විශ්වයේ අතුරුදන් පදාර්ථ ඇත්තේ කොයිබ ද?

විශ්වයේ අතුරුදන් පදාර්ථ ඇත්තේ කොයිබ ද?

යුරෝපා අභ්‍යවකාශ සංගමයේ XMM-Newton අභ්‍යවකාශ නිරීක්ෂණාගාරය භාවිතා කරමින් තාරකා විද්‍යාඥයන් මන්දාකිණි වටා ඇති වායු පිරි ප්‍රභා මණ්ඩල ගැන සොයා බලා ඇත. ඔවුන්ගේ මේ වෑයමෙහි අර්මුණ වී ඇත්තේ එහි පවතින්නේ යයි කල්පනා කරන ‘අතුරුදන්’ නැතිනම් සොයා ගැනිමට අසීරු පදාර්ථ සොයා ගැනීමයි. එහෙත් ඔවුන්ග්ට සොයා ගැනීමට හැකි වූ දෙයක් නොමැත. එසේ නම් එම පදාර්ථ ඇත්තේ කොහේද?

විශ්වයේ ඇති සියලුම පදාර්ථ පවතින්නේ ‘සාමාන්‍ය’ පදාර්ථ(‘normal’ matter ) හෝ සැඟව සිටින බවට ප්‍රකට, නොපැහැදිලි සහ අදෘශ්‍යමාන අඳුරු පදාර්ථ(dark matter) ස්වරූපයෙනි. මෙකී ‘අඳුරු පදාර්ථ’,  ‘සාමාන්‍ය’ පදාර්ථ’ මෙන් හය ගුණයකින් වැඩි වේ.

කුතුහලය දනවන කරුණ නම්, මෑත වසරවල (අප)ආසන්නයේ ඇති මන්දාකිණි අධ්‍යයනය කරන විද්‍යාඥයින්  ඒවායේ බලාපොරොත්තු වූවාට වඩා  සාමානය පදාර්ථ තුන් ගුණයකින් අඩු බව සොයා ගැනීමයි.  අපේම ක්ෂීරපථ මන්දාකිනිය ගත හොත්, එහි අඩංගු වන්නේ අපේක්ෂිත ප්‍රමාණයෙන් අඩකටත් වඩා අඩු ප්‍රමාණයකි .

ඇමරිකා එක්සත් ජනපදයේ මිචිගන් විශ්ව විද්‍යාලයේ ජියැන්ග්ටාවෝ ලී  පවසන්නේ “මෙය බොහෝ කලක් තිස්සේ අභිරහසක් වී ඇති අතර විද්‍යාඥයන් මෙම අතුරුදන් වූ පදාර්ථ සෙවීම සඳහා විශාල උත්සාහයක් ගෙන ඇත” යනුවෙනි හෙතෙම,  නව අධ්යන වාර්තාවක සම කතුවරයා ද වේ.“එය(අඳුරු පදාර්ථ) මන්දාකිණිවල නැත්තේ ඇයි? එහෙම නැත්නම් එය එහි තිබෙන නමුත් අපට එය දැකිය නොහැකි ද?  එය එහි නොමැති නම්, එය ඇත්තේ කොහේද? මෙම ප්‍රහේලිකාව විසඳීම වැදගත්ය, මන්ද එය මුල් විශ්වයේ සහ මන්දාකිණි සෑදෙන ආකාරය පිළිබඳ අපගේ ආකෘතීන්හි වඩාත් අවිනිශ්චිත කොටස් වලින් එකකි”

මන්දාකිනියේ ප්‍රධාන කොටස තුළ  දෘෂ්‍යමය වශයෙන් නිරීක්ෂණය කළ හැකිවා වෙනුවට, පර්යේෂකයන් සිතුවේ එය මන්දාකිනියේ ප්‍රභා මණ්ඩලය සෑදීම සඳහා අභ්‍යවකාශයේ ත්ව තවත් දුරට විහිදෙන උණුසුම් වායු කලාපයක් තුළ විය හැකි බවයි. මෙම උණුසුම්, ගෝලාකාර ප්‍රභා මණ්ඩල මීට පෙර හඳුනාගෙන ඇති නමුත් (එම)කලාපය කෙතරම් දීප්තියෙන් හීන ද කිව හොත් (එය) විස්තරාත්මකව නිරීක්ෂණය කිරීම අපහසුය – එහි එක්ස් කිරණ විමෝචනය අතුරුදන්වී, පසුබිම් විකිරණවලින් වෙන් කොට හඳුනාගත නොහැකිවී යා හැකිය. බොහෝ විට විද්‍යාඥයින් කරන්නේ මෙම කලාපයේ මද ඩුරක් නිරීක්ෂණය කර ඔවුන්ගේ සොයාගැනීම් තක්සේරුකිරීම් වශයෙන් දැක්වීමයි.එහෙත් මෙය අපැහැදිලි සහ එකිනෙකට වෙනස් ප්‍රතිඵල ලබා දීමට මග පාදයි.

ජියැන්ග්ටාවෝ සහ සගයන්ට අවශ්‍ය වූයේ ඞඹ්ඹ්-ණෙව්ටොන්  එක්ස් කිරණ අභ්‍යවකාශ නිරීක්ෂණාගාරය භාවිතා කරමින් පෙර කී උණුසුම් වායු සහිත කොටස තුල විශාල දුරක් මැනීමට ය. ඔවුන් සමාන සර්පිලාකාර මන්දාකිණි හයක් දෙස බැලූ අතර දත්ත ඒකාබද්ධ කරමින් ඒවායේ සාමාන්‍ය ගුණාංග සමඟ එක් මන්දාකිනියක් නිර්මාණය කිරීමට උත්සාහ කළහ. “මෙසේ කිරීමෙන් මන්දාකිනියේ සංඥාව ශක්තිමත් වන අතර එක්ස් කිරණ පසුබිම වඩාත් හොඳින් නිරීක්ෂණය කළ හැකිවෙ.” යනුවෙන්  අධ්‍යන වාර්තාවේ සම කර්තෘ, මිචිගන් විශ්ව විද්‍යාලයේ ජොයෙල් බ්‍රෙග්මන් පවසයි.

එක්ස් කිරණ විමෝචනය එක් මන්දාකිනියක් නිරීක්‍ෂණය කරනවාට වඩා තුන් ගුණයකින් වැඩි දුරක් අපට දැකගත හැකි වූ අතර එමඟින් අපගේ නිස්සාරණය වඩාත් නිවැරදි හා විශ්වාසදායක විය. ”

දැවැන්ත හා හුදකලා සර්පිලාකාර මන්දාකිණි අතුරුදහන් වූ ද්‍රව්‍ය සෙවීමට හොඳම අවස්ථාව ලබා දෙයි. ඒවා එක්ස් කිරණ විමෝචනය වන පරිදි අංශක මිලියන ගණනක උෂ්ණත්වයකට වායුව උණුසුම් කිරීමට තරම් විශාල වන අතර තාරකා සෑදීම හෝ වෙනත් මන්දාකිණි සමඟ අන්තර්ක්‍රියා කිරීම මගින් වෙනත් ද්‍රව්‍ය වලින් දූෂණය වීම වළක්වා ඇත.

“එවිට අපට, එක්ස් කිරණ විමෝචනය එක් මන්දාකිනියක් නිරීක්‍ෂණය කරනවාට වඩා තුන් ගුණයකින් පමණ වැඩි දුරක් දැකගත හැකි වූ අතර එමඟින් අපගේ ඇස්තමේන්තුව නැතිනම් බහිර් නිවේශනය(extrapolation) වඩාත් නිවැරදි හා විශ්වාසදායක විය. ”

දැවැන්ත එමෙන්ම හුදකලා සර්පිලාකාර මන්දාකිණි අතුරුදන් වූ පදාර්ථ සෙවීම උදෙසා හොඳම අවස්ථාව ලබා දෙයි. ඒවා, එක්ස් කිරණ විමෝචනය කළ හැකි පරිදි අංශක මිලියන ගණනක උෂ්ණත්වයකට වායුව උණුසුම් කිරීමට තරම් විශාල වන අතර තාරකා සෑදීමේ දී හෝ වෙනත් මන්දාකිණි සමඟ අන්තර්ක්‍රියා කිරීමේ දී වෙනත් ද්‍රව්‍ය වලින් දූෂණය වීම වළක්වා ඇත.

තවමත් අතුරුදන්

නිරීක්‍ෂණය කළ මන්දාකිණි අවට ඇති ප්‍රභා මණ්ඩලවල අතුරුදහන් වූ සියලු පදාර්ථ අඩංගු විය නොහැකි බව කණ්ඩායමේ ප්‍රතිඵලවලින් පෙනී ගියේය.  ක්ෂීරපථයේ අරය මෙන් 30 ගුණයක් පමණ ඉක්මවා යන අයුරින් බිහිතැන් සෙවීම කල ද, අපේක්ෂිත ද්‍රව්‍යවලින් හතරෙන් තුනකට ආසන්න ප්‍රමාණයක් තවමත් අතුරුදහන් වී ඇත.

එය(අපේක්ෂිත ද්‍රව්‍ය) තිබිය හැකි ස්ථානය පිළිබඳ ප්‍රධාන විකල්ප න්‍යායන් දෙකක් තිබේ: එක්කෝ එය දුර්වල ලෙස නිරීක්ෂණය කරන ලද වෙනත් වායු කලාපයක  — සමහර විට වඩා උණුසුම් හා වඩා ශක්තිමත් අවධියක් හෝ වඩාත් සිසිල් හා ඝනකමින් යුත් එකලාපයක —  නැතහොත් අපගේ වර්තමාන නිරීක්ෂණ මගින් ආවරණය වී  නැති අවකාශයක තුළ තිබෙනවා හෝ හඳුනාගත නොහැකි තරමට දීප්තියෙන් හීන එක්ස් කිරණ විමෝචනය කරනවා වීමට හැකියි.

මේ දෙකින් කුමක් වුවත්, මන්දාකිණිවල ප්‍රමාණවත් තරම් අතුරුදන් වූ පදාර්ථ අඩංගු නොවන බැවින් ඒවා අභ්‍යවකාශයට පිටකර යන්නට ඇත. සමහර විට එය පුපුරා යන තාරකාවලින් ශක්තිය එන්නත් කරනු ලැබීමෙන් හෝ අති විශාල කළු කුහර මගින් විය හැකිය.

XMM-Newton ව්‍යාපෘති විද්‍යාඥ නොර්බට් ෂාටෙල් පවසන්නේ “වඩාත් යථාර්ථවාදී මන්දාකිණි ආකෘති නිර්මාණය කිරීමට මෙම කාර්යය වැදගත් වන අතර අපගේ ගැලැක්සිය නිර්මාණය වී පරිණාමය වූ ආකාරය වඩාත් හොඳින් අවබෝධ කර ගැනීමට මෙය උපකාරී වේ” යනුවෙනි. එක්ස්එම්එම්-නිව්ටන්ගේ හී ඇදහිය නොහැකි තරමේ සංවේදීතාවය නොමැතිව  මෙවැනි සොයා ගැනීමක් කළ නොහැකිය. ”

අනාගතයේ දී විද්‍යාඥයින්ට XMM-Newton සහ වෙනත් එවන්  අධි ශක්ති නිරීක්ෂණාගාර  සහයෝගයෙන් භාවිතා කිරීම්න් විශ්වයේ අතුරුදන් වූ පදාර්ථයේ අභිරහස  දිගින් දිගටම හෙළි කරගත හැකිවෙයි.

European Space Agency හි පළවූ Where is the Universe’s missing matter? යන ලිපිය ඇසුරෙනි