புறக்கோள்களில் நீரை எப்படிக் கண்டறிகிறார்கள்?

பிற சூரிய மண்டலங்களைச் சேர்ந்த புறக்கோள்களில் (Exoplanets) நீர் உள்ளதா என்பதை வானியலாளர்கள் ஒளியின் இயல்பைப் புரிந்துகொண்டு கண்டறிகிறார்கள். ஒவ்வொரு தனிமமும் ஒவ்வொரு மூலக்கூறும் ஒளியுடன் தனித்துவமான வழியில் தொடர்புகொள்கின்றன.

இந்தத் தனித்துவத்தைப் பயன்படுத்தியே தொலைதூரப் புறக்கோள்களின் வாயுமண்டலத்தை ஆராய முடிகிறது. இதற்கான முக்கியக் கருவி நிறமாலை ஆய்வு (Spectroscopy) ஆகும். வெள்ளொளியை ஒரு முப்பட்டகம் (Prism) வழியாகச் செலுத்தினால், ஏழு வண்ணங்களின் வானவில் கிடைக்கும்.

ஆனால், எந்த ஒரு வாயு அல்லது பொருளின் வழியாக இந்த ஒளியைச் செலுத்தினாலோ, அல்லது அந்தப் பொருளிலிருந்து ஒளியைப் பெற்றாலோ, அந்த வானவில் நிறப்பிரிகையில் குறிப்பிட்ட இடங்களில் ஒளிக் கோடுகள் (Spectral Lines) தென்படும். சூடான வாயுக்கள் வெளிவிடும் ஒளியின் அடையாளம் ‘உமிழ்வுக் கோடுகள்’ (Emission Lines) ஆகும். வெள்ளொளி ஒரு குளிர்ந்த வாயுவின் வழியாகச் செல்லும்போது, அந்த வாயு தனக்குரிய சில நிறங்களை உறிஞ்சிக்கொள்கிறது. அப்போது உருவாகும் வண்ண வானவில்லில், குறிப்பிட்ட இடங்களில் கருமைக் கோடுகள் தோன்றும். இவை ‘உறிஞ்சுக் கோடுகள்’ (Absorption Lines) எனப்படும். இந்த ஒளிக் கோடுகளே, விண்மீன்கள் மற்றும் கோள்களின் வேதியியல் கலவையைக் காட்டும் கைரேகை போன்றவை.

புறக்கோள்களின் வளிமண்டலத்தில் உள்ள நீராவி உள்பட வாயுக்களைக் கண்டறிய இரு முக்கிய நுட்பங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. முதலாவது ‘ஊடுருவு நிறமாலை ஆய்வு’ (Transmission Spectroscopy) ஆகும். ஒரு கோள், தன் முதன்மை விண்மீனின் முன்னால் குறுக்கிடும் (Transit) போது, விண்மீனின் ஒளி அந்தக் கோளின் வாயுமண்டலத்தின் வழியாகப் பயணித்து நம்மிடம் வருகிறது. கோள் குறுக்கிடும் முன்னும் பின்னும் எடுக்கப்படும் விண்மீனின் நிறமாலைகளை ஒப்பிடும்போது, கூடுதலாகத் தோன்றும் உறிஞ்சுக் கோடுகள், கோளின் வாயுமண்டலத்தில் உள்ள மூலக்கூறுகளைக் காட்டும். நீராவி மூலக்கூறு (H2O) ஒளியில் குறிப்பிட்ட அலைநீளங்களை உறிஞ்சுவதால், அதன் தனித்துவமான அடையாளத்தை நிறமாலைப் பகுப்பாய்வில் காணலாம்.

இரண்டாவது முறை, கோளிலிருந்து வெளிப்படும் அல்லது பிரதிபலிக்கும் ஒளியை நேரடியாக ஆய்வு செய்வது. கோள் தனியாக இருக்கும்போது, அதன் வாயுமண்டலம் பிரதிபலிக்கும் அல்லது வெளிவிடும் அகச்சிவப்புக் கதிர்வீச்சின் (Infrared Emission/Reflection) நிறமாலையை உயர் தெளிவுள்ள நிறமாலை அளவிகள் (High-Resolution Spectrographs) மூலம் பகுப்பாய்வு செய்கின்றனர். அருகே அமைந்துள்ள விண்மீனின் மிகப்பெரும் ஒளியிலிருந்து கோளின் மங்கலான ஒளியைப் பிரித்தெடுப்பதே இம்முறையின் பெருஞ்சவால்.

ஜேம்ஸ் வெப் விண்வெளித் தொலைநோக்கி போன்ற நவீனக் கருவிகள் கெப்லர்-62எஃப் (Kepler-62f), கே2-18பி (K2-18b), ஜிஜே 9827டி (GJ 9827d) போன்ற பல புறக்கோள்களின் வாயுமண்டலத்தில் நீராவியின் தனித்துவமான அகச்சிவப்பு ‘கைரேகை’யைக் கண்டறிந்துள்ளன. இக்கோள்களில் சில ‘வாழத்தகு மண்டலத்தில்’ (Habitable Zone) அமைந்துள்ளன. இந்த மண்டலம், கோள் விண்மீனில் இருந்து அதிக தொலைவிலோ அண்மையிலோ இல்லாத, திரவநிலை நீர் நிலைத்திருக்க ஏதுவான வெப்பநிலை இருக்கும் இடம்.

மேலும், ஒரு கோளின் மேற்பரப்பில் பெருங்கடல் போன்ற பெரிய நீர்நிலைகள் இருப்பதை, ‘மினுக்கு’ (Glint) என்கிற நிகழ்வின் மூலமும் ஊகிக்க முடியும். பளபளப்பான மேசை அல்லது நீர்நிலைகளில் குறிப்பிட்ட கோணத்தில் ஒளி மினுக்குவதைப் போல, விண்மீனின் ஒளி, கோளின் மேற்பரப்பில் உள்ள திரவ நீரின் மீது பட்டுப் பிரதிபலிக்கும்போது, சிறப்பு ஒளி மினுக்குதலை உருவாக்கும். மைய விண்மீனைக் கோள் சுற்றிவரும்போது, நமது பார்வையில் கோளின் நிலை பிறை வடிவத்தில் (Crescent Phase) புலப்படும்போது இந்த மினுக்குதல் தெளிவாகத் தென்படும். சுமார் 1,200 ஒளியாண்டு தொலைவில் உள்ள கெப்லர்-62எஃப் எனும் புறக்கோள் நீர் நிரம்பியுள்ள நீர்க்கோளம் என்று கருதப்படுகிறது.

ஆயினும், விண்மீனின் சொந்த நிறமாலைத் தன்மைகளில் இருந்து கோளின் சைகையைப் பிரித்தறிவதும், மிக மங்கலான இந்தக் அறிகுறிகளைத் தனித்து இனம் காணுவதும் சவாலாக உள்ளன. ஒளியின் மொழியைக் கற்று, அதன் கைரேகைகளைப் புரிந்துகொள்வதன் மூலமே, பூமிக்கு அப்பாலுள்ள புறக்கோள்களில் உள்ள வேதிப்பொருள்களை இனம் காண்கிறோம்.

இறைவன் தனது அளவற்ற ஆற்றலால், தொலைதூரக் கோள்களில் உள்ள மிக நுண்ணிய கூறுகளையும் கண்டறியும் அறிவை மனிதனுக்கு அருளியுள்ளான். இந்த அண்டத்தின் ஒவ்வொரு அசைவிலும் அவனது படைப்பின் மகத்துவத்தையும், ஒழுங்கையும் நாம் காணலாம்.

ஆதாரம்: இந்து தமிழ் திசை