- એકનજરઆતરફ-હર્ષલપુષ્કર્ણા

- સંશોધકોએ તાજેતરમાં જેનો પત્તો મેળવ્યો એ ‌બિગ બેંગ પછીનો સૌથી પ્રચંડ ધડાકો ગામા-રે બર્સ્ટ/ GRB શું છે? શી રીતે એ ‘ફટાકડો’ ફૂટે છે? GRB ‌વિસ્ફોસટ પૃથ્વીતનું ડેથ વોરન્ટા બજાવી શકે?

- 2.4 અબજ વર્ષ પહેલાં થયેલા ગામા-રે ‌વિસ્ફોટના પ્રકાશની માત્રા એટલી બધી તીવ્ર છે કે ‌વિજ્ઞાનીઓએ તેને Brightest Of All Time/ BOAT/ આજ ‌દિન સુધીના સૌથી તેજસ્વીન ધડાકા તરીકે ઓળખાવ્યોલ છે.

- બ્રહ્માંડની તાસીરને થોડામાં ઘણું પેઠે સમજાવી દેતું અમે‌રિકન સા‌હિત્યુકાર મ્યુીરિઅલ રૂકાસરનું એક સરસ વાક્ય છે: The universe is made of stories, not of atoms/ અંત‌રિક્ષ કહાણીઓનું બનેલું છે, અણુનું ન‌હિ.

મ્યુુ‌રિઅલે વાક્યનો ઉત્તરાર્ધ ન લખ્યો, હોત તો ચાલી જાત, કારણ કે તેને કારણે પૂર્વાર્ધમાં રહેલા ગૂઢ મર્મનું વજન સહેજ ઘટી જાય છે. અણુ તો સમગ્ર બ્રહ્માંડના બાંધકામનો મુદ્દા માલ છે. તારા, ગ્રહો, બ્લેનક હોલ, હાઇડ્રોજન—હિ‌લિયમ જેવા વાયુ વગેરે બધું અણુ તેમજ અણુના ગઠબંધન ‌વિના સંભવે જ ન‌હિ. આથી ઉપરોક્ત વાક્યના ‘not of atoms’ વાળા ઉત્તરાર્ધને ભૂલી જઈ The universe is made of stories... ની વાત કરીએ. આ વાક્ય છે તો સા‌હિત્યાનું, પણ ખગોળશાસ્ત્રsના ‘માથે’ તેની પાઘડી પરફેક્ટ બેસી જાય તેમ છે. કારણ કે બ્રહ્માંડ ખરા અર્થમાં એવો ‌વિશાળ મંચ છે જેના પર સતત અજીબોગરીબ નાટકીય ખેલ ભજવાતા રહે છે. તારાનું સર્જન-‌વિસર્જન થવું, નવા બ્લેેક હોલનો તેમજ બાહ્યાવકાશી ગ્રહોનો પત્તો લાગવો, દૂરના અંત‌રિક્ષમાં આકાશગંગા મળી આવવી વગેરે બનાવો બ્રહ્માંડના રંગમંચને હંમેશાં જીવંત રાખે છે.

તાજા કલામ તરીકે નોંધી શકાય એવો બનાવ હમણાં બન્યોર. નાસાના જેમ્સત વેબ ટે‌લિસ્કો પે ગામા-રે બર્સ્ટ (ટૂંકમાં, GRB) કહેવાતા પ્રચંડ ‌વિસ્ફોસટની ભાળ કાઢી છે. કોઈ સુપરજાયન્ટા બુઝુર્ગ તારો જ્યારે સુપરનોવા તરીકે ફાટીને જીવનનો અંત લાવે ત્યાેરે તેમાંથી પ્રકાશના ફોટોન કણોનો તથા ગામા ‌કિરણોનો જબરજસ્તન ધોધ બ્રહ્માંડમાં વહી નીકળે છે. નાસાના જેમ્સ  વેબ ટે‌લિસ્કોાપે તાજેતરમાં અને અગાઉ ઓક્ટોબર, ૨૦૨૨માં પૃથ્વીડ ‌સ્થિ.ત ટે‌લિસ્કોાપે જે ધડાકાનું પગેરું કાઢ્યું તે પૃથ્વીેથી ૨.૪ અબજ પ્રકાશવર્ષ દૂર Sagitta/ શર તારામંડળમાં થયો હતો. (૧ પ્રકાશવર્ષ = ‌૯,૪૬૦ અબજ કિલોમીટર). આજથી ૨.૪ અબજ વર્ષ પહેલાં તેનો ‌વિસ્ફોરટ સુપરનોવા તરીકે અગર તો બે ન્યૂુટ્રોન તારાની જોરદાર અથડામણના પગલે થયો હશે, પણ પ્રકાશનાં તેમજ ગામા-રેનાં ‌કિરણો આજે પૃથ્વીો સુધી પહોંચ્યાંઅ છે. પ્રકાશની માત્રા એટલી બધી તીવ્ર છે કે ‌વિજ્ઞાનીઓએ તેને Brightest Of All Time/ BOAT/ આજ ‌દિન સુધીના સૌથી તેજસ્વી  ધડાકા તરીકે ઓળખાવ્યોા છે. 

ગામા-રે બર્સ્ટ શું હોય અને બ્રહ્માંડના ‌વિશાળ ફલકમાં આવા એકાદ ધડાકાને શોધી કાઢવાનું કામ કેટલું મુશ્કેેલ છે એ બન્નેબ મુદ્દા જરા ‌વિગતે સમજીએ.

■■■

ઋગ્વેંદમાં ‌હિરણ્યગર્ભ સૂક્ત હેઠળ રચવામાં આવેલા સંસ્કૃસત શ્લોકોમાં સૃ‌ષ્ટિક એટલે કે બ્રહ્માંડની ઉત્‌તીત્તિ ‌વિશે વાત આવે છે. ‌હિરણ્યગર્ભ કહેવાતા અંડમાંથી સૂર્ય જેવા તારા, ધરતી તેમજ અન્યટ અવકાશી ‌પિંડ રચાયા એ પ્રકારનો ભાવાર્થ તેમાંથી નીકળે છે. ઋગ્વે દે જેને ‌હિરણ્ય (સોનેરી) ગર્ભ કહ્યો તેને માટે મોડર્ન સાયન્સેર ૧૯૩૦માં cosmic/ કો‌સ્મિવક/ ખગોળીય egg/ એગ/ ઇંડું એવો શબ્દટ અપનાવ્યો છે. ક‌થિત ઇંડાને ચાહો તે નામ આપો, પણ લગભગ ૧૩.૮ અબજ વર્ષ પહેલાં ‌તે અકળ કારણસર અથિે   ર બન્યુંડ, પ્રચંડ ‌વિસ્ફોમટ સાથે ફાટી પડ્યું અને તેમાંથી બ્રહ્માંડનો જન્મર થયો હોવાનું પ્રાચીન તેમજ અર્વાચીન ‌ખગોળવિજ્ઞાન જણાવે છે. 

જન્મ  પછી બ્રહ્માંડે અસાધારણ રફતારે દસેય ‌દિશામાં પોતાનો સાથરો ફેલાવવાનું શરૂ કર્યું. જેમ કે, ૧ સેકન્ડપના ૧,૦૦૦ અબજમા ભાગ જેટલા અલપઝલપ સમયમાં તો બ્રહ્માંડનો સાથરો ૧ની પાછળ ૨૭ મીંડા જોડો એટલા ગણો વધી ગયો હતો! વખત જતાં વિસ્ત રણ સહેજ ધીમું પડ્યું, પરંતુ અટક્યું ‌ન‌હિ. બલકે, ફેલાવો હજી પણ ચાલુ હોવાથી બ્રહ્માંડનો સાથરો ખરેખર કેટલો તે જાણી શકાતું નથી. પ‌રિણામે અનંત, અફાટ, અસીમ, અમાપ, અગાધ વગેરે જેવાં ‌વિશેષણો વડે બ્રહ્માંડની ‌વિશાળતા વ્યમક્ત કરવી પડે છે. પાવરફુલ ટે‌લિસ્કોાપ વડે અંત‌રિક્ષનો જેટલો ફલક અત્યામર સુધી ફંફોસી શકાયો છે તેનો જ અંદા‌‌જિત વ્યા,સ ૮૮ની પાછળ ૨પ મીંડા ચડાવો એટલા ‌કિલોમીટર છે. ટે‌લિસ્કોાપનો પનો જ્યાં પૂરો થાય તેની પેલી તરફનું બ્રહ્માંડ તો કેટલું ‌વિશાળ હશે!

ખેર, ખગોળશાસ્ત્રફની પ‌રિભાષામાં જેને Observable universe/ દૃશ્યમાન યા અવલોકનક્ષમ બ્રહ્માંડ કહેવાય તેમાં ૧૦૦થી ૨૦૦ અબજ આકાશગંગા હોવાનો અંદાજ છે. સરેરાશ આકાશગંગામાં ‌મિ‌નિમમ ૧૦૦ અબજ તારા હોય, માટે તે ‌હિસાબે દૃશ્ય. બ્રહ્માંડમાં તારાનો જુમલો ૧ની પાછળ ૨૪ મીંડા જોડો એટલો બેસે! આટલી મોટી સંખ્યા, માટે નવમી સદીના ગ‌ણિતશાસ્ત્રી્ મહાવીરાચાર્યે રચેલો શબ્દા છે : મહાક્ષોભ!

હવે ‌વિચાર કરો કે દૃશ્યા બ્રહ્માંડ મહાક્ષોભ તારાઓથી ઝળહળતું હોય ત્યાશરે તેમના જમાવડા વચ્ચેા એકાદ સુપરનોવા/ ગામા-રે ધડાકો શોધી કાઢવો કેટલો અઘરો છે! ઘાસની ગંજીમાં ખોવાયેલી સોય શોધવા જેવું તે કામ છે. પરંતુ વાતને જરા અલગ પ‌રિપ્રેક્ય્ુંમાં મૂકીને હજી રસપ્રદ બનાવી શકાય છે. ન્યૂે યોર્કના ૧,૨પ૦ ફીટ ઊંચા એમ્પાસયર સ્ટેજટ ‌બિ‌લ્ડિંછટની છત પર ટે‌લિસ્કોિપ લઈને ઊભા હોવાનું કલ્પી  લો. આભને આંબતા સેંકડો બહુમાળી મકાનોથી ખીચોખીચ મેનહટન ‌વિસ્તાયર તરફ ટે‌લિસ્કોદપ તાક્યું હોવાનું પણ ધારી લો. દરેક મકાનને હજારો બારીઓ છે. ટે‌લિસ્કોફપ વડે પ્રત્યે ક બારીની અંદર વારાફરતી ડો‌કિયું કરતા રહો—એવી આશા સાથે કે સેંકડો પૈકી એકાદ મકાનના એકાદ માળ પર કામ કરતો એકાદ કર્મચારી તેનો ૨૧મો જન્‌કએદિન ઊજવવા માટે કેક પર મીણબત્તી ચેતાવે છે અને ‌‌બિલકુલ એ જ વખતે આપણું ટે‌લિસ્કોીપ તેની તરફ તકાય છે. સંભ‌વિતતાના ‌સિદ્ધાંત મુજબ અસંભવ કહી શકાય તેવું કામ છે. કારણ કે બધા ‘જો’ અને ‘તો’ વચ્ચેઅ જોડામેળ બેસે ત્યા રે જ આવું દૃશ્યક જોવા મળી શકે. આટલું જ જ‌ટિલ છે અબજો તારાની ભીડભાડમાં સુપરનોવા/ ગામા-રે ‌વિસ્ફોેટનું પગેરું કાઢવાનું! વળી બ્રહ્માંડમાં આવા ધૂમધડાકા કંઈ વારંવાર થતા નથી. ખગોળ‌વિદ્દોના તારણ અનુસાર સરેરાશ આકાશગંગામાં બસ્સોુ-ત્રણસો વર્ષે એકાદ તારો સુપરનોવા તરીકે પ્રાણત્યાથગ કરે છે. બ્રહ્માંડને ‘અચ્છાો, તો હમ ચલતે હૈ!’ અલ‌વિદા કહેવાની તેની પદ્ધ‌તિ આ પ્રમાણે છે—

■■■

આપણા સૂર્ય કરતાં કદમાં મિનિમમ ૧૦ ગણા મોટા તારાનું ઈંધણ (હાઇડ્રોજન) ખૂટવા આવે ત્યાનરે તેનો ગર્ભ ફસકવા માંડે છે. કેંદ્રમાં ગુરુત્વાાકર્ષણ એટલી હદે વધી જવા પામે કે ત્યાં‌ સખત ભીંસ વચ્ચેે પ્રોટોન અને ઇલેક્ટ્રોન એકમેક સાથે જોડાતાં તેમના સંયોજનથી ન્યૂાટ્રોન નામનો નવો પરમાણુ રચાય છે. આ પ્રક્રિયા ચાલતી હોય એ દરમ્યાાન હળવા વાયુઓ (હાઇડ્રોજન તથા હિલિયમ) સપાટી તરફ અત્યંોત વેગપૂર્વક ધકેલાવાની પ્રક્રિયાનો આરંભ થાય છે. તારાની સપાટી ત્યા રે સખત કેંદ્રત્યારગી દબાણ અનુભવે છે. અંદરખાને સતત વધતું વાયુઓનું બેસુમાર દબાણ આખરે પરાકાષ્ઠાીએ પહોંચે ત્યા રે તારાની સપાટીરૂપી કાચલું પ્રેશરને ખમી શકતું નથી. જોરદાર વિસ્ફોહટ સાથે તેના ભૂકા નીકળી જાય છે. એકસાથે હજારો અણુબોમ્બા જાણે ફાટ્યા હોય એવું તાંડવ મચે, જેને ખગોળવિદ્દો સુપરનોવા ધડાકા તરીકે ઓળખાવે છે.

આ રીતે મોતને ભેટતો તારો આંજી દેતા પ્રકાશકિરણો ઉપરાંત ગામા વિકિરણોનો જબરજસ્તો ધોધ વહેતો મૂકે છે. બ્રહ્માંડમાં સર્વત્ર શૂન્યાતવકાશ છે, માટે કશા અવરોધ ‌વિના બેસુમાર ઝડપે આગળ વધતાં એ મોજાં લાંબી સફર ખેડીને પૃથ્વીસ નજીક પહોંચે ત્યાછરે જેમ્સ વેબ જેવાં ટે‌લિસ્કોેપ તેમની હાજરી પારખી લે છે. જેમ કે, આજથી ૨.૪ અબજ વર્ષ પહેલાં Sagitta/ શર તારામંડળમાં થયેલા એક મહાવિસ્ફોલટનાં મોજાં ઓક્ટોબર, ૨૦૨૨માં પૃથ્વીર ‌સ્થિ ત ટે‌લિસ્કો પે ઝીલ્યાં  અને હવે જેમ્સ  વેબ ટે‌લિસ્કોીપે પણ ઝીલ્યાંર.

■■■

ગામા ‌કિરણોનો સ્રોત એકમાત્ર સુપરનોવા ‌વિસ્ફો ટ નથી. ઘણી વાર ન્યૂ‍ટ્રોન સ્ટાલર કહેવાતા બે તારા વચ્ચે‌ અથડામણ થાય ત્યાસરે પણ ગામા ‌કિરણોનો અધધ... ધોધ વછૂટે છે. ન્યૂસટ્રોન સ્ટાાર એ સુપરનોવા તરીકે મોતને ભેટી ચૂકેલા ‌વિરાટ તારાનું ‘પુરાંત બાકી’ મટીરિયલ છે, જેનો વ્યાૂસ વીસ-પચ્ચીતસ કિલોમીટર કરતાં વધુ હોતો નથી. છતાં તેમાં ખીચોખીચ જમા થયેલા ન્યૂ ટ્રોનનું દળ એટલું બધું હોય કે તારાના ફક્ત ૧ ચમચી જેટલા પદાર્થનું પૃથ્વીંના વજનકાંટે એકાદ અબજ ટન વજન બેસે!

બ્રહ્માંડમાં ન્યૂ ટ્રોન તારાઓની કમી નથી. આવા અનેક તારા વળી binary/ યુગ્મ  છે. મતલબ કે, સમાન કેંદ્રની ફરતે બે ન્યૂટટ્રોન સ્ટાનર પરસ્પવર અંતર જાળવીને ગરબે ઘૂમતા હોય છે. બન્નેક પોતાના ગુરુત્વાદકર્ષણ વડે એકમેકને ખેંચતા રહે છે, જેના નતીજારૂપે તેમની ભ્રમણકક્ષા ક્રમશ: નાની બનતી જાય છે. બેઉ ન્યૂએટ્રોન સ્ટાેર એ રીતે નજીક આવે છે. પાણીના વમળની બાહ્ય ‌કિનારે નાખેલા બે ‌પિંગ-પોંગ દડા આસ્તેમ આસ્તેસ વમળ તરફ જવા લાગે અને પછી વમળના કેંદ્ર પાસે તેમની વચ્ચેન ટક્કર થાય એવું જ યુગ્મપ તારાના કેસમાં પણ બને છે. 

અનેક વર્ષના સમયગાળા દરમ્યાતન નજીવી માત્રામાં સંકોચાતી ભ્રમણકક્ષા બન્નેછ ન્યૂ ટ્રોન સ્ટાીરને નજીક આણે છે. આખરે ભયાનક ટકરાવ સાથે તેમનું ‌વિલીનીકરણ થાય ત્યા્રે ડો. આલ્બસર્ટ આઇનસ્ટાીઇનની E=mc2 ફોર્મ્યુલા પ્રમાણે તારાનો કેટલોક પદાર્થ ઊર્જામાં ફેરવાય છે. ઊર્જા તરીકે પ્રકાશની તથા ગામા ‌કિરણોની સરવાણી ફૂટી નીકળી અંત‌રિક્ષમાં ચોપાસ ફેલાય છે. આખો ખેલ ગણીને ફક્ત બે-ત્રણ સેકન્ડ  જેટલો ચાલે, પણ એ નજીવા સમયમાં મુક્ત થતી ઊર્જાની માત્રા માનો યા ન માનો જેવી હોય છે. આપણો સૂર્ય તેના ૧૦ અબજ વર્ષના આયુષ્ય્ દરમ્યામન કુલ મળીને જેટલી ઊર્જા ‌રિલીઝ કરે એટલી ઊર્જા ફક્ત ૨-૩ સેકન્ડ માં છૂટી પડે છે. 

આવા ‌વિસ્ફોીટને ખગોળ‌વિદ્દો ગામા-રે બર્સ્ટ/ GRB કહે છે. ખગોળશાસ્ત્રાની લાંબી તવારીખમાં ‌વિજ્ઞાનીઓએ પાવરફુલ ટે‌લિસ્કોકપ વડે ઘણા GRB નો પત્તો મેળવ્યો છે, પરંતુ તે બધામાં Sagitta/ શર તારામંડળનો તાજેતરમાં જોવા મળેલો ધડાકો ‌બિગ બેંગ પછી સૌથી પ્રચંડ તથા તેજસ્વી  છે.

■■■

નસીબનો પાડ કે બ્રહ્માંડના ‌વિશાળ ફલકમાં વખતોવખત અહીં તહીં ફૂટતા GRB ‘ફટાકડા’ અને આપણી પૃથ્વીક વચ્ચેા ‌મિ‌નિમમ પાંચથી આઠ હજાર પ્રકાશવર્ષ જેટલું અંતર રહે છે. કોઈ GRB ‘ફટાકડો’ જો પૃથ્વીેના અવકાશી આંગણે થાય તો જીવસૃ‌ષ્ટિ્નું આવી બને. ‌વિસ્ફોBટના પગલે નીકળતાં ગામા ‌કિરણો સૌ પહેલાં તો પૃથ્વીઅના ઓઝોન આવરણનો ખાતમો બોલાવે. સૂર્યનાં અત્યં ત જલદ નીલાતીત (અલ્ટ્રાૌવાયોલેટ) ‌કિરણોને આકાશમાં જ ખાળી દેતી ઓઝોન રૂપી ઢાલ પાંખી યા નાબૂદ થયા પછી નીલાતીત ‌કિરણો સીધાં જમીન પર ઊતરી આવે. જલદ ‌કિરણોનો અભિપષેક સજીવોને ભૂંજી દે અને જળાશયોનું પાણી બાષ્પામાં ફેરવી નાખે.

બીજું, ગામા ‌કિરણોનો પ્રવાહ પૃથ્વીમના વાતાવરણમાં રહેલા ઓક્સિ જન તથા નાઇટ્રોજન જોડે રાસાય‌ણિક પ્ર‌ક્રિયા રચી નાઇટ્રોજન ડાયોક્સાઇડ વાયુનું સર્જન કરે. આ વાયુનો ભરાવો ‌શિયાળુ સવારના ધુમ્મણસની જેમ વાતાવરણને ધોળા ‌દિવસેય અંધા‌રિયું બનાવી દે. સૂર્યનાં ‌કિરણોને પૂરતી માત્રામાં પૃથ્વી‍ સુધી પહોંચવા ન દે, એટલે પ્રકાશ સંશ્લેષણની પ્ર‌ક્રિયા પડી ભાંગતા વનરાજી મરી પરવારે. 

ત્રીજું, ગામા ‌કિરણોના વાંકે વાતાવરણમાં બનેલો નાઇટ્રોજન ડાયોક્સાઇડ વાયુ વરસાદી ટીપાં વાટે નાઇટ્રિાક એસિાડ નામના જલદ તેજાબ તરીકે વરસે. આવો વરસાદ પૃથ્વી ના તમામ સજીવો માટે ખરા અર્થમાં મોતવર્ષા સા‌બિત થાય.

જો કે, આમાંનું કશું ભૂતકાળમાં બન્યુંા નથી અને ભ‌વિષ્યરમાં બને તેવું લાગતું પણ નથી. કારણ કે સુપરનોવા ‌વિસ્ફોંટના ફરજંદ તરીકે કે પછી બે ન્યૂઅટ્રોન તારાની ટક્કરના પ્રતાપે નીકળતા કા‌તિલ ગામા-રે ‌કિરણોના ડેન્જંર ઝોનમાં આપણી પૃથ્વી‌ આવતી નથી. બ્રહ્માંડ નામના ‌વિશાળ ઓડિાટો‌રિયમમાં આપણે પૃથ્વી વાસીઓ બહુ પાછલી હરોળની સીટમાં બેઠા છીએ. આથી ત્યાં  શાં‌તિથી બેસો અને  મંચ પર ભજવાતા સુપરનોવા, ગામા-રે બર્સ્ટ, બ્લે કહોલ જેવા નાટકીય ખેલની કહાણી જાણતા-માણતા રહો. મગજને ‌વિચારોના રોલર કોસ્ટીરમાં બેસાડી દેતી એવી કહાણીઓની તો બ્રહ્માંડ પાસે ક્યાં ખોટ છે? આખરે પેલાં મ‌હિલા સા‌હિત્ય કાર મ્યુારિઅલ રૂકાસરે કહ્યું તેમ... The universe is made of stories! ■