്ന സ്ഥലം പരിശോധിച്ചിരുന്നു. എന്നാൽ IXPE എന്ന പുതിയ ‘വിദഗ്ദ്ധൻ’ എത്തിയതോടെയാണ് കഥയ്ക്ക് ഒരു പുതിയ വഴിത്തിരിവ് ഉണ്ടാകുന്നത്.
ചരിത്രത്തിലെ ‘അതിഥി നക്ഷത്രം’
എന്താണ് RCW 86-നെ ഇത്രയധികം സവിശേഷമാക്കുന്നത്? ഇതിനൊരു ചരിത്രപരമായ പ്രാധാന്യമുണ്ട്. എഡി 185-ൽ ചൈനീസ് ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞർ ആകാശത്ത് മുമ്പ് കാണാത്ത ഒരു ‘അതിഥി നക്ഷത്രം’ (guest star) പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ടതായി രേഖപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്. എട്ടു മാസത്തോളം അത് നഗ്നനേത്രങ്ങൾ കൊണ്ട് കാണാമായിരുന്നു. അന്നവർക്ക് അത് എന്താണെന്ന് മനസ്സിലായില്ലെങ്കിലും, ഇന്നത്തെ ശാസ്ത്രലോകം ഏറെക്കുറെ ഉറപ്പിക്കുന്നത് അന്ന് അവർ കണ്ടത് RCW 86-ന് കാരണമായ സൂപ്പർനോവ സ്ഫോടനം തന്നെയായിരുന്നു എന്നാണ്. ചരിത്രത്തിൽ രേഖപ്പെടുത്തിയ ആദ്യത്തെ സൂപ്പർനോവ നിരീക്ഷണങ്ങളിൽ ഒന്നായിരിക്കാം ഇത്.
ഒരു നക്ഷത്രം അതിന്റെ ആയുസ്സിന്റെ അവസാനത്തിൽ അതിഭീമമായ ഊർജ്ജത്തോടെ പൊട്ടിത്തെറിക്കുന്ന പ്രതിഭാസമാണ് സൂപ്പർനോവ. ഈ സ്ഫോടനത്തിൽ നക്ഷത്രത്തിന്റെ ഭൂരിഭാഗം ദ്രവ്യവും അതി ഭീമമായ വേഗതയിൽ ബഹിരാകാശത്തേക്ക് ചിതറിത്തെറിക്കും. ഇങ്ങനെ ചിതറിത്തെറിക്കുന്ന വാതകങ്ങളും ധൂളിപടലങ്ങളും ചേർന്ന ഘടനയാണ് സൂപ്പർനോവ അവശിഷ്ടം എന്ന് അറിയപ്പെടുന്നത്. വർഷങ്ങൾ കഴിയുന്തോറും ഇത് വികസിക്കുകയും ചുറ്റുമുള്ള നക്ഷത്രാന്തരീയ മാധ്യമവുമായി (interstellar medium) ഇടപഴകുകയും ചെയ്യുന്നു.
പ്രതീക്ഷിച്ചതിലും വേഗത്തിൽ വികസിച്ചതെങ്ങനെ?
RCW 86-നെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനങ്ങളിൽ ശാസ്ത്രജ്ഞരെ കുഴക്കിയ പ്രധാന ചോദ്യം അതിന്റെ വലിപ്പമായിരുന്നു. കേവലം 2000 വർഷം മാത്രം പ്രായമുള്ള ഒരു സൂപ്പർനോവ അവശിഷ്ടത്തിന് ഇത്രയധികം വികസിക്കാൻ എങ്ങനെ സാധിച്ചു? സാധാരണ കണക്കുകൂട്ടലുകൾ വെച്ച് ഇതിന് കുറഞ്ഞത് 10,000 വർഷമെങ്കിലും പഴക്കം വേണമായിരുന്നു. ഇവിടെയാണ് ചന്ദ്രയും XMM-ന്യൂട്ടണും നിർണായകമായ ഒരു കണ്ടെത്തൽ നടത്തിയത്.
അവരുടെ നിരീക്ഷണങ്ങളിൽ, ഈ സ്ഫോടനം നടന്നത് ശൂന്യമായ ഒരിടത്തല്ല, മറിച്ച് മുൻപേ തന്നെ ഒരു ‘പൊള്ളയായ’ മേഖലയിൽ (low-density cavity) ആയിരുന്നു എന്ന് വ്യക്തമായി. ഒരുപക്ഷേ, സൂപ്പർനോവയായി പൊട്ടിത്തെറിച്ച നക്ഷത്രം അതിന്റെ അവസാന കാലഘട്ടത്തിൽ ശക്തമായ നക്ഷത്രക്കാറ്റുകൾ (stellar winds) ഉപയോഗിച്ച് സ്വന്തം ചുറ്റിലുമായി സൃഷ്ടിച്ചെടുത്ത ഒരു കുമിളയായിരിക്കാം ഇത്. സാന്ദ്രത കുറഞ്ഞ ഈ കുമിളയ്ക്കുള്ളിൽ സ്ഫോടനത്തിന്റെ ударതരംഗങ്ങൾക്ക് (shock waves) യാതൊരു തടസ്സവുമില്ലാതെ അതിവേഗത്തിൽ സഞ്ചരിക്കാൻ കഴിഞ്ഞു. ഇതുകൊണ്ടാണ് RCW 86 പ്രതീക്ഷിച്ചതിലും വളരെ വേഗത്തിൽ വികസിച്ചത്.
പുതിയ കണ്ണുകളുമായി IXPE എത്തുമ്പോൾ
ചന്ദ്രയും XMM-ന്യൂട്ടണും ഈ ‘കുമിള’ കണ്ടെത്തിയെങ്കിലും, അതിന്റെ അതിരുകളിൽ എന്ത് സംഭവിക്കുന്നു എന്നതിനെക്കുറിച്ച് വ്യക്തമായ ധാരണയുണ്ടായിരുന്നില്ല. സ്ഫോടനത്തിന്റെ ആഘാതം ഈ കുമിളയുടെ ഭിത്തിയിൽ ചെന്നിടിച്ചപ്പോൾ എന്തുണ്ടായി? ഈ ചോദ്യത്തിനുള്ള ഉത്തരമാണ് IXPE നൽകുന്നത്.
മറ്റ് എക്സ്-റേ ദൂരദർശിനികൾ പ്രകാശത്തിന്റെ തീവ്രതയും ഊർജ്ജവും അളക്കുമ്പോൾ, IXPE ഒരു പടികൂടി കടന്നു പ്രകാശ തരംഗങ്ങളുടെ ധ്രുവീകരണം (polarization) അളക്കുന്നു. ഇത് എക്സ്-റേ പ്രകാശത്തിന്റെ ദിശാബോധത്തെക്കുറിച്ചുള്ള സൂചന നൽകുന്നു. ഈ കഴിവ് ഉപയോഗിച്ച്, സൂപ്പർനോവ അവശിഷ്ടത്തിന്റെ അരികുകളിലുള്ള കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ഘടനയും സ്വഭാവവും മനസ്സിലാക്കാൻ ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് സാധിച്ചു.
പുതിയ ചിത്രത്തിൽ പർപ്പിൾ നിറത്തിൽ അടയാളപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്ന ഭാഗമാണ് IXPE നിരീക്ഷിച്ചത്. ഇവിടെയാണ് വികാസം പെട്ടെന്ന് നിലയ്ക്കുകയും ударതരംഗങ്ങൾ തിരികെ പ്രതിഫലിക്കുകയും ചെയ്യുന്നത്. ഈ മേഖലയിലെ കാന്തികക്ഷേത്രം വളരെ ചിട്ടയില്ലാത്തതും പ്രക്ഷുബ്ധവുമാണെന്ന് IXPE-യുടെ ഡാറ്റ വെളിപ്പെടുത്തി. എന്നാൽ, അവശിഷ്ടത്തിന്റെ ഉൾഭാഗങ്ങളിൽ കാന്തികക്ഷേത്രം കൂടുതൽ ചിട്ടയോടു കൂടിയതാണ്. ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്, സ്ഫോടനത്തിന്റെ ഊർജ്ജം ഈ അതിർത്തിയിൽ വെച്ച് ബഹിരാകാശത്തിലെ കണങ്ങളെ ത്വരിതപ്പെടുത്താൻ (accelerate) ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു എന്നാണ്.
വിവിധ ദൂരദർശിനികൾ ചേർന്നൊരുക്കുന്ന വർണ്ണവിസ്മയം
നാസ പുറത്തുവിട്ട ചിത്രം ഒറ്റ ദൂരദർശിനിയുടെ നേട്ടമല്ല, മറിച്ച് ഒരു കൂട്ടായ്മയുടെ ഫലമാണ്.
- ചന്ദ്ര, XMM-ന്യൂട്ടൺ: ഈ ദൂരദർശിനികൾ നൽകിയ ഡാറ്റയാണ് ചിത്രത്തിലെ മഞ്ഞയും നീലയും നിറങ്ങൾക്ക് അടിസ്ഥാനം. കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജമുള്ള എക്സ്-റേകളെ മഞ്ഞ നിറത്തിലും (yellow), ഉയർന്ന ഊർജ്ജമുള്ളവയെ നീല നിറത്തിലും (blue) കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.
- IXPE: പർപ്പിൾ (purple) നിറത്തിൽ കാണുന്ന ഭാഗം IXPE നിരീക്ഷിച്ചതാണ്. ഇത് സ്ഫോടനത്തിന്റെ അതിർത്തിയിലെ ударതരംഗങ്ങളെയാണ് പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നത്.
- NOIRLab: ചിത്രത്തിന്റെ പശ്ചാത്തലത്തിലുള്ള നക്ഷത്രങ്ങളെ പകർത്തിയത് നാഷണൽ സയൻസ് ഫൗണ്ടേഷന്റെ NOIRLab ആണ്.
ഇങ്ങനെ വ്യത്യസ്ത തരംഗദൈർഘ്യങ്ങളും വിവരങ്ങളും ഒരുമിപ്പിക്കുമ്പോഴാണ് RCW 86 എന്ന ഈ സൂപ്പർനോവ അവശിഷ്ടത്തിന്റെ പൂർണ്ണവും വ്യക്തവുമായ ചിത്രം നമുക്ക് ലഭിക്കുന്നത്.
ഈ കണ്ടെത്തലിന്റെ പ്രസക്തി
ഇതൊരു മനോഹരമായ ചിത്രം എന്നതിലുപരി, പ്രപഞ്ചത്തെക്കുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ ധാരണകളെ ആഴത്തിലാക്കുന്ന ഒരു സുപ്രധാന കണ്ടെത്തലാണ്. നക്ഷത്രങ്ങൾ എങ്ങനെയാണ് മരിക്കുന്നതെന്നും, അവയുടെ സ്ഫോടനങ്ങൾ എങ്ങനെയാണ് പ്രപഞ്ചത്തിൽ പുതിയ മൂലകങ്ങൾ വിതറുന്നതെന്നും മനസ്സിലാക്കാൻ ഇത് സഹായിക്കുന്നു. നമ്മളിലും ഈ ഭൂമിയിലുമുള്ള കാർബൺ, ഓക്സിജൻ, ഇരുമ്പ് തുടങ്ങിയ മൂലകങ്ങളെല്ലാം കോടിക്കണക്കിന് വർഷങ്ങൾക്ക് മുൻപ് നടന്ന ഇത്തരം സൂപ്പർനോവ സ്ഫോടനങ്ങളിൽ രൂപപ്പെട്ടതാണ്.
കൂടാതെ, കോസ്മിക് കിരണങ്ങൾ (cosmic rays) പോലുള്ള ഉയർന്ന ഊർജ്ജമുള്ള കണങ്ങൾക്ക് എങ്ങനെയാണ് ഇത്രയധികം വേഗത കൈവരിക്കാൻ സാധിക്കുന്നത് എന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനങ്ങളിലും ഈ നിരീക്ഷണം നിർണായകമാണ്. RCW 86-ന്റെ അതിർത്തികളിൽ നടക്കുന്നതുപോലുള്ള പ്രക്രിയകളാണ് ഈ കണങ്ങളെ പ്രകാശവേഗതയോടടുത്ത് ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നതെന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞർ കരുതുന്നു.
ചുരുക്കത്തിൽ, രണ്ടായിരം വർഷം മുൻപ് നടന്ന ഒരു സ്ഫോടനത്തിന്റെ ബാക്കിപത്രം ഇന്നും പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ രഹസ്യങ്ങൾ നമ്മോട് സംസാരിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്. IXPE പോലുള്ള പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യകൾ എത്തുന്നതോടെ, ആ സംഭാഷണം കൂടുതൽ വ്യക്തമായി കേൾക്കാൻ നമുക്ക് സാധിക്കുന്നു. പ്രപഞ്ചമെന്ന മഹാത്ഭുതത്തിന്റെ പുസ്തകത്തിലെ പുതിയൊരു താളാണ് ഇവിടെ മറിക്കപ്പെടുന്നത്.
