शोध सर्वांत उजळ वस्तूचा – निरपेक्ष दृश्यप्रत

आपण फेअर अँड लव्हलीच्या जाहिरातीतल्या मॉडेल्सबद्दल, किंवा ‘उजाला’, ‘रिन’ आणि ‘टाइड’ने धुवून त्यावर पोस्ट प्रोसेसिंगमध्ये दिवा मारलेल्या पांढऱ्या कपड्यांबद्दलही बोलत नाहीयोत. ‘आपलं विश्व’ म्हणजे इथे आपला परिसर आणि त्यात राहणारी मंडळी असा होत नाही. आपल्या कूपमंडूक मनोवृत्तीच्या पल्याड जाऊन, ज्या आपल्या डोळ्यांना दिसतही नाहीत, अशा ब्रह्मांडाच्या सीमा आपल्याला आता (मनातल्या मनात) व्यापून टाकायच्या आहेत. कारण आपण निघालो आहोत विश्वातल्या सर्वांत उजळ वस्तूंच्या शोधात!

हा शोध का म्हणून घ्यायचा? अंगी निव्वळ खाज म्हणून! तर करायची सुरुवात? बरं, कशाच्या निकषावर शोधायचं?

उजळपणाचं परिमाण आहे – दीप्ती (इंग्रजीत, ल्युमिनोसिटी)!

अवकाशातली कोणतीही वस्तू ठरावीक वेळात किती ऊर्जा उत्सर्जित करते, त्यानुसार त्या वस्तूची ‘दीप्ती’ ठरते. ‘दीप्ती’ ही भौतिकशास्त्रातल्या ‘शक्ती’शी समांतर असते, कारण दोघींचं सूत्र सारखंच आहे.

तर अवकाशातल्या कोणत्या धोंड्याची दीप्ती सर्वाधिक आहे हे आपल्याला शोधून काढायचंय!

आपल्या लाडक्या, जीव की प्राण असणाऱ्या सूर्यापासून शुभारंभ करूया. कारण तुलना करून करून आपण त्याच्याशीच करणार!

Sun poster

आपल्या सूर्याला आहे एक गाभा, ज्याने सूर्याच्या त्रिज्येचा २५% भाग व्यापलेला आहे. या गाभ्यामध्ये दीड कोटी अंश केल्व्हिन तापमानावर भट्टी सुरु असते. गाभा म्हटल्यावर इथे गुरुत्वाकर्षण अफाट म्हणजे एकदम भन्नाट असतं. एवढं, की दोन हायड्रोजन अणू एकमेकांत मिसळून, अर्थात् त्यांच्यात न्युक्लिअर फ्युजन होऊन, हीलियम-४ हा हीलियमचा किरणोत्सर्गी नसलेला समस्थानिक (आयसोटोप) तयार होतो. हीलियम-४ ची निर्मिती होत असतानाच ऊर्जानिर्मितीही होते. ही ऊर्जा प्रकाशाच्या रूपाने गाभ्याबाहेर प्रारण विभागाकडे (रेडिएटिव्ह झोनकडे) फेकली जाते. हा प्रारण विभाग सूर्याच्या त्रिज्येची ४५% जागा व्यापतो. इथे फोटॉनमार्फत ऊर्जा बाहेरच्या दिशेने प्रवास करत राहते. प्रारण विभागापलिकडे प्रक्रमी विभाग (कन्व्हेक्टिव्ह झोन) असतो. हा सूर्याच्या त्रिज्येची बाकी राहिलेली ३०% जागा व्यापतो. गाभ्याच्या आणि प्रारण विभागाच्या तुलनेत प्रक्रमी विभागातून ऊर्जा भसाभस पुढे सरकते. पण भसाभस म्हणजे काही क्षणांत नव्हे बरं! गाभ्यापासून निघालेल्या फोटॉनला या दोन विभागांना ओलांडून पृष्ठभागावर पोहोचायला १-२ लाख वर्षं तरी लागतात. आणि मग तो प्रकाश दाहीदिशांना पाठवला जातो, ज्यातला थोडाफार आपल्याला मिळतो.

FusionintheSun
सूर्याची आंतरिक दीप्ती आहे : ३८३०००००००००००००००००००००००० वॉट.
खगोलशास्त्रात, ही ‘१ सौरदीप्ती’ ठरते, आणि ही ‘1 L☉’ अशी लिहिली जाते.

अवकाशात आपल्याला रात्रीत दिसणारा सर्वांत उजळ तारा म्हणजे ‘व्याध’ तारा! याची दीप्ती तब्बल 25.4 L☉ एवढी भन्नाट आहे. विचार करा हा तारा आपल्या सूर्याच्या जागी असता तर काय झालं असतं आपलं?

Sirius A and B Hubble photo
व्याध ताऱ्याचा हबल स्पेस टेलिस्कोपने घेतलेला फोटो. त्याचा इटुकला पिटुकला साथीदार दिसला का?

व्याधमालेत दोन तारे आहेत. व्याध अ आणि व्याध ब. आपण ज्या उजळ ताऱ्याबद्दल बोलतो तो व्याध अ सूर्याहून ७१% जास्त त्रिज्येचा आहे (१२ लाख किलोमीटर!). तर व्याध ब ‘तारा’ असूनही त्याची त्रिज्या पृथ्वीहून थोडी लहान आहे. असं का? कारण व्याध ब ताऱ्याने स्वत:मधल्या बहुतांश इंधनाचा वापर करून घेतलाय, आणि स्वत:च्या बाह्य थरांना झटकून तो आता ‘पांढरा बटू’ झालाय. असं असलं तरी व्याध ब ताऱ्याची घनता भन्नाट आहे. पृथ्वीहून कमी आकारमानाचा असूनही पृथ्वीच्या साडेतीन लाख पट त्याची गुरुत्वाकर्षण शक्ती आहे, म्हणजे कल्पना करा किती घट्ट तारा असेल हा! ज्यांना वजन वाढवायचं असेल, त्यांनी त्या ताऱ्यावर जावं, अर्थात तिथे जिवंत राहण्याची आशा बाळगू नयेच, कारण व्याध ब ताऱ्याच्या पृष्ठभागाचं तापमान सूर्याहून जवळपास पाचपट आहे. हा बटू त्याच्या दादा ताऱ्याभोवती, म्हणजेच व्याध अ भोवती प्रदक्षिणा घालत असतो. व्याध अ तारा सूर्याहून किमान दुप्पट मोठा आहे, त्याचं पृष्ठ तापमान सुमारे १०,००० अंश सेल्सियस एवढं असतं, आणि वर म्हटल्याप्रमाणे हा सूर्याहून २५ पटींनी जास्त उजळ आहे (25.4 L☉). ८.६ प्रकाशवर्षं अंतरावर असलेला हा तारा पृथ्वीच्या सगळ्यांत जवळच्या शेजाऱ्यांपैकी आहे.

वयाच्या मानाने मात्र हे व्याधबंधू बरेच तरुण म्हणायला हवेत. निव्वळ २० ते ३० कोटी वर्षांचे आहेत, म्हणजे यांची गध्धेपंचविशी सुरु आहे असं म्हणायला हरकत नाही.

Canopus

आपल्याला आकाशात दिसणाऱ्या सर्वांत तेजस्वी ताऱ्यांत दुसरा नंबर लागतो अगस्ती ताऱ्याचा. हा तारा दक्षिण दिशेला दिसतो. उत्तरेला जसा ध्रुव तारा भाव खातो तसा दक्षिणेला अगस्ती ताऱ्याचा अड्डा असतो. संस्कृतीप्रसारासाठी विंध्य पर्वत ओलांडून दक्षिणेकडे आलेल्या अगस्ती ऋषींवरून या ताऱ्याला हे नाव दिलेलं आहे. या ताऱ्याची दीप्ती वाचून तर तोंडात बोटं घालू आपण. १०,७०० L☉ एवढा दणदणीत अतिप्रचंड आकडा आहे! पण एवढी अतिप्रचंड दीप्ती असूनही तो व्याधाएवढा उजळ दिसत नाही, याचं कारण तो व्याधाएवढा आपल्या जवळ नाही. सौरमालेपासून तो ३१० प्रकाशवर्षं दूर आहे. एवढा दूर असूनही तो आकाशातला, नुसत्या डोळ्यांनी दिसून येणारा दुसरा सर्वांत उजळ तारा आहे म्हणजे कल्पना करा काय त्याचं तेज असेल!! त्याची त्रिज्या सूर्याहून ७१ पटींनी मोठी आहे. वर म्हटलंय की व्याधाची त्रिज्या सूर्याहून ७१% नी मोठी आहे. म्हणजे सूर्याची त्रिज्या १R☉ तर व्याधाची त्रिज्या १.७१ R☉ आहे. पण अगस्तीची त्रिज्या ७१ R☉ एवढी भलीमोठी आहे. सूर्याच्या जागी असता तर सूर्यापासून असलेली बुधाची ९०% कक्षा त्याने व्यापून टाकली असती. हा अतिप्रचंड तारा सध्या त्याच्या गाभ्यातला हीलियम जाळून कार्बन तयार करण्याच्या अवस्थेत आहे.

निरपेक्ष दृश्यप्रत

हे झाले आपल्याला आकाशात दिसणारे सर्वांत उजळ असे दोन तारे. पण फक्त आपल्याला दिसतात म्हणून सर्वांत उजळ मानण्याला काहीच अर्थ नाही. केवळ जवळच्या अंतरावर असल्याने व्याध तारा अगस्तीहून दुप्पट उजळ दिसतो. या नियमाने आपण साधा पेटता बल्ब डोळ्याजवळ आणून तो सूर्याहून जास्त उजळ आहे असं म्हणू शकतो. अशा प्रकारे अंतर आणि इतर घटकांच्या परिणामामुळे जे आपल्याला उजळ दिसतात, त्या वस्तूंचा उजळपणा त्यांच्या ‘आभासी दृश्यप्रती’वर बेतलेला असतो (इंग्रजीत apparent magnitude). आभासी दृश्यप्रत अंतर बदललं की बदलते. आपल्याला अवकाशातली अशी वस्तू शोधायची आहे, जी पृथ्वीपासून प्रत्यक्षात कितीही अंतरावर असो, पण ती जिथे कुठे आहे, तिथे ती तिच्या सभोवतालचा भलामोठ्ठा परिसर(!) उजळवून टाकते. यासाठी असं गृहीत धरून चालूया, की अवकाशातली प्रत्येक वस्तू आपण आपल्यापासून एकसमान अंतरावर उभी केली, तर त्यांच्यात जी सर्वाधिक उजळ असेल, ती खरी!

आता हे कसं मोजायचं? यासाठीचं परिमाण आहे निरपेक्ष दृश्यप्रत, इंग्रजीत absolute magnitude! सूर्यमालेपलिकडच्या वस्तूंचं अंतर मोजायला प्रकाशवर्षं हे एक एकक असताना विद्यार्थ्यांच्या डोक्याला ताप म्हणूनच की काय, पार्सेक नावाचं आणखी एक एकक डोंबल्यावर बसवण्यात आलंय. १ पार्सेक म्हणजे जवळपास ३.२६ प्रकाशवर्षं. अवकाशातल्या धोंड्यांची निरपेक्ष दृश्यप्रत मोजताना १० पार्सेकांचं अंतर गृहीत धरलं जातं! म्हणजे समजा, आपला सूर्य आपल्यापासून १० पार्सेकांच्या अंतरावर नेऊन बसवला, आणि वाटेमध्ये वातावरण, धूळबिळ काही नाही; तर त्याची निरपेक्ष दृश्यप्रत किती? यावरून सूर्य किती उजळ आहे, हे ठरेल.

आभासी दृश्यप्रत m मानली, निरपेक्ष दृश्यप्रत M मानली, आणि D हे पार्सेकमधील अंतर मानलं, तर निरपेक्ष दृश्यप्रतीचं सूत्र पुढीलप्रमाणे आहे :

M = m + 5 – 5logD

निरपेक्ष दृश्यप्रत नुसती आकड्यांत लिहितात, तिच्यापुढे किलो/लीटर/मीटर छाप कोणतंही एकक चिकटत नाही. दृश्यप्रतीचा आकडा जेवढा लहान, तेवढा तो जास्त उजळ असतो. अतिउजळ तारे ऋण आकडे दाखवतात. वर सूर्याचं उदाहरण आपण पाहिलंच, जो इतर ताऱ्यांहून आपल्याला जास्त प्रखरपणे दिसतो. त्याची आभासी दृश्यप्रत -२६.७ एवढी आहे. पण निरपेक्ष दृश्यप्रत पाहायची झाली, तर सूर्याच्या बाबतीत ती ४.८३ एवढी निघते. इतर ताऱ्यांशी तुलना करूया.

हा लेख इतरांना पाठवा

कौस्तुभ पेंढारकर

संपादक, बरणी.इन

2 thoughts on “शोध सर्वांत उजळ वस्तूचा – निरपेक्ष दृश्यप्रत

  • May 9, 2019 at 6:05 pm
    Permalink

    भन्नाट माहिती आहे सरजी…..

    खरोखरच जेवढं वाचत जाऊ तेवढं नवलाईचं…

    Reply

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *