සෞර ග්‍රහ මණ්ඩලයෙහි නිර්මාණය සහ පරිණාමය

සෞර ග්‍රහ මණ්ඩලයෙහි නිර්මාණය ඇරඹුනේ වසර 4.6 බිලියන ගණනකට පෙරදී සිදුවූ  යෝධ අණුක වලාකුළක කුඩා කොටසක ගුරුත්වාකර්ෂණ හැකිළුම හා සමගය.  බිඳ වැටුණු ස්කන්ධයෙන් බොහෝ ප්‍රමාණයක් කේන්ද්‍රයෙහි එකතු වී එය වෙතින් සූර්යයා නිර්මාණය වූ අතර,  ඉතිරිය පැතිලි වී සැදුණු ප්‍රාක්ග්‍රහ තැටිය වෙතින්  ග්‍රහ ලෝක, චන්ද්‍රයෝ, ක්ෂුද්‍ර ග්‍රහයෝ සහ, අනෙකුත් කුඩා සෞර ග්‍රහ මණ්ඩල වස්තූන් නිර්මාණය වූහ.

නිහාරිකා උපකල්පිතය ලෙසින් හැඳින්වෙන, මහත් පිළිගැනීමකට පාත්‍රව තිබූ මෙම ආකෘතිය, 18වන සියවසෙහිදී  මුලින්ම විකාසය කලේ ඉම්මානුවෙල් ස්වියඩන්බෝර්, ඉමැනුවෙල් කාන්ට් සහ, පියර්-සිමොන් ලප්ලාස් විසිනි. එහි පසුකාලින විකාසය විසින්,  තාරකා විද්‍යාව, භෞතික විද්‍යාව, භූ විද්‍යාව සහ, ග්‍රහ ලෝක විද්‍යාව යන්නද ඇතුලත් විද්‍යාත්මක ශික්ෂාවන් විවිධාංගක් එකිනෙක සම්මිශ්‍රණය කරන ලදි. 1950 ගණන් වලදී අභ්‍යාවකාශ යුගය උදා වීම සමගම හා 1990 ගණන් වලදී බහිෂ්-සෞර ග්‍රහ ලෝක සොයා ගැනීම හා සමගම, මෙම ආකෘතිය අභියෝගයට ලක් වීම සහ නව නිරීක්ෂණයන්ට සරිලන ලෙසින් ප්‍රසාදනය කිරීමට ලක් වීමද සිදු විය.

එහි මුල් නිර්මාණයෙන් පසුව, සෞර ග්‍රහ මණ්ඩලය බෙහෙවින්  පරිණාමයට ලක් වී ඇත. ඒවායේ පීතෘක ග්‍රහ ලෝක වටා කරකැවෙන වායු සහ ධූලි තැටි වෙතින් බොහෝ චන්ද්‍රයන් නිර්මාණය වූ අතර, අනෙකුත් චන්ද්‍රයන් ස්වාධීනව නිර්මාණය වීමෙන් පසුව ඒවායේ පීතෘක ග්‍රහ ලෝක විසින් අත්පත් කරගෙන ඇත. පෘථිවියෙහි චන්ද්‍රයා වැනි තවත් සමහර ඒවා, යෝධ ගැටුම් වෙතින් නිර්මාණය වී ඇත. වස්තූන් අතර ගැටුම් වර්තමානය දක්වාම නිරන්තරයෙන් සිදුවී ඇති අතර, සෞර ග්‍රහ මණ්ඩලයෙහි පරිණාමයට හේතු පාදක වී ඇත. ගුරුත්වාකර්ෂණ අන්තර්ක්‍රියාවන් නිසා ග්‍රහ ලෝකයන්ගේ පිහිටුම් ස්ථානයන්ගේ වෙනස් කම් සිදුවී ඇත. සෞර ග්‍රහ මණ්ඩලයෙහි ආදිතම පරිණාමය සඳහා මෙම  ග්‍රහ ලෝක සංචරණය ඉවහල් වූයේ යැයි දැන් සිතනු ලැබේ.

දළ වශයෙන්  වසර බිලියන 5 ක් ගත වෙත්ම, සූර්යයා සිසිල් වී එහි වත්මන් විෂ්කම්භය මෙන් කිහිප ගුණයක් වන තුරු පිටතට ප්‍රසාරණය වීමෙන් පසුව (රතු යෝධයෙකු බවට පත් වෙමින්),  ශ්වෙත වාමනයෙක් ලෙසින් හැඳින්වෙන තාරීය අවශිෂ්ටයක් ඉතිරි කරමින් ග්‍රහ නිහාරිකාවක් බවට   එහි බාහිර ස්ථර  පත් කරයි. ඈත අනාගතයෙහිදී, එය පසු කර යන්නාවූ තාරකාවන්ගේ ගුරුත්වාකර්ෂණය  විසින් සූර්යයාගේ ග්‍රහ ලෝක කට්ටලය කෙමෙන් අඩු කර දමනු ඇත. සමහරක් ග්‍රහ ලෝක විනාශ වනු ඇති අතර, අනෙක්වා  අන්තස්තාරීය අවකාශය වෙතට නෙරපා හැරෙනු ඇත. අත්‍යන්තයෙහිදී, වසර බිලියන දස ගණනක කාල සීමාවකදී, පෙරදී එය වටා පරිභ්‍රමණය වූ වස්තූන්ගෙන් කිසිවක් සූර්යයා සතුව ඉතිරි වනු නොමැත.

ඉතිහාසය

අප දන්නා පැරණිතම ලියවිලි වල පටන්,  ලෝකයේ සම්භවය සහ ඉරණම පිළිබඳ අදහස් දක්නට ලැබේ; කෙසේවෙතත්, එම කාලසීමාවෙහි සමස්තය පුරාවටම පාහේ, "සෞර ග්‍රහ මණ්ඩලයක" පැවැත්ම පිළිබඳ එවන් මතිමතාන්තර දක්නට නොලැබෙන්නේ, අප දැනට වටහාගෙන ඇති ආකාරයේ සෞර ග්‍රහ මණ්ඩලයක් පැවති බවට එකල සාමාන්‍යයෙන් නොසිතූ නිසාය. සෞර ග්‍රහ මණ්ඩලයෙහි නිර්මාණය සහ පරිණාමය පිළිබඳ සිද්ධාන්තයක් දෙසට තැබූ පළමු පියවර ලෙසින් දැක්විය හැක්කේ, පද්ධතියේ කේන්ද්‍රයෙහි සූර්යයා තබමින්   පෘථිවිය එය වටා පරිභ්‍රමණය  වන බවට සැලකුනු සූර්ය කේන්ද්‍රවාදය සාමාන්‍ය ලෙසින් පිළිගැනීමයි. සහස්‍රයක් පුරාවටම මෙම සංකල්පිතය ජන සමාජය තුල ගැබ් ගෙන පැවතියද (සැමොස් හී ඇරිස්ටාකස් විසින් ක්‍රිපූ 250 තරම් අතීතයෙහිදී පවා මෙය යෝජනා කර තිබුණි), එයට පුළුල්  පිළිගැනීමට ලක්වූයේ 17වන සියවසෙහි අග භාගය වන විට පමණි. "සෞර ග්‍රහ මණ්ඩලය " යන පදය භාවිතා වූ බවට පළමු වාර්තාව හමුවන්නේ වසර 1704 දීය.

සෞර ග්‍රහ මණ්ඩලයෙහි නිර්මාණය පිළිබඳ වර්තමාන සම්මත සිද්ධාන්තය වන නිහාරිකා උපකල්පිතය, 18 වන සියවසෙහිදී ඉම්මානුවෙල් ස්වියඩන්බෝර්, ඉමැනුවෙල් කාන්ට් සහ, පියර්-සිමොන් ලප්ලාස්  විසින් සූත්‍රායනය කිරීමෙන් පසුව ප්‍රසාදයට ලක්ව ඉන්පසු අභියෝගයට ලක් විය. උපකල්පිතයෙහි වඩාත්ම සැලකිය යුතු විවේචනය වූයේ, අනෙකුත් ග්‍රහ ලෝක සමග සංසන්දනය කරන කල සූර්යයාගේ කෝණික ගම්‍යතාවය සාපේක්ෂ වශයෙන් මඳ බව පැහැදිලි කිරීමට එහි පෙනෙන්නට තිබූ නොහැකියාව වෙයි. කෙසේවෙතත්, 1980 ගණන් වල මුල් අවදියෙහි සිට නවක තාරකා පිළිබඳ අධ්‍යයනය විසින්, නිහාරිකා උපකල්පිතය විසින් පුරෝකථනය කල ආකාරයටම ධූලි සහ වායු වලින් සැදුම් ලත් සිසිල් තැටි වලින් ඒවා වටවී ඇති බව දක්වන ලද අතර, එම නිසාම මෙම උපකල්පිතය යළි-පිළිගැනුමට එය හේතු කාරක විය. 

සූර්යයාගේ පරිණාමය සිදු වන්නේ කෙලෙසද යන්න තේරුම් ගැනීමට නම් එහි බල ප්‍රභවය තේරුම් ගැනීම අවශ්‍ය වෙයි. ආතර් ස්ටැන්ලි එඩිංටන් විසින්,  ඇල්බට් අයින්ස්ටයින්ගේ  සාපේක්ෂතා වාදය තහවුරු කිරීම ඔස්සේ, ඔහු තේරුම් ගත්තේ සූර්යයාගේ ශක්තිය නිකුත් වන්නේ එහි ගර්භයෙහි සිදු වන්නාවූ  න්‍යෂ්ටික විලයන ප්‍රතික්‍රියාවන් වෙතින් බවයි.  1935 වසරෙහිදී, මෙයින් ඔබ්බට තර්ක කල එඩිංටන් පැවසුවේ අනෙකුත් මූලද්‍රව්‍යයන් පවා තාරකා තුල ජනිත විය හැකි බවයි.

නෙබියුලා අවස්ථාව
සෞරග්‍රහ මණ්ඩලය නිර්මාණය වී ඇතැයි සැලකෙන නිහාරිකා කල්පිතයට අනුව වසර බිලියන 4.6කට පෙර සුවිසල් වායු - ධූලි වළාකුලක් ගුරුත්වාකර්ෂණ බිඳ වැටීමකට ලක් වීමෙන් සෞරග්‍රහ මණ්ඩලය ඇති වූ බවයි.

මෙම වළාව ආලෝක වර්ෂ කිහිපයක් විශාල විය යුතු අතර තාරකා ගණනකට ජීවය ලබා දි තිබිය යුතුය. පැරණි උල්කා අධ්‍යයනයේ දී අති විශාල පිපිරෙන තරුවක මධ්‍යයේ පමණක් නිර්මාණය හැකි මූලද්‍රව්‍ය පිළිබඳ ඉඟි හමුවී ඇත. එයින් සූර්යයා තාරකා පොකුරක් තුළ නිර්මාණය වූ බව හඟවන අතර එම ප්‍රදේශය අසල සුපර්නෝවා පිපිරීම් කිහිපයක් ද සිදු වී ඇත. මෙම සුපර්නෝවා මඟින් ඇතිවන කම්පන තරංගය අසල ඇති නිහාරිකාවේ අධි ඝනත්ව කලාප ඇති කර ගුරුත්වජ බලවලට අභ්‍යන්තර වායු පීඩනය මැඩ පැවැත්වීමට ඉඩ සලස්වා බිඳ වැටීම සිදු කරවයි. එලෙස සූර්යයා නිර්මාණය වූ බව සැලකේ.

දැනට සෞරග්‍රහ මණ්ඩලයේ වැඩිපුර ඇති සමස්ථානික එලෙසින්ම පූර්වයේ සූර්ය ග්‍රහ මණ්ඩලය තැනීමට දායක වූ නිහාරිකාවේද තිබෙන්නට ඇතැයි සැලකේ. ඒවා නම්,

පූර්ව සූර්ය නිහාරිකාව
සෞරග්‍රහ මණ්ඩලය බවට පත්වීටම තිබූ ප්‍රදේශය හැඳින්‍වූයේ පූර්ව සූර්ය නිහාරිකාව ලෙසය. 7000ත් 200000AU ත් (AU=නක්‍ෂත්‍ර ඒකක, එනම් පොළවේ සිට සූර්යයාට ඇති දුර) අතර පරිධියකින් යුක්ත වූ එය ස්කන්ධයෙන් සූර්යයාට වඩා මඳක් ඉදිරියෙන් සිටී. (සූර්ය ස්කන්ධ 0.1 හා 0.001 අතර ? ). මුලදී මෙය අංශු ඉතා ඇතින් ඈතින් පිහිටා ඇති වළාවක් වන අතර වසර මිලියන ගණනක් ඇවෑමෙන් අංශු එකිනෙක කැටි වූ (ළං ව ඇසිරුණු) ධූලි-වායු වළාවක් ලෙස පෙනෙන්නට විය. මුලදී මෙම ධූලි වලාවට ඉතා කුඩා කෝණික ගම්‍යතාවක් තිබුණි යැයි විශ්වාස කෙරේ. ගුරුත්වය හේතුවෙන්  නිහාරිකාව බිඳ වැටීමත් (සංකෝචනය) සමඟ, කෝණික ගම්‍යතා සංස්ථිතිය තුලින් පැහැදිලි කෙරෙන පරිදි එය වේගයෙන් භ්‍රමණය වන්නට විය. මෙවිට නිහාරිකාව ආසන්න වශයෙන් ගෝලයක හැඩයට පත් වූ අතර, (මේ සඳහා අවුරුදු 10,000 - 1,000,000ත් අතර කාලයක් ගතවී ඇත.) කේන්‍ද්‍රාපසාරී බලය හේතුවෙන් ගෝලයේ සමකය ලෙස හැඳින්විය හැකි ප්‍රදේශයේ ඇති ද්‍රව්‍ය පිටතට විහිදී තැටියක් ආකාරයේ හැඩයක් ජනනය විය. මෙය පූර්ව ග්‍රහලෝක තැටිය (proto planetary disk) ලෙස හැඳින්වේ.

පූර්ව පූර්යයා

නිහාරිකාව තුළ සංඝනීකරණය වීමත් සමඟම එය තුළ වූ පරමාණු වැඩිවන සංඛ්‍යතයකින් ගැටීමට පටන් ගැණුනි. වැඩිම ස්කන්ධ ප්‍රමාණයක් එකතු වී ඇති මධ්‍යයය තැටියේ අනෙක් පෙදෙස්වලට වඩා උණුසුම් විය. ගුරුත්වය, වායු පීඩනය, චුම්භක ක්ෂේත්‍රය හා භ්‍රමණය නිහාරිකාව මත ක්‍රියාකර එය භ්‍රමණය වන දල වශයෙන් පරිධිය 200AU වන  මධ්‍යයේ උණුසුම්, ඝනත්වයෙන් ඉහළ පූර්ව තරුවකින් (proto sun) යුත් ප්‍රාථමික ග්‍රහ තැටියක් බවට පත් විය. වයසින් අඩු, පරිණාමයේ මෙම අවස්ථාවේ දී හිරුට සාමාන යැයි විශ්වාස කෙරෙන පූර්ව විලයන සූර්ය ස්කන්ධ තාරකා, (T ටෝරි තාරකා) පිළිබඳ අධ්‍යයනයන් පෙන්වන්නේ එම තාරකා නිතරම පූර්ව ග්‍රහ පදාර්ථවලින් යුත් තැටි සමඟ ඇති බවයි. මෙම තැටි නක්‍ෂත්‍ර ඒකක සිය ගණනක් දක්වා විස්තීරණය වන අතර එළඹෙන උපරිම උෂ්ණත්වය කෙල්වින් දහසක් පමණ වේ.

ප්‍රධාන අනුක්‍රමයට පිවිසීම
වසර මිලියන 50 ක් තුළ, බිඳ වැටෙන නිහාරිකාවෙහි කේන්ද්‍රයේ ඇති හයිඩ්‍රජන්හි ඝනත්වය හා පීඩනය ප්‍රාථමික සූර්යයාට තාප න්‍යෂ්ටික විලයන ආරම්භ කිරීමට ප්‍රමාණවත් තරම් ප්‍රමාණයකට වැඩි වෙයි. (එනම් මධ්‍යයේ උෂ්ණත්වය කෙල්වින් අංශක මිලියන එකක් පමණ උෂ්ණත්වයක් හා පීඩනය ප්‍රමාණවත් තරම්.) ද්‍රවස්ථිතික තුල්‍යතාව (hydrostatic equilibrium) ලැබෙන තෙක් උෂ්ණත්වය, ප්‍රතික්‍රියා සීඝ්‍රතාව, පීඩනය හා ඝනත්වය ඉහල නගී. මෙවිට තාප ශක්තිය (විකිරණ පීඩනය - radiation pressure) ගුරුත්වජ ආකර්ෂණයට එරෙහිව ක්‍රියාකිරීමට ද පටන් ගනී. මෙම අවස්ථාවේ දී හිරු පූර්ණව වැඩුණු ප්‍රධාන අනුක්‍රම තාරකාවක් බවට පත්වේ. දැනුදු අප සූර්යයා ප්‍රධාන අනුක්‍රමයේ තරුවක් වන අතර තවත් වසර බිලියන 5-6ක් පමණ ප්‍රධාන අනුක්‍රමයේ පවතිනු ඇත

ග්‍රහලෝක නිර්මාණය

ඉතිරිව පවතින වායු වලාකුළු හා දූවිලි (පූර්ව ග්‍රහ තැටිය) මඟින් විවිධ ග්‍රහලෝක නිර්මාණය විය. ඒවා වැඩීම (accretion) මඟින් නිර්මාණය වූ බවට විශ්වාස කෙරේ. මධ්‍ය ප්‍රාථමික තාරකාව වටා කක්ෂවල දූවිලි අංශු ලෙස ග්‍රහලෝක ආරම්භ විය. ඉන්පසු මේවා සෘජු ගැටීම් හරහා පරිධිය මීටර් එකක් හා දහයක් අතර අගයක් ගන්නා තැටියක් බවට පත්වේ. ඉන්පසු තව තවත් ගැටී ප්‍රමාණයෙන් 5km පමණ වන විශාල වස්තු (ප්ලැනටෙසිමල්ස්) බවට පත්වේ. ඉන්පසු තව තවත් ගැටීම් තුළින් දළ වශයෙන් වසරකට 15cm බැඟින් ඊළඟ වසර මිලියන ගණන පුරාවට විශාල වීම සිදුවේ. ඇතුලු සෞරග්‍රහ මණ්ඩලය ජලය හා මීතේන් වැනි වාෂ්පශීලී අණුවලට සංඝනීකරණය විය නොහැකි තරම් උණුසුම් නිසා එහි නිර්මාණය වන ප්ලැනටෙසිමල්ස් සාපේක්ෂව කුඩා වන අතර (තැටියේ ස්කන්ධයෙන් 0.6% ක් පමණ) සිලිකේට හා ලෝහ වැනි ඉහල ද්‍රවාංක සහිත සංයෝගවලින් විශාල ලෙස සමන්විත වේ. මෙම දෘඩ වස්තු කාලයක් සමඟම භෞමික ග්‍රහලෝක බවට පත්වේ. තවදුරටත් විමසා බලන කළ බ්‍රහස්පතීගේ ගුරුත්වාකර්ෂණ බලපෑම් නිසා ඒ අවට වූ ප්‍රාථමික ග්‍රහ වස්තුවලට එකතු වීමට නොහැකි විය. ග්‍රාහක වළල්ල නිර්මාණය වූයේ එලෙසය.වඩා වාෂ්පශීලී අයිස් සංයෝග ඝන ආකාරයෙන් පැවතිය හැකි වූ තුහින රේඛාවට පිටින් වූ ප්‍රදේශයෙහි වූ බ්‍රහස්පති හා සෙනසුරු වායු දැවැන්තයන් විය. යුරේනස් හා නෙප්චූන් අඩු පදාර්ථ ප්‍රමාණයක් අල්වා ගත් අතර අයිස් දැවැන්තයන් ලෙස හඳුන්වයි. එයට හේතුව ඔවුන්ගේ හර වැඩි වශයෙන් අයිස්වලින් (හයිඩ්‍රජන් සංයෝග) නිර්මාණය වී ඇතැයි විශ්වාස කිරීමය. අලුත් සූර්යයා ශක්ති නිපදවීම ආරම්භ කළ විට සූර්ය සුළං (solar wind) ප්‍රාථමික ග්‍රහ තැටියේ වායු හා දූවිලි තාරකාන්තර විශ්වයට පා කර හරින අතර ග්‍රහලෝකවල වර්ධනය නිමා කරයි. T ටෝරි තාරකාවලට, වඩා පැරණි ස්ථායී තාරකාවලට වඩා වැඩි ශක්තිමත් තාරකා සුළඟක් (stellar wind) පවතී.

සූර්යයාගේ මියයාම

වර්තමානයේ අපි දන්නා පරිදි හිරු ප්‍රධාන අනුක්‍රමණයෙන් ඉවත් වනතෙක් සෞරග්‍රහ මණ්ඩලය පවතිනු ඇත. හයිඩ්‍රජන් ඉන්ධන දහනය හරහා සූර්යයා දහනය වන විට එය ඉතිරි ඉන්ධන දහනය කිරීම සඳහා තවත් උණුසුම් වේ. එම නිසා එය තවත් වේගයෙන් දහනය සිදු කරයි. මෙහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස සෑම වසර බිලියන 1.1 ටම දළව 10% කින් හිරුගේ දීප්තිය වැඩිවේ. මෙතැන් සිට වසර බිලියන 7.6 ගතවු කළ, හයිඩ්‍රජන් විලයනය අඩු ඝනත්ව උඩ වියන්වල සිදුවීමට තරම් සූර්ය හරය උණුසුම් වනු ඇත. මෙය හිරු දැන් පවතින පරිධිය මෙන් 260 වාරයක් පමණ දක්වා විශාල වීමට හේතු වේ. හිරු රතු දැවැන්තයා බවට පත් වන්නේ එලෙසය. මෙම අවස්ථාවේ දී එහි විශාලම ලෙස වැඩි වූ පෘෂ්ටික වර්ගඵලය නිසා සූර්යයා සීතල වීමට පටන් ගනී. ක්‍රම ක්‍රමයෙන් හිරුගේ බාහිර ස්ථර සුදු පැහැති කුඩා වස්තුවක් ඉතිරි කරමින් නැතිවී යනු ඇත. අසාමාන්‍ය ඝනත්වයකින් යුත් මෙම වස්තුව එහි මුල් ස්කන්ධයෙන් භාගයක් වන අතර ප්‍රමාණයෙන් පෘථිවිය තරම් වේ.

මූලාශ්‍ර

සෞරග්‍රහ මණ්ඩලය