हायड्रोजन पासून बनलेल्या प्रचंड मोठ्या ढगात तारा तयार होतो. ज्यामध्ये वेगवेगळ्या रासायनिक प्रक्रिया पण होतात. कल्पनाही करता येणार नाही अशा एका महास्फोटाद्वारे विश्वाचा जन्म झाला, असे बहुतांश शास्त्रज्ञ मानतात. त्या महास्फोटाचे प्रमुख उत्पादन होते हायड्रोजन. निसर्गाने ताऱ्यांच्या निर्मितीसाठी कच्चा माल म्हणून हायड्रोजनचा उपयोग केला.
तारा म्हणजे काय?
ताऱ्यांच्या अंतर्भागात इंधन म्हणून जळणाऱ्या या हायड्रोजनने बाह्य दिशेत प्रचंड दाब निर्माण केला नसता तर गुरुत्वाकर्षणाने त्यांचा केव्हाच चोळामोळा करुन टाकला असता. अर्थात ताऱ्यांच्या अंतर्भागात अतिप्रचंड ऊर्जा निर्माण होत असते.आपला सूर्यच मुळी गेली पाच अब्ज वर्षे सुमारे 4x 1020 वॉटऊर्जा बाहेर फेकीत आहे. ह्या अतिप्रचंड ऊर्जेचा स्रोत केवळ आण्विकच असू शकतो ताऱ्यांचा गाभा म्हणजे हायड्रोजन हे इंधन जाळणारी एक अणुभट्टीच आहे, असे म्हणायला हरकत नाही.
ताऱ्यांची निर्मिती कशी झाली?
जन्मापासुन पुढे होणारा ताऱ्याचा विकास हा दोन बलांच्या व्दंव्दांचा खेळ आहे. त्यापैकी एक बल अंतर्गत दाब निर्माण करते. गुत्वाकर्षण ताऱ्याला आकुंचित करण्याचा प्रयत्न करते, तर अंतर्गत दाबातून निर्माण होणारे बल ताऱ्याचे प्रसरण करण्याचा प्रयत्न करते. ज्यावेळी ही दोन बले समतोल अवस्थेत असतात त्याच वेळी तारा स्थिरावतो. अर्थात या दोन बलांपैकी एकाने दुसऱ्यावर वर्चस्व मिळविण्याचा प्रयत्न केला की ताऱ्याच्या रचनेत फरक पडू लागतो.
आकाशगंगेच्या सर्पिल बाहूंमध्ये असंख्य कृष्णवर्णी रेणुमय मधे हीच ताऱ्यांची जन्मस्थाने आहेत. अशा एकेका मेघात दहा हजारांपासून दहा लक्षापर्यत ताऱ्यांना जन्म देण्यात सामर्थ्य असते. या रेणुमय मेघांचे तापमान निरपेक्ष तापमानांच्या जरा वर म्हणजे सुमारे 10 अंश केल्व्हिनच्या आसपास असते. विश्वातील अतिथंड अशी ही ठीकाणे आहेत. अतिन्यूनतम तापमानामुळे तेजोमेघ दृश्य प्रकाशकिरण अत्सर्जित करू शकत नाहीत त्यामुळेच ताऱ्याच्या जन्माची प्रक्रिया एखादया गूढ पडद्याआड दडलेली असते. पारंपारिक काचेच्या दुबणीतून आपल्याला ही प्रक्रिया पाहताच येत नाही.
ताऱ्यांची संवर्धनभूमी असलेल्या आणि वायू व धूलिकण यांनी बनलेल्या ज्या एका विशाल मेघाचा उत्तम अभ्यास झाला आहे असा मेध ‘मृग’ तारकासमुहात आहे.ताऱ्यांची जन्मकथा सुस्पष्ट करणारे एक प्रतिनिधिक उदाहरण म्हणून या मेघाचा विचार करता येईल.
मृग तारकासमुहातील हा रेणुमय कृष्णवर्णी मेघ सुमारे शंभर प्रकाशवर्ष अंतरापर्यंत पसरला आहे. सूर्याच्या दोन लक्ष पट इतके त्याचे अफाट वस्तुमान आहे. साधारण सव्वा कोटी वर्षापूर्वी या मेघाच्या एका बाजूला ताऱ्यांच्या जन्माला प्रारंभ झाला. आता हे तारे त्या मेघापासून बाजूला सरकले आहेत. ‘ ट्रॅपेझियम क्लास्टर’ या नावाने हे तारे आता ओळखले जातात. या समुहातील ताऱ्यांचे आयुर्मान 20 ते 80 लक्ष वर्षांचे आहे.
मूळ विशाल मेघात तारे जन्माला येण्याची मध्यवर्ती कल्पना अशी आहे. मेघात एखाद्या ठिकाणी थोडी अधिक घनता निर्माण झाली की प्रथम एखादा बडा तारा जन्माला येतो आणि त्यामधून सभोवार अतिनील किरण उसळू लागतात. हे किरण मेघातील इतर बायू तप्त करतात आणि त्या भागात मेघांचे प्रसरण होते. पण त्याने मुक्त केलेली ऊर्जा वायूचे तापमान आणखी वाढविते. विशाल थंड मेघात पसरणारे हे तप्त वायू मेघाचा काही भाग आकुंचित करून तेथील दाब वाढवितात.
दाब वाढला की त्या भागातील घनता जास्त होते आणि भावी ताऱ्याच्या जन्माचे एक ठिकाण मेघामध्ये निर्माण होते. अतिविशाल रेणुमय मेघातून एकाच वेळी अनेक तारे जन्माला येतात. हे पहिल्या पिढीचे तारे मेघापासून बाजूला सरकले की परस्परांच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे इतस्ततः पसरतात आणि त्यांचे समूह म्हणून असलेले स्वरूप नष्ट होते.जे तारे नवथर जन्माला येतात ते मेघाच्या बरेच जवळ असतात. या युवा ताऱ्यांपासुन उसळणाऱ्या तप्त वायूंमुळे त्यांच्याजवळ असणारी मेघाची बाजू कोलमडू लागते आणि त्यातून आणखी नवे तारे जन्माला येतात.
कृष्णवर्णी रेणूमय मेघातील धूलिकणांच्या अवगुंठणात ताऱ्याचा जन्म होतो. त्यामधील अपारदर्शक धूलिकण ताऱ्याचा गर्भ आपल्यापासून लपवून ठेवतात. त्यातच प्रारंभी मेघाचे तापमान फारच कमी असते. अर्थातच त्यामधून दृश्य किरण निर्माण होण्याची शक्यता नसते. म्हणून ताऱ्याच्या जन्माची प्रक्रिया पाहण्यासाठी पारंपारिक भिंगाच्या आणि आरशांच्या दुर्बिणी निरुपयोगी ठरतात.
त्यामुळेच ताऱ्याचे अर्भकत्व एखाद्या गूढ पडद्याआड दडून राहते.ताऱ्याचा जन्मही एखाद्या अतिविशाल मेघाच्या कुठल्याही सांदी कोपऱ्यात होतो. साधारण वीस हजार ज्योतिषीय एकक विस्तार हा त्या विशाल मेघाचा एक छोटासा भाग असतो. सुदैवाने, अवरक्त आणि रेडिओ खगोलशास्त्राच्या साहाय्याने, मेघाचा हा छोटासा भाग कोलमडू लागला की आपल्याला ताऱ्याच्या जन्मप्रक्रियेचा थोडाफार अंदाज करता येतो.
मेघाचा काही भाग कोलमडायला प्रारंभ झाला की प्रत्यक्ष तारा मूर्त स्वरुपात अस्तित्वात येण्याच्या अगोदर असलेल्या ताऱ्याच्या स्थितिला ‘ आदितारा ‘ असे नाव आहे. विशिष्ट ठिकाणी घनता जास्त झाली की गाभा तयार होतो. त्यानंतर हा गाभा आपल्या गुरुत्वाकर्षणाच्या बलाने अधिकाधिक वस्तू आत्मसात करू लागतो आणि गाभ्याच्या वाढत्या वस्तुमानाबरोबर कोलमडण्याच्या क्रियेलाही वेग येतो.
जर कोलमडणारा गाभा परिवलन करीत असेल तर त्याच्या मध्यभागी घनतेचे प्रमाण जास्त असते व गाभ्याभोवती एक चपटी तबकडी तयार होते.आदितारा आणि तबकडी यांच्या सभोवार वायू आणि धूलिकणांचे आवरण असतो.
आदितारा जसजसा आकुंचित होत जातो, तसतसे अधिकाधिक गुरुत्वीय उर्जेचे उष्मीय उर्जेत रूपांतर होऊ लागते. अभिसरणाच्या क्रियेने ही ऊर्जाताऱ्याच्या पृष्ठभागापर्यंत येऊन पोहोचते. गुरुत्वाकर्षणामुळे मेघातक कोलमडव्याची क्रिया चालू झाल्यापासून काही सहस्त्र वर्षातच आदिताऱ्याच्या पृष्ठभागाचे तापमान दोन हजार ते तीन हजार अंश केल्व्हिनपर्यंत पोहोचते. या वेळेपर्यंतही आदिताऱ्याचा आकार काही लहान सहन नसतो आकुंचनाची एक हजार वर्षे उलटल्यानंतरही सूर्याएवढ्या वस्तुमानाच्या आदिताऱ्याचा व्यास सूर्यापेक्षा वीस पट मोठा, तर त्याचे तेज सूर्यापेक्षा शंभर पट अधिक असते.
वस्तुतः गुरूत्वीय आकर्षणाचा काळ तार याच्या वस्तूमानावर अवलंबून आहे. प्रचंड वस्तुमान असलेले तारे साधारण दहा हजार वर्षांत आपल्या सर्यामालेएवढया आकार धारण करतात आणि त्यांच्यापासून अतितप्त असे ‘ओ’ आणि ‘बी’ प्रकारचे तारे जन्माला येतात. अशा ताऱ्याच्या पृष्ठभागाचे तापमान दहा हजार ते पंधरा हजार अंश केल्व्हिनच्या मर्यादेत असते. वस्तुमान कमी असलेले तारे अगदी मंद गतीने आकुंचित होतात. सूर्यसदृश ताऱ्यांचा आकुंचन – काल अब्जावधी वर्षात मोजावा लागतो.
आदिताऱ्याचे आकुंचन होत होत सरते शेवटी त्याच्या अंतर्भागातील तापमान कित्येक लक्ष अंशकेल्व्हिनपर्यंत पोहोचते आणि हायड्रोजन ज्वलनाच्या क्रियेला प्रारंभ होतो अणुकेंद्र सम्मीलनाची ही आण्विक प्रक्रिया अफाट ऊर्जा मुक्त करणे. या ऊर्जेमुळे आतुन बाहेर दाब निर्माण होतो तो गुरुत्वाकर्षणामुळे निर्माण होणाऱ्या आकुंचनाच्या क्रियेला पायबंद घालतो. आणि समतोल अवस्था प्राप्त करतो. ज्या क्षणी आदिताऱ्याला ही अवस्था प्राप्त होते त्या क्षणी खऱ्या अर्थाने ताऱ्याचा जन्म होतो.
प्रचंड वस्तुमानाचे तारे अतिशय तेजस्वी निपजतात. तर कमी वस्तुमानाचे तारे तुलनेने निस्तेज असतात. सूर्याच्या आठ शतांश वस्तुमान असलेल्या ताऱ्यांच्या अंतर्भात हायड्रोजन – ज्वलनाच्या क्रियेला प्रारंभच होऊ शकत नाही. अशा ताऱ्यांना ‘अयशस्वी तारे’ ( फेल्ड स्टार्स ) असे म्हटले जाते. सूर्याच्या हजार पट वस्तुमान असलेले आदितारे इतके तप्त होतात की त्याच्या अंतर्भागातील प्रारणाचा दाबच ( रेडिएशन प्रेशर ) गुरुत्वीय आकुंचन होत असताना तोलून धरतो.
आदितारा आकुंचित होत असताना सर्व उष्मीय ऊर्जा गुरुत्वाकर्षणामुळेच निर्माण होते. समजा, हाच एकमेव ऊर्जेचा स्रोत असता तर तारा फार काळ प्रकाशित राहिला नसता. त्याचे आयुष्य केवळ सुमारे तीन कोटी वर्षातच समाप्त झाले असते. परंतु पृथ्वीवरील प्रस्तर त्याहीपेक्षा जुने आहेत हे आपल्याला माहीत झाले आहे. चार अब्ज वर्षापेक्षाही पुराणे प्रस्तर आता सापरले आहेत. याचा अर्थ सूर्याला किमान पाच अब्ज प्रकाशित ठेवणारा उष्णतेचा स्रोत काही वेगळाच असला पाहिजे, कारण पृथ्वी हे सूर्याचे अपत्य आहे.
- कृष्णविवर माहिती मराठी | Blackhole Information in Marathi
- पृथ्वीची सविस्तर माहिती | Earth Information Marathi
- आकाशगंगांचे प्रकार आणि त्यांची सविस्तर माहिती
ताऱ्याच्या गाभ्यातील उष्णतेचा स्रोत आहे ‘अणुकेंद्र संमीळन’ ( न्युक्लिअर फ्युजन ). हा स्त्रोत ताऱ्याला जन्मभर ऊर्जा पुरवू शकतो. ताऱ्यामधील कणांचे या ऊर्जेमुळे इतके उच्च तापमान होते की ते बाह्य दिशेत प्रचंड उष्मीय दाब निर्माण करून गुरुत्वाकर्षणाला प्रतिरोध करतात. या प्रक्रियेत हायड्रोजनचे चार अणु एकत्र येऊन हिलीमयाचा एक अणु निर्माण होती. त्याच वेळी प्रचंड ऊर्जा मुक्त होते.
हायड्रोजनच्या अणुकेंदात फक्त एक प्रोटॉन कण असतो, तर हिलीमयाच्या अणुकेंद्रात दोन प्रोटॉन व दोन न्युट्रॉन यांचे वस्तुमान जवळजवळ सारखेच असते. चार प्रोटॉन कणांचे मिळून वस्तुमान आणि ऊर्जा या एकाच नाण्याच्या दोन बाजू आहेत, असे अल्बर्ट आईनस्टाईन यांचा सापेक्षता सिद्धान्त सांगतो. वस्तूच्या नाशातून प्रचंड ऊर्जा मुक्त होते. नाश झालेल्या वस्तुमानाला प्रकाशाच्या वेगाच्या वर्गाने गुणले की मुक्त उर्जेचा आपल्याला अंदाज करता येतो. हायड्रोजनचे चार अणु एकत्र येऊन हिलीमयाचा एक अणु निर्माण होताना किती ऊर्जा मुक्त होते, याचे गणित असे आहे.
हायड्रोजन व हिलीयम यांची वस्तुमाने अमुक्रमे 1.007825 एकक व 4.00268 एकक अशी आहेत. ही संपूर्ण अणूंची वस्तुमाने आहेत, त्यामध्ये इलेक्ट्रॉन कणांच्या वसुमानांचाही समावेश आहे. कारण हायड्रोजन चेहिलीयममध्ये रूपांतर होताना दोन पॉसिट्रॉन कण निर्माण होतात. आणि त्यांचा दोन इलेक्ट्रॉन कणांशी संयोग होऊन परस्परांचा विनाश करतात. ही क्रिया मुक्त होणाऱ्या ऊर्जेत थोडी भर घालते. ( U= युनिट )
चार हायड्रोजन अणुंचे वस्तुमान=4×1.007825=4.03130U
एक डिलीयम अणूंचे वस्तूमान=4.00268U
नाश झालेले वस्तूमान=0.02862U
0.02862 हे नाश झालेले वस्तूमान मुळ चार हायड्रोजन अणूंच्या एकूण वस्तुमानाच्या 0.71% आहे. समजा, प्रारंभी एक किलोग्रॅम हायड्रोजन असता तर त्यांचे हिलीयममध्ये रुपांतर होताना 0.0071 किलोग्रॅम वस्तुमान नष्ट झाले असते, व त्याचेच ऊर्जेत रूपांतर झाले असते.आईनस्टाइन यांच्या सूत्रानुसार.
मुक्त झालेली ऊर्जा = नष्ट झालेली वस्तुमान X ( प्रकाशाचा वेग )2 प्रकाशाची गती दर सेकंदाला 3×108 मीटर आहे. त्यामुळे मुक्त झालेली ऊर्जा =0.0071x(3×108) मुक्त झालेली ऊर्जा =6.4×1014 ज्युल.
ही अफाट ऊर्जा फक्त एक किलोग्रॅम हायड्रोजनचे हिलीयममध्ये रूपांतर होताना मुक्त झालेली आहे. आज सूर्याचे जेवढे वस्तूमान आहे, त्याच्या0.0071वस्तूमान ऊर्जेच्या स्वरूपात रूपांतरीत झाले तरी सूर्य अजून दहा अब्ज वर्षे प्रकाश देत राहील.
सूर्याच्या आठ शतांश(0.08) पटींपेक्षा कमी वसुमानाच्या खगोलीय ज्योती, तारा हा दर्जा प्राप्त करू शकत नाहीत. याचे कारण असे की त्यांच्या अंतर्भागात आण्विक अग्निकुंड पेटविण्याइतकी उष्णता निर्माण होत नाही. ज्या खगोलीय ज्योतींचे वस्तुमान सूर्याच्या एक शतांश(0.01)ते आठ शतांश(0.08) या मर्यादेत असते त्यांच्या अंतर्भागात अगदी अल्पकाळ ऊर्जा निर्माण होते, परंतु हायड्रोजनचे हिलीयममध्ये रूपांतर करण्यास ती पुरेशी नसते.
Active for over 33 years, the Hubble Space Telescope is still capturing some of our favorite views of the universe ✨
— StarTalk (@StarTalkRadio) January 5, 2024
This is Hubble’s latest image. Though the two galaxies on the right look close enough to be touching, they’re separated by more than 300 million light-years. pic.twitter.com/1LzUwMj5Bo
अशा खगोलीय ज्योतींना ‘ ब्राऊन ड्वार्फ ‘ असे नाव आहे. सूर्याच्या एक शतांशापेक्षा कमी वस्तुमान असलेल्या खगोलीय ज्योती ग्रह या सदरात मोडतात. सूर्यमालेतील गुरूचे वस्तुमान सूर्याच्या एक सहस्त्रांश (0.001) आहे, हे या ठिकाणी लक्षात ठेवल्यासारखे आहे. अशा खगोलीय ज्योतीच्या अंतर्भागात किरणोत्सर्गी द्रव्ये असल्यामुळे त्या ऊर्जा उत्सर्जित करू शकतात. मंद गतीने होणाऱ्या गुरुत्वीय आकुंचनामुळे ही त्यांच्यामधून ऊर्जा उत्सर्जित होऊ शकते, परंतु त्यांचा अंतर्भाग आण्विक आग्निकुंड पेटविण्याइतपत कधीच तप्त होऊ शकत नाही.
सूर्याच्या कित्येक पट जास्त वस्तुमान असलेल्या ताऱ्यांच्या अंतर्भागातील तापमान इतके उच्च असते की प्रारणाचा दाब गुरुत्वाकर्षणावर आपले वर्चस्व प्रस्थापित करतो. हेच जलद गतीने आपले आयुष्य जगतात आणि युवावस्थेतच आपले जीवन संपवतात. उदाहारण- सूर्याच्या दहा पट वस्तुमानाचे तारे तिनशे पट जलद गतीने आपली जीवन यात्रा संपवितात. सूर्याचे आयुर्मान दहा अब्ज वर्षे आहे असे मानले तर अशा ताऱ्यांचे आयुष्य फक्त तीन कोटी वर्षांतच संपुष्टात येते.
तारे कुठे तयार होतात?
तारे हायड्रोजन पासून तयार झालेल्या मोठ्या ढगांमध्ये तयार होतात. त्यांना मराठीत तेजोमेघ असे म्हणतात.
ताऱ्यांचं इंधन काय आहे?
त्यांचं प्रमुख इंधन हे हायड्रोजन आहे.
ताऱ्यांचे प्रकार कोणते?
साधारण तारा, लाल राक्षसी तारा, श्वेत बटू तारा, न्यूट्रॉन तारा, ब्लॅक होल. असे अजून खूप प्रकार आहेत, पण हे काही प्रमुख प्रकार आहेत.
मित्रांनो जर तुम्हाला या वेबसाइटवरील माहिती किंवा ही पोस्ट आवडली असेल तर तुमच्या मित्रांना किंवा मैत्रिणींना नक्की कळवा. तुमच्या परिवारातील सदस्यांना पण नक्की कळवा जेणेकरून त्यांनी याची माहिती होईल. वर नमूद केलेल्या आमच्या सोशल मीडियाला पण नक्की फॉलो करा याने तुम्हाला नवीन पोस्टची माहिती मिळत राहील. किंवा तुम्ही नोटिफिकेशनला पण सब्स्क्राईब करू शकता. जर तुम्हाला पण कोणत्या विषयावर माहिती हवी असेल तर तुम्ही कमेन्ट करू शकता. मी त्या विषयावर पोस्ट लिहिण्याचा नक्की प्रयत्न करीन. धन्यवाद!
