સ્કોપઃ વોયજર યાનને સૌરમંડળની સીમાએ 50,000 કેલ્વિનની “અદૃશ્ય દિવાલ” મળી
Voyager spacecraft માનવ ઇતિહાસમાં સૌથી લાંબા સમય સુધી કાર્યરત અને સૌથી દૂર પહોંચેલા યાનોમાં વોયજર–1 અને વોયજર–2 અનોખું સ્થાન ધરાવે છે. 1977માં લોન્ચ થયેલા આ યાનોને શરૂઆતમાં માત્ર ગુરુ અને શનિના અભ્યાસ માટે મોકલવામાં આવ્યા હતા, પરંતુ લગભગ પાંચ દાયકા પછી પણ તેઓ આપણને બ્રહ્માંડના અત્યંત અજાણ્યા પ્રદેશોમાંથી અમૂલ્ય માહિતી મોકલી રહ્યા છે. તાજેતરમાં વોયજર યાનો દ્વારા નોંધાયેલી એક શોધે વિજ્ઞાન જગતમાં વિશેષ ચર્ચા જગાવી છે. સૌરમંડળ solar systemની સીમા નજીક લગભગ 30,000 થી 50,000 કેલ્વિન તાપમાન ધરાવતો એક ઊર્જાવાન પ્લાઝ્મા વિસ્તાર મળી આવ્યો છે. જેને લોકપ્રિય ભાષામાં “હોટ વોલ” અથવા “થર્મલ બેરિયર” કહેવામાં આવે છે.
આ સમાચાર સાંભળતા જ સામાન્ય મનમાં પ્રશ્ન ઊભો થાય છે કે શું ખરેખર સૌરમંડળના અંતે કોઈ આગની દિવાલ છે? શું યાન ત્યાં બળી નહીં જાય? હકીકતમાં આ કોઈ ઈંટ–પથ્થરની દિવાલ નથી, પરંતુ ચાર્જ્ડ કણો અને ઊર્જાવાન ગેસથી બનેલો એક અદૃશ્ય વિસ્તાર છે. આ વિસ્તાર સૂર્યના પ્રભાવ અને આંતરતારક અવકાશ વચ્ચેની સીમા દર્શાવે છે અને હેલિયોસ્ફિયર તથા ઇન્ટરસ્ટેલર માધ્યમ વચ્ચે થતી ભૌતિક ક્રિયાઓને સમજવામાં નવી દિશા આપે છે.
ચાલો આખી વાત સરળ ભાષામાં સમજીએઃ
સૂર્ય માત્ર પ્રકાશ અને ગરમી જ નથી આપતો; તે સતત પ્રોટોન, ઇલેક્ટ્રોન અને અન્ય ચાર્જ્ડ કણોની એક ધારા બહાર ફેંકે છે, જેને સોલર વિન્ડ કહેવામાં આવે છે. આ સોલર વિન્ડ સૂર્યના ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે મળીને એક વિશાળ બબલ બનાવે છે, જેને હેલિયોસ્ફિયર કહેવામાં આવે છે. આ હેલિયોસ્ફિયર આપણા સૌરમંડળને ગેલેક્ટિક કોસ્મિક રેમાંથી આંશિક રીતે સુરક્ષિત રાખે છે. જ્યાં સોલર વિન્ડની શક્તિ ધીમે ધીમે ઘટે છે અને બહારના આંતરતારક (Interstellar) માધ્યમનું દબાણ પ્રબળ બનવા લાગે છે, ત્યાં એક સંક્રમણ વિસ્તાર ઊભો થાય છે. આ વિસ્તારને હેલિયોપોઝ કહેવાય છે.
વોયજર–1 એ 2012માં અને વોયજર–2 એ 2018માં આ હેલિયોપોઝને પાર કરીને સત્તાવાર રીતે આંતરતારક અવકાશમાં પ્રવેશ કર્યો. પરંતુ આ સરહદ કોઈ તીક્ષ્ણ રેખા નથી; તે એક વિસ્તૃત, અસમાન અને ઊર્જાવાન પ્લાઝ્મા ઝોન છે. વોયજર પર લગાવવામાં આવેલા Plasma Wave Subsystem અને Low Energy Charged Particle જેવા સાધનો દ્વારા નોંધાયું કે આ વિસ્તાર નજીક પ્લાઝ્માની થર્મલ ઊર્જા અચાનક વધી જાય છે, જેનું તાપમાન 30,000 થી 50,000 કેલ્વિન જેટલું છે.
અહીં “તાપમાન” શબ્દનો અર્થ ધરતી પર આપણે અનુભવીએ તેવી ગરમી નથી. અવકાશમાં કણોની ઘનતા પ્રતિ ઘન સેન્ટીમીટર માત્ર થોડા જ કણો જેટલી અત્યંત ઓછી હોય છે. તેથી હજારો કેલ્વિન તાપમાન હોવા છતાં ત્યાં ગરમીનો અનુભવ થતો નથી. અહીં તાપમાનનો અર્થ કણોની સરેરાશ કાઇનેટિક ઊર્જા છે. આ વિચાર આપણાં દૈનિક અનુભવને પડકારે છે, કારણ કે ધરતી પર ગરમી અને તાપમાન ઘનતા સાથે જોડાયેલા હોય છે.
વિજ્ઞાનીઓ માને છે કે આ ઊંચું તાપમાન સોલર વિન્ડ અને આંતરતારક માધ્યમ વચ્ચે થતી અથડામણો અને શોક વેવ્સના કારણે ઉત્પન્ન થાય છે. જેમ નદીનો પ્રવાહ અચાનક અવરોધ સાથે અથડાય ત્યારે ફીણ અને ધુમ્મસ બને છે, તેમ અહીં ઊર્જાવાન કણો એકબીજા સાથે ક્રિયા કરે છે. પરિણામે એક થર્મોડાયનેમિક ટ્રાન્ઝિશન ઝોન ઊભો થાય છે, જ્યાં બે અલગ અલગ ખગોળીય પર્યાવરણ સામસામે મળે છે.
શા માટે મહત્ત્વની છે આ શોધ?
આ શોધ એટલા માટે મહત્ત્વપૂર્ણ છે કે અત્યાર સુધી સૌરમંડળની સીમા વિશે આપણને મુખ્યત્વે સિદ્ધાંતો અને ગણિતીય મોડલ્સ પરથી જ અંદાજ હતો. હવે પ્રથમ વખત માનવીએ બનાવેલા યાનો દ્વારા સીધા માપ અને અવલોકન મળ્યા છે. આ ડેટા દર્શાવે છે કે હેલિયોપોઝ એક જીવંત, બદલાતું અને “શ્વાસ લેતું” ક્ષેત્ર છે, જે સૂર્યની પ્રવૃત્તિ અનુસાર વિસ્તરે છે અને સંકોચાય છે. હેલિયોપોઝ પાર કર્યા પછી ગેલેક્ટિક કોસ્મિક રેની તીવ્રતા વધે છે અને સોલર મૂળના કણો ઘટી જાય છે. આ બદલાવ તેને એક વાસ્તવિક ભૌતિક સરહદ તરીકે સ્થાપિત કરે છે.
આ શોધ આપણને આંતરતારક (Interstellar) અવકાશ વિશે પણ નવી સમજ આપે છે. આપણે તેને સામાન્ય રીતે “ખાલી અને ઠંડું” માનીએ છીએ, પરંતુ વોયજરના ડેટા દર્શાવે છે કે ત્યાં ઊર્જાવાન પ્રક્રિયાઓ સતત ચાલી રહી છે. આ વિસ્તાર મિલ્કી વે ગેલેક્સીના વિશાળ વાતાવરણનો એક નાનો અંશ છે, જ્યાં તારા જન્મે છે, મરે છે અને તેમના અવશેષો અવકાશમાં ફેલાય છે. 50,000 કેલ્વિનનું આ પ્લાઝ્મા ક્ષેત્ર ભવિષ્યના ઇન્ટરસ્ટેલર મિશનો માટે પણ મહત્ત્વપૂર્ણ છે, કારણ કે આવનારા યાનોને આવા ઊર્જાવાન વિસ્તારોમાંથી પસાર થવું પડશે.
વોયજર યાનો માત્ર વૈજ્ઞાનિક યંત્રો નથી; તેઓ માનવજાતની અવિરત જિજ્ઞાસાનું પ્રતીક છે. આજે જ્યારે વોયજર–1 ધરતીથી લગભગ 24 અબજ કિલોમીટર દૂર છે, ત્યારે પણ તે આપણને માહિતી મોકલી રહ્યો છે. તેનો પાવર ઘટતો જાય છે, પરંતુ દરેક બિટ ડેટા અમૂલ્ય છે. વોયજર જાણે આપણને કહે છે કે બ્રહ્માંડ વિશે હજી ઘણું જાણવાનું બાકી છે.
અંતે એવું કહી શકાય કે સૌરમંડળની સીમાએ મળેલી આ 50,000 કેલ્વિનની “અદૃશ્ય દિવાલ” કોઈ ભયજનક અવરોધ નથી, પરંતુ જ્ઞાન તરફ ખુલતું એક દ્વાર છે. તે આપણને યાદ અપાવે છે કે બ્રહ્માંડ રહસ્યોથી ભરેલું છે અને માનવજાતની જિજ્ઞાસા તેને સમજવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. વોયજર યાનો આગળ વધતા રહેશે, અને કદાચ આવનારા વર્ષોમાં તેઓ આપણને બ્રહ્માંડની વધુ અજાણી વાર્તાઓ સંભળાવશે.
(વિજ્ઞાનના વિવિધ વિષયની વૉયેજ-યાત્રા અહીં દર શુક્રવારે આ રીતે ચાલુ રહેશે, જોડાયેલા રહેશો અને અન્ય લોકોને પણ જોડશો એવી આશા.)
