ആകാശഗംഗ ആയിരം കോടി വര്‍ഷം മുമ്പ് മറ്റൊരു ഗാലക്‌സിയുമായി ലയിച്ചു. ആകാശഗംഗയുടെ ഉത്ഭവചരിത്രത്തിലേക്ക് വഴിതുറന്നുകൊണ്ട് ആ പ്രാചീന ഗാലക്‌സിയുടെ ശേഷിപ്പുകള്‍ കണ്ടെത്തിയിരിക്കുകയാണ് ഗവേഷകര്‍

Gaia Enceladus galaxy
പ്രാചീനകാലത്ത് ആകാശഗംഗയില്‍ ലയിച്ച ഗായ-എന്‍സെലാഡസ് ഗാലക്‌സിയുടെ ശേഷിപ്പുകള്‍, ചിത്രകാരന്റെ ഭാവന. ചിത്രം കടപ്പാട്: ESA

 

നെതര്‍ലന്‍ഡ്‌സില്‍ ഗ്രോനിന്‍ഗന്‍ സര്‍വകലാശാലയിലെ ജ്യോതിശാസ്ത്ര പ്രൊഫസറാണ് അമിന ഹെല്‍മി. വിഷയം ജ്യോതിശാസ്ത്രമായിട്ടും അവരെ പലരും വിളിക്കുന്നത് 'ആര്‍ക്കിയോളജിസ്റ്റ്' എന്നാണ്-ആകാശഗംഗയുടെ ആര്‍ക്കിയോളജിസ്റ്റ് എന്ന്! 

ഒരു കണക്കിന് ഇത് ശരിയാണ്. ഫോസിലുകള്‍ പോലുള്ള പ്രാചീന അവശിഷ്ടങ്ങളുടെ സഹായത്തോടെ ഭൂമിയുടെ പ്രാചീനകാലം തിരയുന്നവരാണ് ആര്‍ക്കിയോളജിസ്റ്റുകള്‍ അഥവാ പുരാവസ്തുഗവേഷകര്‍. ഹെല്‍മിയും അവരുടെ പ്രൊഫഷണല്‍ ജീവിതത്തിന്റെ നല്ല പങ്ക് ചെലവിട്ടത് ഏതാണ്ട് സമാനമായ സംഗതിക്കാണ്-'നക്ഷത്രഫോസിലു'കളില്‍ നിന്ന് ആകാശഗംഗയുടെ പ്രാചീനചരിത്രം പഠിക്കാന്‍. 

1990 കളില്‍ നെതര്‍ലന്‍ഡ്‌സിലെ ലെയ്ഡന്‍ യൂണിവേഴ്‌സിറ്റിയില്‍ പി.എച്ച്.ഡി.ചെയ്യുമ്പോഴാണ് പ്രധാനപ്പെട്ട ഒരു കണ്ടെത്തല്‍ ഹെല്‍മി നടത്തുന്നത്. നമ്മുടെ മാതൃഗാലക്‌സിയായ ആകാശഗംഗയില്‍ (ക്ഷീരപഥത്തില്‍) ഒരുകൂട്ടം നക്ഷത്രങ്ങള്‍ ഒരേ വേഗത്തില്‍ ഒരേ ദിശയില്‍ നീങ്ങുന്നു. പോയകാലത്ത് ആകാശഗംഗയില്‍ ലയിച്ച ഒരു പ്രാചീനഗാലക്‌സിയുടെ അവശേഷിപ്പുകളാണ് ഹെല്‍മി കണ്ടെത്തിയതെന്ന് പിന്നീട് ബോധ്യമായി. ഇക്കാര്യം പരിശോധിക്കാനുള്ള ടൂളുകളും ഹെല്‍മി വികസിപ്പിച്ചു. പി.എച്ച്.ഡി. കഴിഞ്ഞിട്ടും ആകാശഗംഗയില്‍ 'ഫോസിലുകളെ' തേടുന്നത് അവര്‍ തുടര്‍ന്നു. 

ആകാശഗംഗയുടെ ത്രിമാനഘടനയും ചരിത്രവും പരിണാമവും അങ്ങേയറ്റം കൃത്യതയോടെ പഠിക്കാന്‍ യൂറോപ്യന്‍ സ്‌പേസ് ഏജന്‍സി (ESA) 'ഗായ ബഹിരാകാശ ദൗദ്യം'വിഭാവനം ചെയ്തപ്പോള്‍, ഹെല്‍മിയും അതില്‍ പങ്കുചേര്‍ന്നു. ആകാശഗംഗയില്‍ സൂര്യനടക്കം പതിനായിരം കോടിയിലേറെ നക്ഷത്രങ്ങളുണ്ട്. അതില്‍ നൂറുകോടി നക്ഷത്രങ്ങളെ ഉള്‍പ്പെടുത്തി ആകാശഗംഗയുടെ മിഴിവാര്‍ന്ന ത്രിമാനമാപ്പ് രൂപപ്പെടുത്തുകയാണ് 2013 ഡിസംബറില്‍ വിക്ഷേപിച്ച ഗായ ദൗത്യ (Gaia Mission) ത്തിന്റെ മുഖ്യലക്ഷ്യം.

Amina Helmi
പ്രൊഫ.അമിന ഹെല്‍മി. ചിത്രം കടപ്പാട്: University of Groningen  

 

ഗായ പേടകം ആദ്യത്തെ 22 മാസം ശേഖരിച്ച ഡേറ്റ ഉപയോഗിച്ച് ആകാശഗംഗയിലെ 70 ലക്ഷം നക്ഷത്രങ്ങളുടെ വിവരങ്ങള്‍ ഹെല്‍മിയുടെ നേതൃത്വത്തില്‍ പരിശോധിച്ചു. നക്ഷത്രങ്ങളുടെ ത്രിമാനസ്ഥാനങ്ങളും പ്രവേഗവുമെല്ലാം ഗായ ഡേറ്റയില്‍ ലഭ്യമായിരുന്നു. പരിശോധനയില്‍ വിചിത്രമായ ഒരു സംഗതി കണ്ടു. അവയില്‍ ഏതാണ്ട് 30,000 നക്ഷത്രങ്ങളുടെ ചലനം വിചിത്രരീതിയിലാണ്. മറ്റ് നക്ഷത്രങ്ങള്‍ക്കിടയില്‍ ചിതറിക്കിടക്കുകയാണെങ്കിലും, ഗായ ഡേറ്റയില്‍ അവ വേറിട്ടു നില്‍ക്കുന്നു. ആകാശഗംഗയിലെ നക്ഷത്രങ്ങളില്‍ ബഹുഭൂരിപക്ഷവും സഞ്ചരിക്കുന്നതിന് എതിര്‍ദിശയില്‍ ദീര്‍ഘവൃത്ത പഥത്തിലാണ് അവയുടെ സഞ്ചാരം! 

നക്ഷത്രങ്ങളുടെ താപനില, പ്രകാശതീവ്രത എന്നിവ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള എച്ച്-ആര്‍ ഡയഗ്രത്തിലും (Hertzprung-Russell diagram) ആ 30,000 നക്ഷത്രങ്ങള്‍ വേറിട്ടു നില്‍ക്കുന്നതായി ഹെല്‍മിയും കൂട്ടരും കണ്ടു. ആകാശഗംഗയുടെ ഉത്ഭവചരിത്രവുമായി ബന്ധമുള്ളവയാണ് വേറിട്ടു നില്‍ക്കുന്ന ആ നക്ഷത്രങ്ങളെന്ന് അവര്‍ നിഗമനത്തിലെത്തി. രണ്ടു വ്യത്യസ്ത ഗാലക്‌സികള്‍ പരസ്പരം ലയിച്ചുചേരുമ്പോള്‍ എന്താണ് സംഭവിക്കുകയെന്ന് അറിയാന്‍ ഹെല്‍മിയുടെ നേതൃത്വത്തില്‍ മുമ്പ് കമ്പ്യൂട്ടര്‍ മാതൃകാപഠനം നടന്നിട്ടുണ്ട്. ആ മാതൃകയില്‍ ഗായ ഡേറ്റ ഉപയോഗിച്ചപ്പോള്‍ ലഭിച്ച ഫലം, നിരീക്ഷണഫലങ്ങളുമായി യോജിക്കുന്നതായിരുന്നു. 

'ഗായ ഡേറ്റയില്‍ വേറിട്ടു കണ്ട നക്ഷത്രങ്ങള്‍ക്ക്, ഗാലക്‌സി ലയനത്തിന്റെ അവശിഷ്ടങ്ങളില്‍ നമ്മള്‍ പ്രതീക്ഷിക്കുന്ന എല്ലാ സവിശേഷതകളുമുണ്ട്'-ഇ.എസ്.എ.യുടെ വാര്‍ത്താക്കുറിപ്പില്‍ ഹെല്‍മി പറഞ്ഞു. ഏതാണ്ട് ആയിരം കോടി വര്‍ഷം മുമ്പ് ആകാശഗംഗ മറ്റൊരു വലിയ ഗാലക്‌സിയുമായി ലയിച്ചു. ലയിച്ച ആ പ്രാചീനഗാലക്‌സിയുടെ ശേഷിപ്പുകളാണ് ഗായ ഡേറ്റയില്‍ വേറിട്ടു കണ്ട നക്ഷത്രങ്ങളെന്ന്, ഹെല്‍മി മുഖ്യരചയിതാവായി 'നേച്ചര്‍ ജേര്‍ണലി'ല്‍ (Nov 1, 2018) പ്രസിദ്ധീകരിച്ച പഠനറിപ്പോര്‍ട്ട് പറയുന്നു.

'ഗായ ഡേറ്റയ്‌ക്കൊപ്പം നക്ഷത്രങ്ങളുടെ രാസഉള്ളടക്കം കൂടി പരിഗണിച്ചാണ്, ഞങ്ങളുടെ നിഗമനം ഉറപ്പിച്ചത്'-പഠനസംഘത്തില്‍ അംഗമായ ഫ്രഞ്ച് ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ കാരിന്‍ ബബൂഷ്യാക് (Carine Babusiaux) പറഞ്ഞു. മാതൃഗാലക്‌സിയിലെ സാഹചര്യങ്ങളാകും നക്ഷത്രങ്ങളുടെ രാസമുദ്രകള്‍ നിശ്ചയിക്കുക. അതിനാല്‍, ഓരോ ഗാലക്‌സിയിലും പിറക്കുന്ന നക്ഷത്രങ്ങള്‍ക്ക് അവയുടെ രാസഉള്ളടക്കത്തില്‍ വ്യത്യാസമുണ്ടാകും. ഗായ ഡേറ്റയില്‍ വേറിട്ടു നില്‍ക്കുന്നതായി കണ്ട നക്ഷത്രങ്ങളുടെ രാസമുദ്ര, ആകാശഗംഗയിലെ മുഖ്യധാരാ നക്ഷത്രങ്ങളില്‍ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമാണ്.

ആയിരം വര്‍ഷംമുമ്പ് ആകാശഗംഗയില്‍ ലയിച്ചതായി കണ്ടെത്തിയ പ്രാചീനഗാലക്‌സിക്ക് 'ഗായ-എന്‍സെലാഡസ്' (Gaia-Enceladus) എന്നാണ് ഹെല്‍മിയും സംഘവും പേരിട്ടത്. ഗ്രീക്ക് പുരാണത്തില്‍ ഭൂമീദേവിയായ ഗായയ്ക്കും ആകാശദേവനായ യുറാനസിനും പിറന്ന ജയന്റ് എന്‍സെലാഡസ് ആണ് ഈ പേരിന് ആധാരം. 

ക്ഷീരപഥം സര്‍പ്പിളാകൃതിയുള്ള ഗാലക്‌സി (spiral galaxy) ആണ്. പരന്ന തളികയുടെ ആകൃതിയുള്ള ക്ഷീരപഥത്തിന്റെ മുഖ്യഭാഗം ഗാലക്‌സീഫലകം ആണ്. ഗാലക്‌സിയുടെ മധ്യഭാഗത്തുനിന്ന് സര്‍പ്പിളാകൃതിയിലുള്ള നാലു കരങ്ങള്‍ (spiral arms) ഫലകത്തിന്റെ ഭാഗമായി ഗാലക്‌സീകേന്ദ്രത്തെ ചുറ്റുന്നു. ഗാലക്‌സീഫലകത്തെ ഇന്നത്തെ ആകൃതിയില്‍ രൂപപ്പെടുത്തിയതില്‍ ആ പ്രാചീനഗാലക്‌സിക്ക് പങ്കുണ്ടെന്ന് പഠനറിപ്പോര്‍ട്ട് പറയുന്നു. 

Gaia mission, ESA
ആകാശഗംഗയെക്കുറിച്ച് പഠിക്കുന്ന ഗായ പേടകം. ചിത്രം കടപ്പാട്: ESA

 

ഫലകത്തിന് ചുറ്റും വ്യാപിച്ച് കിടക്കുന്ന ഗോളാകൃതിയുള്ള പ്രഭാവലയം (halo) ആണ് ഗാലക്‌സിയുടെ മറ്റൊരു പ്രധാന ഭാഗം. ആകാശഗംഗയുടെ പ്രഭാവലയത്തില്‍ നല്ലൊരു പങ്ക് പ്രാചീനഗാലക്‌സിയുടെ ശേഷിപ്പുകളായ 'നക്ഷത്രഫോസിലുകള്‍' ആണെന്ന് ഗായ ഡേറ്റയില്‍ നിന്ന് വ്യക്തമായി. 'ഹാലോ ഭാഗത്ത് ഗാലക്‌സി ലയനങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഫോസില്‍നക്ഷത്രങ്ങളെ ഞങ്ങള്‍ പ്രതീക്ഷിച്ചു. എന്നാല്‍, ഹാലോയിലെ മിക്ക നക്ഷത്രങ്ങളും വലിയൊരു ലയനത്തിന്റെ ശേഷിപ്പാണെന്ന് കരുതിയില്ല'-ഹെല്‍മി വാര്‍ത്താക്കുറിപ്പില്‍ പറഞ്ഞു. രാസമുദ്രയുടെ കാര്യത്തില്‍, ആകാശഗംഗയിലെ മുഖ്യധാരാ നക്ഷത്രങ്ങളില്‍ നിന്ന് തികച്ചും വ്യത്യസ്തമാണ് ഹാലോ ഭാഗത്തെ ഭൂരിപക്ഷം നക്ഷത്രങ്ങളും. 'അവയെല്ലാം തുല്യഗുണമുള്ള സമാനഗ്രൂപ്പില്‍ പെട്ട നക്ഷത്രങ്ങളാണ്. അതിനാല്‍, ഹാലോയിലെ നക്ഷത്രങ്ങളില്‍ ഭൂരിപക്ഷവും പൊതുവായ ഉത്ഭവചരിത്രം പേറുന്നവയാണ്'-ഹെല്‍മി സൂചിപ്പിച്ചു. രാസമുദ്ര മാത്രമല്ല, ചലനദിശയും വ്യക്തമാക്കുന്നത് ഹാലോ നക്ഷത്രങ്ങളില്‍ മിക്കവയും ഒരേ ഗണത്തില്‍ പെടുന്നു എന്നാണ്. 

മാത്രമല്ല, ഗായ-എന്‍സെലാഡസ് ഗാലക്‌സിയുടെ ഭാഗമായിരുന്ന താരങ്ങളുടെ അതേ ചലനദിശ പങ്കിടുന്ന നൂറുകണക്കിന് ചരനക്ഷത്രങ്ങളെയും (variable stars), 13 ഗ്ലോബുലാര്‍ ക്ലസ്റ്ററുകളെയും ഹെല്‍മിയും സംഘവും തിരിച്ചറിഞ്ഞു. പ്രാചീനഗാലക്‌സിയുടെ ശേഷിപ്പുകള്‍ വലിയൊരു സംവിധാനമായി ആകാശഗംഗയില്‍ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു എന്നാണിത് വ്യക്തമാക്കുന്നത്. ആയിരം കോടി വര്‍ഷംമുമ്പത്തെ ആ ഗാലക്‌സിയുടെ 'പ്രേതം' ആകാശഗംഗയില്‍ ഇപ്പോഴുമുണ്ടെന്ന് സാരം!

ഗായ-എന്‍സെലാഡസ് ഗാലക്‌സിക്ക് ഏതാണ്ട് മെഗല്ലാനിക് ക്ലൗഡുകളുടെ (Magellanic Clouds) വലുപ്പമുണ്ടായിരുന്നു എന്നാണ് പഠനം വ്യക്തമാക്കുന്നത്. നമ്മുടെ അയല്‍പക്കത്തെ ഉപഗാലക്‌സികളായ മെഗല്ലാനിക് ക്ലൗഡുകളുടെ വലുപ്പം ആകാശഗംഗയുടെ പത്തിലൊന്ന് വരും. എന്നാല്‍, ആയിരംകോടി വര്‍ഷം മുമ്പ് ആകാശഗംഗ ഇപ്പോഴത്തെ അത്ര വലുതായിരുന്നില്ല. അന്നത്തെ കണക്കില്‍, ആകാശഗംഗയുടെ നാലിലൊന്ന് വരുമായിരുന്നു ആ പ്രാചീനഗാലക്‌സി. 

'തുടക്കത്തില്‍ ആകാശഗംഗ രൂപപ്പെട്ടത് ഇങ്ങനെയാണെന്ന് നമുക്കിപ്പോള്‍ പറയാന്‍ പറ്റും. അത്ഭുതകരമാണിത്. ഇതു നമ്മളെ ഒരേ സമയം വളരെ വലുതും ചെറുതുമാക്കുന്നു എന്നത് മനോഹരമാണ്'-ഹെല്‍മി പറഞ്ഞു.

അവലംബം -

* 'The merger that led to the formation of the Milky Way's inner stellar halo and thick disk'. By Amina Helmi, et al. Nature Vol 563 85 Nov 1, 2018
* 'Astronomers discover the giant that shaped the early days of our Milky Way'. University of Groningen Press Release, Oct 31, 2018  
* 'GALACTIC GHOSTS: GAIA UNCOVERS MAJOR EVENT IN THE FORMATION OF THE MILKY WAY'. Gaia Page, ESA. Oct 31, 2018  
* 'Prof. Amina Helmi - Formation of the Milky Way'. YouTube Video, University of Groningen. Oct 31, 2018
* 'Amina Helmi, the 'archeologist of the Milky Way,' explains how our own galaxy could unlock the mystery of dark matter'. www.fbbva.es/en, Dec 12, 2017

* മാതൃഭൂമി നഗരം പേജില്‍ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചത് 

Content Highlights: Formation of the Milky Way, Gaia Enceladus galaxy, Gaia mission, Astro Archaeology, Star Fossils,  Amina Helmi, ESA