ताऱ्यांचा अंतिम प्रवास

 

 

 

सगळ्याच तार्‍यांचा शेवट हा शांत नसतो. काही तारे शांतपणे विझतात, तर काहींचा अंत इतका वादळी असतो की, त्यातून विश्वातील सर्वांत रहस्यमय वस्तू जन्माला येतात. जसे- ‘श्वेत बटू’, ‘न्यूट्रॉन तारे’ आणि ‘कृष्णविवरे.’ म्हणूनच खगोलशास्त्रज्ञ तार्‍यांच्या अंतिम अवस्थांना ‘तार्‍यांचे स्मशान’ असे काव्यमय नाव देतात.

 

तार्‍यांचा जन्म प्रचंड वायू आणि धुळीच्या ढगांमधून होतो. या ढगांना ‘तेजोमेघ’ असे म्हणतात. गुरुत्वाकर्षणामुळे या ढगांतील पदार्थ हळूहळू एकत्र खेचला जातो आणि मध्यभागी तापमान व दाब वाढू लागतो. तापमान लाखो अंशांपर्यंत पोहोचल्यावर हायड्रोजन अणूंचे ‘संलयन’ सुरू होते. या ‘संलयन’ प्रक्रियेतून प्रचंड ऊर्जा निर्माण होते आणि तारा तेजस्वीपणे चमकू लागतो. आपल्या सूर्याचाही जन्म अशाच प्रकारे सुमारे ४.६ अब्ज वर्षांपूर्वी झाला. तार्‍याचे संपूर्ण आयुष्य त्याच्या वस्तुमानावर अवलंबून असते. लहान तारे अतिशय हळूहळू इंधन जाळतात, त्यामुळे त्यांचे आयुष्य अब्जावधी वर्षांचे असते. मोठे तारे मात्र अत्यंत वेगाने ऊर्जा निर्माण करतात आणि तुलनेने कमी काळ जगतात. हा फरकच पुढे त्यांच्या मृत्यूचे स्वरूप ठरवतो.

 

आपला सूर्य हा मध्यम आकाराचा तारा. सध्या तो मुख्य अनुक्रम अवस्थेत आहे, म्हणजे त्याच्या केंद्रभागात हायड्रोजनचे हेलियममध्ये रूपांतर सुरू आहे. पण, सुमारे पाच अब्ज वर्षांनंतर सूर्याच्या केंद्रातील हायड्रोजन संपेल. त्यानंतर सूर्य फुगू लागेल आणि तो लाल राक्षसी तारा बनेल. त्या अवस्थेत त्याचा आकार इतका वाढेल की, बुध आणि शुक्र ग्रह त्यामध्ये गिळले जाऊ शकतात. पृथ्वीवरील महासागर वाफ बनून नाहीसे होतील आणि ग्रहावरील जीवनाचा पूर्ण अंत होईल. या अवस्थेनंतर सूर्य आपले बाह्य थर अवकाशात फेकून देईल. त्या रंगीबेरंगी वायूंच्या आवरणाला ‘ग्रहाकार’ किंवा ‘ग्रहीय तेजोमेघ’ असे म्हणतात. मात्र, सूर्याचा मध्यभाग अत्यंत लहान; पण प्रचंड घनतेचा राहील. हीच अवस्था म्हणजे ‘श्वेत बटू.’

 

‘सिरीयस बीहा’ सर्वांत प्रसिद्ध ‘श्वेत बटूं’मधील एक आहे. ‘श्वेत बटू’ आकाराने पृथ्वीएवढे असतात; पण त्यांचे वस्तुमान सूर्याएवढे असू शकते. त्यामुळे त्यांची घनता अकल्पनीय असते. एका चमचाभर ‘श्वेत बटू’ पदार्थाचे वजन पृथ्वीवर अनेक टन असू शकते. या तार्‍यांमध्ये अणू-संलयन चालू नसते; ते केवळ उरलेल्या उष्णतेमुळे चमकत असतात. कालांतराने ते हळूहळू थंड होत जातील आणि अब्जावधी वर्षांनंतर ‘कृष्ण बटू’ बनतील, अशी कल्पना आहे. तथापि, विश्वाचे वय अजून इतके मोठे नसल्यामुळे आजपर्यंत एकही ‘कृष्ण बटू’ अस्तित्वात आलेला नाही.

 

मात्र, सूर्यापेक्षा खूप मोठ्या तार्‍यांचा शेवट अधिक नाट्यमय असतो. अशा तार्‍यांमध्ये हायड्रोजन संपल्यानंतर केंद्रभागात अधिक जड मूलद्रव्यांचे ‘संलयन’ सुरू होते. कार्बन, ऑसिजन, सिलिकॉन अशा टप्प्यांतून जात अखेरीस लोखंड तयार होते. पण, लोखंडापुढील ‘संलयन’ ऊर्जा निर्माण करत नाही. त्यामुळे तार्‍याचा अंतर्गत आधार अचानक कोसळतो. काही सेकंदांत संपूर्ण तारा आतल्या बाजूला ढासळतो आणि नंतर प्रचंड स्फोट होतो. या स्फोटाला ‘महातारकीय स्फोट’ किंवा ‘अतिनवतारा’ किंवा ‘सुपरनोव्हा’ म्हणतात.

 

‘सुपरनोव्हा’ स्फोट हा विश्वातील सर्वांत शक्तिशाली घटनांपैकी एक मानला जातो. काही क्षणांसाठी त्या एका तार्‍याचा प्रकाश संपूर्ण आकाशगंगेइतका तेजस्वी होऊ शकतो. या स्फोटांमुळे विश्वात जड मूलद्रव्यांचा प्रसार होतो. आपल्या शरीरातील लोखंड, कॅल्शियम आणि सोने यांसारखी मूलद्रव्ये अशाच प्राचीन तार्‍यांच्या स्फोटांत तयार झाली आहेत. त्यामुळे खगोलशास्त्रज्ञ अनेकदा म्हणतात की, आपण तारकाधुळीपासून बनलो आहोत.

 

‘सुपरनोव्हा’ स्फोटांचे परिणाम केवळ एका तार्‍याच्या अंतापुरते मर्यादित राहत नाहीत. उलट, ते संपूर्ण आकाशगंगेच्या उत्क्रांतीवर प्रभाव टाकतात. या स्फोटांमधून प्रचंड प्रमाणात ऊर्जा, विकिरण आणि जड मूलद्रव्ये अवकाशात फेकली जातात. काही क्षणांसाठी ‘सुपरनोव्हा’ इतका तेजस्वी होऊ शकतो की, तो त्याच्या संपूर्ण दीर्घिकेतील अब्जावधी तार्‍यांच्या एकत्रित प्रकाशाशी स्पर्धा करू शकते. या स्फोटातून निर्माण होणार्‍या आघाती तरंगांमुळे आसपासच्या वायू आणि धुळीच्या ढगांमध्ये हालचाल निर्माण होते आणि त्यातून नव्या तार्‍यांच्या जन्माची प्रक्रिया सुरू होऊ शकते. म्हणजेच, एका तार्‍याचा मृत्यू हा दुसर्‍या तार्‍याच्या जन्माचा प्रारंभ ठरतो. म्हणूनच, खगोलशास्त्रज्ञ ‘सुपरनोव्हा’ स्फोटांना ‘विश्वातील पुनर्जन्माची प्रक्रिया’ असेही संबोधतात.

 

पृथ्वीवरील अनेक महत्त्वाची मूलद्रव्ये अशाच स्फोटांमधून निर्माण झाली आहेत. आपल्या रक्तातील लोखंड, हाडांमधील कॅल्शियम, दागिन्यांमधील सोने आणि इलेट्रॉनिक उपकरणांमध्ये वापरले जाणारे काही दुर्मीळ घटक हे प्राचीन तार्‍यांच्या अंतातून विश्वात पसरले. त्यामुळे मानव आणि पृथ्वीवरील सर्व पदार्थ हे प्रत्यक्षात मृत तार्‍यांचे अवशेष आहेत, असे म्हणणे अतिशयोक्ती ठरणार नाही. काही संशोधकांच्या मते, जर विश्वात ‘सुपरनोव्हा’ स्फोट झाले नसते, तर पृथ्वीसारखे ग्रह आणि त्यावरील जीवन कधीच निर्माण झाले नसते. या दृष्टिकोनातून पाहिले असता, तार्‍यांचा मृत्यू हा विनाश नसून, विश्वातील रासायनिक उत्क्रांतीचा आणि जीवननिर्मितीचा अत्यावश्यक भाग आहे.

 

‘सुपरनोव्हा’ स्फोटानंतर जर उरलेल्या केंद्रभागाचे वस्तुमान पुरेसे मोठे असेल, तर ते ‘न्यूट्रॉन’ तार्‍यामध्ये रूपांतरित होते. ‘न्यूट्रॉन’ तारे हे विश्वातील सर्वांत घन वस्तूंमध्ये गणले जातात. त्यांचा व्यास साधारण २० किलोमीटर असतो. पण, त्यांचे वस्तुमान सूर्यापेक्षा जास्त असू शकते. या तार्‍यांमध्ये पदार्थ इतका दाबला जातो की, ‘इलेट्रॉन’ आणि ‘प्रोटॉन’ एकत्र येऊन ‘न्यूट्रॉन’ तयार करतात. परिणामी, संपूर्ण तारा प्रामुख्याने ‘न्यूट्रॉन’पासून बनतो. ‘क्रॅब पल्सार’ हा प्रसिद्ध ‘न्यूट्रॉन’ तार्‍यांपैकी एक आहे. काही ‘न्यूट्रॉन’ तारे अतिशय वेगाने फिरतात आणि त्यांच्या चुंबकीय ध्रुवांमधून प्रचंड ऊर्जा किरणांच्या स्वरूपात बाहेर पडते. पृथ्वीच्या दिशेने हे किरण येताना ते नियमित ठोके देतात. अशा वस्तूंना ‘पल्सार’ म्हणतात. काही ‘पल्सार’ सेकंदाला शेकडो वेळा फिरू शकतात. त्यांच्या अचूकतेची तुलना अणुघड्याळांशी केली जाते.

 

जर तार्‍याचे वस्तुमान आणखी प्रचंड असेल, तर ‘न्यूट्रॉन’ तार्‍याचाही आधार अपुरा पडतो आणि गुरुत्वाकर्षण सर्वकाही आत खेचते. परिणामी, निर्माण होते विश्वातील सर्वांत रहस्यमय वस्तू म्हणजे ‘कृष्णविवर.’ ही अशी अवस्था आहे, जिथे गुरुत्वाकर्षण इतके तीव्र असते की, प्रकाशसुद्धा त्यातून बाहेर पडू शकत नाही. त्यामुळे ‘कृष्णविवर’ प्रत्यक्ष दिसत नाही. त्याच्या भोवतालच्या पदार्थांवर होणार्‍या परिणामांवरून त्याचे अस्तित्व ओळखले जाते. कृष्णविवराभोवती फिरणारा पदार्थ अतिशय वेगाने तापतो आणि प्रखर क्ष-किरणे उत्सर्जित करतो. २०१९ मध्ये ‘इव्हेंट होरायझन टेलिस्कोप’ने प्रथमच एका कृष्णविवराची प्रतिमा प्रसिद्ध केली. ही प्रतिमा ‘मेसियर ८७’ या कृष्णविवराची होती. या घटनेने खगोलशास्त्रात नवे पर्व सुरू केले. आज वैज्ञानिकांना असे वाटते की, जवळजवळ प्रत्येक मोठ्या आकाशगंगेच्या केंद्रभागी अतिभव्य कृष्णविवर असते. आपल्या ‘सॅजिटेरियस ए’ या आकाशगंगेच्या केंद्रभागातही असेच एक कृष्णविवर आहे. त्याचे वस्तुमान सूर्याच्या सुमारे ४० लाख पट आहे.

 

अलीकडील काळात गुरुत्वीय तरंगांच्या शोधामुळे तार्‍यांच्या मृत्यूचा अभ्यास आणखी रोमांचक झाला आहे. ‘लायगो’ने दोन कृष्णविवरांच्या टकरीतून निर्माण झालेले अवकाश-काळातील तरंग प्रथमच नोंदवले. या शोधामुळे आईनस्टाईनच्या सापेक्षतावादाला थेट पुष्टी मिळाली आणि विश्व ऐकणे शय झाले. तार्‍यांचा हा अंतिम प्रवास केवळ विनाशाचे प्रतीक नाही. उलट, त्यातूनच नव्या तार्‍यांचा आणि ग्रहांचा जन्म होतो. ‘सुपरनोव्हा’ स्फोटांत विखुरलेले पदार्थ पुन्हा ‘तेजोमेघां’मध्ये मिसळतात आणि त्यातून नवीन तारे तयार होतात. म्हणजेच, विश्वात मृत्यू आणि निर्मिती यांचे अखंड चक्र सुरू असते. या अभ्यासातून मानवाला एक विलक्षण जाणीव होते, ती म्हणजे विश्वातील प्रत्येक गोष्ट बदलणारी आहे. सूर्य, तारे, ग्रह, आकाशगंगा आणि कदाचित, विश्वसुद्धा कायमस्वरूपी नाही. परंतु, या बदलांमधूनच विश्वाची उत्क्रांती घडते. म्हणूनच, ‘श्वेत बटू’, ‘न्यूट्रॉन’ तारे आणि ‘कृष्णविवरे’ यांचा अभ्यास हा केवळ खगोलशास्त्राचा विषय राहत नाही; तो विश्वाच्या इतिहासाचा, पदार्थाच्या मर्यादांचा आणि अस्तित्वाच्या मूलभूत प्रश्नांचा शोध बनतो.