శాస్త్ర విజ్ఞానము

బలహీనమైన మైక్రోవేవ్ తరంగాలని ఎలా గ్రహించాలో తెలుసుకున్న శాస్త్రవేత్తలకి ఆ తరంగాలకి రెండు అనువైన లక్షణాలు ఉన్నాయని తెలిసింది.

మొదటి లక్షణం ఏంటంటే ఆ తరంగాలు భూ వాతావరణ పొరని భేదించగలవు. మొత్తం విద్యుదయస్కాంత వర్ణమాలలో రెండు రకాల తరంగాలకి మాత్రమే పృథ్వీ వాతావరణం పారదర్శకంగా ఉంటుంది. అవి – కాంతి తరంగాలు, మైక్రోవేవ్ తరంగాలు. అంటే వాతావరణాకికి ఒక ’కాంతి గవాక్షం’ (light window), ఒక మైక్రోవేవ్ గవాక్షం (microwave window) ఉన్నాయన్నమాట.

రెండవ లక్షణం ఏంటంటే, ఈ మైక్రోవేవ్ తరంగాలు మామూలు కాంతి చొరబడలేని పొగమంచు, ముసురు, ధూళి మేఘాలు మొదలైన వాటిని దాటుకుని ముందుకుపోగలవు. ఈ లక్షణం వల్లనే మబ్బుల మాటున ఉన్న విమానాన్ని కూడా రాడార్ సహాయంతో కనుక్కోవడానికి వీలవుతుంది. అదే విధంగా విశ్వంలో కొన్ని సుదూర భాగాల నుండి వచ్చే కాంతి, వాతావరణంలోకి చొరబడలేక పోయినా, అక్కడి నుండి వచ్చే మైక్రోవేవ్ తరంగాల సహాయంతో ఆయా ప్రాంతాల గురించి తెలుసుకోడానికి వీలవుతుంది. ఆ విధంగానే తారాధూళి మేఘాల వెనుక దాగి వున్న మన పాలపుంత గెలాక్సీ కేంద్ర ప్రాంతాన్ని మైక్రోవేవ్ తరంగాల సహాయంతో పరిశీలించడానికి వీలయ్యింది.

ఇక మరింత సమీపంలో మన సౌరమండలంలోనే మైక్రోవేవ్ తరంగాలతో మునుపు చూడలేని కొత్త విషయాలని తెలుసుకోడానికి వీలయ్యింది. వీనస్ నుండి మైక్రోవేవ్ తరంగాలు వెలువడుతున్నాయన్న విషయం 1956 లో తెలిసింది. వాటి సహాయంతో వీనస్ గ్రహోపరితలం ఉష్ణోగ్రత చాలా ఎక్కువని తెలిసింది. అంతేకాక వీనస్ కి పంపబడ్డ ’ప్రోబ్’ లు మైక్రోవేవ్ తరంగాలని వీనస్ ముఖం మీదకి ప్రసరించి, వాటి సహాయంతో వీనస్ చుట్టూ దట్టంగా అలముకుని వున్న మబ్బుతెర మాటున ఉన్న కఠిన ఉపరితలాన్ని శోధించగలిగాయి. ఆ విధంగా అంతవరకు సౌరమండలంలో రహస్యంగా ఉండిపోయిన వీనస్ ఉపరితల విశేషాలు 1962 లో బట్టబయలు అయ్యాయి.
రాడార్ సహాయంతో వీనస్, మెర్క్యురీ గ్రహాల ఆత్మభ్రమణ వేగాల గురించి కూడా తెలుసుకోడానికి వీలయ్యింది. వీనస్ అనుకున్న దాని కన్నా చాలా నెమ్మదిగా తిరుగుతుందని (దాని సంవత్సర కాలం, దిన కాలం రెండూ ఇంచుమించు ఒక్కటే) తెలిసింది. తక్కిన గ్రహాలతో పోల్చితే వీనస్ ఆత్మభ్రమణ దిశ కూడా వ్యతిరేకంగా ఉంటుంది. మెర్క్యురీ ఆత్మభ్రమణ వేగం అనుకున్న దాని కన్నా తక్కువని తేలింది.

1955 లో అమెరికన్ ఖగోళవేత్త కెన్నెత్ ఫ్రాంక్లిన్ జూపిటర్ గ్రహం నుండి భారీ ఎత్తున మైక్రోవేవ్ తరంగాలు వెలువడుతున్నాయని తెలుసుకున్నాడు. దానికి కారణం జూపిటర్ కి చెందిన అయస్కాంత క్షేత్రమేనని 1960 లో తెలిసింది. భూమి అయస్కాంత క్షేత్రం కన్నా ఇది చాలా శక్తివంతమైనది. 1970 లలో జూపిటర్ ని దాటి పోయిన అంతరిక్ష ప్రోబ్ లు ఈ విషయాన్ని నిర్ధారించాయి.

అయితే రేడియో ఖగోళ విజ్ఞానం చేసిన అత్యంత ఆసక్తికరమైన ఆవిష్కరణలు సౌరమండలానికి చెందినవి కావు. దాని బయట ఉన్న విశాల విశ్వానికి చెందినవి. వాటిలో అత్యంత ముఖ్యమైన విషయాలు న్యూట్రాన్ తారల నుండి తెలిశాయి.



న్యూట్రాన్ తారలు:

ఈ న్యూట్రాన్ తారలు అత్యంత సాంద్రమైన తారలు. సూర్యుడి కన్నా 4 నుండి 8 రెట్లు ఎక్కువ ద్రవ్యరాశి గల తారల వికాస క్రమం యొక్క అంతంలో ఈ న్యూట్రాన్ తారలు ఏర్పడతాయి. ఈ బృహత్తారలలోని కేంద్రక సంయోగ (nuclear fusion) చర్యల నుండి వచ్చే శక్తి వనరులు మొత్తం హరించుకుపోయినప్పుడు, ఒక దశలో బృహత్తారలు ’సూపర్నోవాలు’ గా విస్ఫోటం చెందుతాయి. ఆ సమయంలో తార యొక్క పైపొరలకి చెందిన పదార్థం విస్ఫోటాత్మకంగా బయటికి విసిరివేయబడుతుంది. కొద్ది నెలల పాటు ఉండే ఈ దశలో తారల ప్రకాశం విపరీతంగా పెరుగుతుంది. సూపర్నోవా దశలో ఉన్న తారలని భూమి నుండి పగటి పూట కూడా చూడొచ్చు. అంతరిక్షంలో కనిపించే అత్యంత సుందరమైన దృశ్యాలలో ఒకటి ఈ సూపర్నోవా (చిత్రం చూడండి). అలా కొంత పదార్థం బయటికి విసరివేయబడగా, ఆ బృహత్తారల అంతరంగంలో మిగిలిపోయిన పదార్థం గురుత్వాకర్షణ ప్రభావానికి లోనై అంతకంతకు సాంద్రంగా మారుతూ ఉంటుంది. అలాంటి పదార్థంలోని పరమాణువులలో ప్రతీ ప్రోటాన్, ఒక ఎలక్ట్రాన్ తో కలిసి ఒక న్యూట్రాన్ ఏర్పడుతుంది. అలా పదార్థమంతా న్యూట్రాన్ ల మయం అవుతుంది. తార మొత్తం ఓ మహా కేంద్రకంలాగా తయారవుతుంది.

న్యూట్రాన్ తారల ప్రత్యేకత ఇదే. విశ్వంలో మనకి తెలిసిన అత్యంత సాంద్రమైన వస్తువులు ఇవే. సగటు న్యూట్రాన్ తార వ్యాసం 10 మైళ్లే ఉంటుంది. కాని ఒక సగటు న్యూట్రాన్ తార ద్రవ్యరాశి మన సూర్యుడి ద్రవ్యరాశి కన్నాచాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఒక ఘన సెంటీమీటరు (మన కాఫీలో వేసుకునే ’షుగర్ క్యూబ్’ అంతది) పదార్థం యొక్క ద్రవ్యరాశి 100,000,000 టన్నులు ఉంటుంది. అంటే ఇంచుమించు ఓ కొండంత బరువు అన్నమాట! న్యూట్రాన్ తారలకి అత్యంత శక్తివంతమైన అయస్కాంత క్షేత్రం కూడా ఉంటుంది. భూమి మీద మనం కృత్రిమంగా పుట్టించగలిగే అయస్కాంత క్షేత్రాలు (ఉదాహరణకి మన MRI లలో వాడే 2 Tesla, 3 Tesla మొదలైనవి) భూమి యొక్క సహజ అయస్కాంత క్షేత్రం కన్నా ఇంచుమించు ఓ మిలియన్ రెట్లు శక్తివంతమైనవి. ఇక న్యూట్రాన్ తారల అయస్కాంత క్షేత్రాలు మన కృత్రిమ అయస్కాంత క్షేత్రాల కన్నా కొన్ని మిలియన్ల రెట్లు శక్తివంతమైనవి.

శక్తివంతమైన రేడియో తరంగాలని వెలువరిస్తాయి కనుక ఈ న్యూట్రాన్ తారలు రేడియో ఖగోళ విజ్ఞానంలో ఓ ముఖ్య స్థానాన్ని ఆక్రమిస్తాయి.

(సశేషం...)