നക്ഷത്രങ്ങളുടെ ജീവചരിത്രം - ഭാഗം IV- മുഖ്യധാരാനന്തര ദശ
ഇത് ഈ ബ്ലോഗ്ഗിലെ ഇരുപത്തിഅഞ്ചാമത്തെ പോസ്റ്റാണ്. ഈ ബ്ലോഗ് ആരംഭിയ്ക്കുമ്പോള്‍ ഇത്ര ലേഖനങ്ങള്‍ എഴുതാന്‍ കഴിയും എന്ന് ഒരിക്കലും ഞാന്‍ പ്രതീക്ഷിച്ചിരുന്നില്ല. പ്രത്യേകിച്ച് ഓരോ ലേഖനവും എഴുതാന്‍ വേണ്ടി വരുന്ന effort ആലോചിക്കുമ്പോള്‍. ഇപ്പോഴും ഇത് എത്ര നാള്‍ മുന്‍പോട്ട് പോകാന്‍ കൊണ്ടും പോകാന്‍ കഴിയും എന്നതിനെ കുറിച്ച് എനിക്ക് വലിയ ഊഹം ഇല്ല. റെഫറന്‍‌സിനുള്ള മെറ്റീരിയലുകള്‍ കിട്ടാത്താണ് പ്രശ്നം. ഈ പോസ്റ്റില്‍ ഒരു നക്ഷത്രത്തിന്റെ മുഖ്യധാര ദശയ്ക്ക് ശേഷമുള്ള ചുവന്ന ഭീമന്‍ എന്ന അവസ്ഥയെ പരിചയപ്പെടുത്തുന്നു.ഉമേഷേട്ടന്റെ അഭ്യര്‍ഥന മാനിച്ച് ചിത്രം വരച്ചുള്ള വിശദീകരണം കുറച്ചിട്ടുണ്ട്. എന്നാലും ഒരെണ്ണം ഇതില്‍ ഉപയോഗിക്കേണ്ടി വന്നു. :)
ചുവന്ന ഭീമന്‍
ഒരു പ്രാങ്നക്ഷത്രം Hydrostatic equilibrium നേടിയെടുക്കുന്നതോടെ അതിന്റെ ഹൈഡ്രജന്‍ അണുക്കള്‍ സംയോജിച്ച് ഊര്‍ജ്ജ ഉല്‍‌പാദനം തുടങ്ങുകയും, അതോടെ ആ നക്ഷത്രം ഒരു മുഖ്യധാരാ നക്ഷത്രം ആയി മാറുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ സമയത്താണ് ഒരു നക്ഷത്രം ശരിക്കും ജനിക്കുന്നത് എന്നും ഈ അവസ്ഥയില്‍ ഉള്ള നക്ഷത്രത്തെ Zero Age Main sequence Star (ZAMS) എന്നും പറയുന്നു. ഇതൊക്കെ കഴിഞ്ഞ 3 പോസ്റ്റുകളില്‍ നിന്നു നമ്മള്‍ മനസ്സിലാക്കി. നക്ഷത്രത്തിനു ഈ Hydrostatic equilibrium കാത്തു സൂക്ഷിക്കുവാന്‍ കഴിയുന്ന കാലത്തോളം അത് മുഖ്യധാര ദശയില്‍ കഴിയുന്നു. ഒരു നക്ഷത്രം അതിന്റെ ജീവിതത്തില്‍ ഏറ്റവും കൂടുതല്‍ ചിലവഴിക്കുന്ന ദശയും ഇതു തന്നെ. അതിനാലാണ് HR ആരേഖത്തിലെ മുഖ്യധാരാ ദശയുടെ നാടയില്‍ നമ്മള്‍ ഏറ്റവും അധികം നക്ഷത്രങ്ങളെ കാണുന്നത്.
അപ്പോള്‍ മുഖ്യധാരാ ദശ വരെയുള്ള കാര്യങ്ങള്‍ നമ്മള്‍ കഴിഞ്ഞ മൂന്നു പോസ്റ്റുകളില്‍ നിന്നു മനസ്സിലാക്കി. പക്ഷെ ഒരു നക്ഷത്രത്തിനു അനന്തമായി ഇങ്ങനെ മുഖ്യധാരാ ദശയില്‍ തുടരാന്‍ പറ്റില്ല. നമ്മള്‍ക്ക് ചിരംജീവി ആയി ഇരിക്കണം എന്ന് ആഗ്രഹം ഉണ്ടെങ്കിലും അത് നടക്കാത്തതു പോലെ തന്നെ. മുഖ്യധാരാ ദശയുടെ അന്ത്യത്തില്‍ നക്ഷത്രത്തിന്റെ കാമ്പിലുള്ള ഹൈഡ്രജന്‍ മൊത്തം ഉപയോഗിച്ചു തീരുകയും അതോടെ അവിടുത്തെ ഹൈഡ്രജന്റെ എരിയല്‍ അവസാനിക്കുകയും ചെയ്യും.
Shell Hydrogen Burning
പക്ഷെ ഈ അവസ്ഥയിലും നക്ഷത്രത്തില്‍ ഹൈഡ്രജന്‍ എരിയുന്നുണ്ടാകും പക്ഷെ അത് മുഖ്യധാരാ ദശയിലെ പോലെ കാമ്പിലല്ല മറിച്ച് കാമ്പിനെ ചുറ്റിയുള്ള വാതക പാളിയിലാണ്. ഇങ്ങനെ ഉള്ള എരിയലിനു Shell Hydrogen Burning എന്നാണ് പറയുന്നത്. ആദ്യം ഈ എരിയല്‍ കാമ്പിനോട് അടുത്തു കിടക്കുന്ന വാതക പാളിയില്‍ മാത്രമേ നടക്കുകയുള്ളൂ. കാമ്പിലെ ഹൈഡ്രജന്‍ എരിഞ്ഞു തീരുന്നതോടെ നക്ഷത്രത്തിന്റെ Hydrostatic equilibrium-ത്തിനു ഇളക്കം തട്ടുന്നു. ഊര്‍ജ്ജ ഉല്‍‌പാദനം നിലയ്ക്കുന്നതോടെ പുറത്തേക്കുള്ള ഊര്‍ജ്ജ കിരണങ്ങളുടെ പ്രവാഹം നിലയ്ക്കുന്നു. തന്മൂലം ഗുരുത്വആകര്‍ഷണം മേല്‍‌ക്കൈ നേടുകയും ചെയ്യുകയും നക്ഷത്രത്തിന്റെ കാമ്പ് സങ്കോചിക്കാന്‍ തുടങ്ങുകയും ചെയ്യുന്നു. കാമ്പിനു പുറത്തുള്ള വാതക പാളികളും സംങ്കോചിക്കുന്നു. കാമ്പിനോട് അടുത്തുള്ള പാളികള്‍ കൂടുതല്‍ വേഗത്തില്‍ സംങ്കോചിക്കുന്നു. ഈ സങ്കോചം മൂലം താപം വര്‍ദ്ധിച്ച് അത് പുറത്തേയ്ക്ക് പ്രവഹിക്കുന്നു. ഈ താപപ്രവാകം കാമ്പിനു ചുറ്റുമുള്ള ഹൈഡ്രജന്‍ പാളിയെ ചൂടുപിടിപ്പിക്കുകയും തന്മൂലം പുറം പാളികളിലെ ഹൈഡ്രജന്‍ സംയോജിച്ച് ഹീലിയം ആയി മാറി ഈ ഹീലിയം കാമ്പിലേക്ക് കൂട്ടിചേര്‍ക്കപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ ഘട്ടത്തില്‍ ഒരു ഹീലിയം കാമ്പും അതിനു ചുറ്റും ഹൈഡ്രജന്‍ എരിയുന്ന പാളിയുമുള്ള അവസ്ഥയിലേക്ക് നക്ഷത്രം മാറ്റപ്പെടുന്നു.
ഈ പ്രക്രിയ തുടരുമ്പോള്‍ കാമ്പില്‍ നിന്നു പുറത്തേക്ക് വരുന്ന അതിഭീമമായ താപത്തിന്റെ മര്‍ദ്ദം മൂലം നക്ഷത്രം വികസിക്കുകയും അതിന്റെ തേജസ്സ് (Luminosity) വളരെയധികം വര്‍ദ്ധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. സ്വാഭാവികമായും നക്ഷത്രം വികസിക്കുമ്പോള്‍ അതിന്റെ ഉപരിതല താപനില കുറയുമല്ലോ. ഉപരിതല താപ നില ഏതാണ്ട് 3500 K എത്തുമ്പോള്‍ നക്ഷത്രം ചുവന്ന പ്രഭയോടെ പ്രകാശിക്കുന്നു. ഈ അവസ്ഥയില്‍ ആയ നക്ഷത്രത്തെയാണ് ചുവന്ന ഭീമന്‍ (Red Giant) എന്ന് വിളിക്കുന്നത്.
3500 K എത്തുമ്പോള്‍ എന്തുകൊണ്ടാണ് ചുവപ്പ് നിറം വരുന്നത് എന്നറിയാനും താപനിലയും നിറവും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം മനസ്സിലാക്കാനുംവിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളും ജ്യോതിശാസ്ത്രവും, വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ഉണ്ടാവുന്നത് എങ്ങനെ, എന്നീ പോസ്റ്റുകള്‍ സന്ദര്‍ശിക്കുക.
അപ്പോള്‍ കാമ്പിലെ ഹൈഡ്രജന്‍ മൊത്തം തീര്‍ന്ന് ജീവിതത്തിന്റെ അടുത്ത ദശയിലേക്ക് കാലെടുത്തു വയ്ക്കുന്ന മുഖ്യധാരാ നക്ഷത്രത്തെ ആണ് ചുവന്ന ഭീമന്‍ എന്നു പറയുന്നത്. ഓറിയോണ്‍ രാശിയിലുള്ള തിരുവാതിര (Betelgeuse) നക്ഷത്രം ഈ ദശയില്‍ ഉള്ള നക്ഷത്രത്തിനു ഉദാഹരണം ആണ്.
തിരുവാതിര നക്ഷത്രം ഒരു ചുവന്ന ഭീമന്‍ നക്ഷത്രം ആണ്.
ചിത്രത്തിനു കടപ്പാട്: നാസയുടെ വെബ്ബ് സൈറ്റ്
ചിത്രത്തിനു കടപ്പാട്: നാസയുടെ വെബ്ബ് സൈറ്റ്
സൂര്യനും ചുവന്നഭീമനാകും!
മുകളിലെ വിവരണത്തില്‍ നിന്നു ഈ ദശയില്‍ ഉള്ള നക്ഷത്രത്തെ എന്തു കൊണ്ട് ചുവന്ന ഭീമന്‍ എന്നു പറയുന്നു എന്നു മനസ്സിലാക്കാമല്ലോ. നമ്മൂടെ സൂര്യന്‍ അതിന്റെ ജീവിതത്തിന്റെ മുഖ്യധാരാ ദശയില്‍ ആണെന്നു കഴിഞ്ഞ പോസ്റ്റില്‍ സൂചിപ്പിച്ചിരുന്നുവല്ലോ. അപ്പോള്‍ നമ്മൂടെ സൂര്യന്റെ കാമ്പില്‍ ഇപ്പോള്‍ ഹൈഡ്രജന്‍ എരിഞ്ഞു കൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്. ഇനി ഒരു 500 കോടി കൊല്ലം കൂടി എരിയാനുള്ള ഇംധനം സൂര്യന്റെ കാമ്പില്‍ ഉണ്ട്. പക്ഷെ കാമ്പിലുള്ള ഹൈഡ്രജന്‍ തീര്‍ന്നു കഴിഞ്ഞാല്‍ നമ്മുടെ സൂര്യനും മുകളില്‍ വിവരിച്ച പോലെ ഒരു ചുവന്ന ഭീമന്‍ ആകും. അതായത് സൂര്യന്റെ വ്യാസം വര്‍ദ്ധിക്കും. അതിന്റെ വ്യാസം വര്‍ദ്ധിച്ച് അത് ബുധനേയും ശുക്രനേയും ഒക്കെ വിഴുങ്ങി കളയും. ഏകദേശം ഭൂമിയുടെ അടുത്ത് വരെ അതിന്റെ വ്യാസം വര്‍ദ്ധിക്കും. സൂര്യനില്‍ നിന്നു വരുന്ന അത്യുഗ്ര ചൂടിനാല്‍ ഭൂമിലെ എല്ലാം ഭസ്മമായി പോകും സമുദ്രമൊക്കെ വറ്റിപോകും. പക്ഷെ അതിനു മുന്‍പ് തന്നെ മനുഷ്യന്‍ വേറെ ഏതെങ്കിലും ഒരു ഗ്രഹത്തിലേക്ക് ചേക്കേറും എന്ന് നമ്മള്‍ക്ക് വിവ്ഹാരിക്കാം. ചുരുക്കി പറഞ്ഞാല്‍ സൂര്യന്‍ ഒരു ചുവന്ന ഭീമനാകുന്ന ഘട്ടത്തില്‍ അതിനെ ചുറ്റുന്ന ഗ്രഹങ്ങളെ ഒക്കെ വിഴുങ്ങി കളയുകയോ അതിന്റെ അന്തരീക്ഷം ഒക്കെ ആകെ മാറ്റി മറിക്കുകയോ ചെയ്യും. താഴെയുള്ള ചിത്രം കാണുക.
സൂര്യന്റെ ഇപ്പോഴത്തെ വലിപ്പവും ചുവന്ന ഭീമന്‍ ആവുമ്പോഴത്തെ വലിപ്പവുംThis image was copied from Nick Strobel's Astronomy Notes. But it is rendered to suite the requirements of this article.
മുഖ്യധാരാനന്തര ദശയുടെ വിശേഷങ്ങള്‍ അവസാനിച്ചിട്ടില്ല. അത് അടുത്ത പോസ്റ്റില്‍ തുടരും.
