சிறுகோள் வடிவங்கள்

This entry is part 6 of 7 in the series பூமிக்கோள்

சூரிய அமைப்பில் கோள்கள், நிலவுகள் அனைத்தும்  கோள/நீள்கோள  வடிவில் இருக்கையில், சிறுகோள்கள் ஏன் வழக்கமாக ஒழுங்கற்ற வடிவையே ஏற்றுள்ளன? 

ஆசிரியர் : ஜான்டி ஹார்னெர்           தமிழாக்கம்: கோரா 

வால்விண்மீன்கள்(comets) மற்றும் சிறுகோள்கள் (asteroids) ஒழுங்கற்ற வடிவத்தில் இருக்கையில்  விண்மீன்கள், கோள்கள் மற்றும் நிலவுகள் அனைத்தும் ஏன் கோள வடிவில் இருக்கின்றன?

நாம் சூரிய அமைப்பைக் கூர்ந்து பார்க்கும் போது, அதில் வெவ்வேறு கன பரிமாணம் கொண்ட கூறுகள் – மிகச் சிறிய துணுக்கு தூசி முதல் ராட்சத கோள்கள் மற்றும் சூரியன் வரை- இருப்பதைக் காண்கிறோம். இவற்றுள் மிகப் பெரிய கூறுகள் கிட்டதட்ட கோள (உருண்டை) வடிவில் இருக்கும் போதிலும் சிறியவை அனைத்தும் ஒழுங்கற்ற வடிவையே கொண்டிருக்கின்றன. என்ன காரணம்?

A variety of the Solar System’s small bodies, to scale. Bigger objects are round, but the small ones are anything but! Photo credit: Wikipedia/Antonio Ciccolella

ஈர்ப்பு விசையே திறவுகோல்

பெரிய வான்கோள்கள் ஏன் கோள வடிவத்தில் இருக்கின்றன என்பதற்கான எளிய விடை  ஈர்ப்பு விசையின் கட்டுப்பாட்டில் அவை இருப்பதால் தான் என்பதே. ஒரு பொருளின் ஈர்ப்பு இழுவிசை எப்போதும் அதன் பொருள் திணிவின் மையத்தை நோக்கியே  இருக்கும்.  பெருத்து  இருக்கும் பொருட்கள் பேரளவு பொருள் திணிவைக் கொண்டிருக்கும்; அதேபோல் அதன் ஈர்ப்பு விசையும் மாபெரும் அளவினதாகவே இருக்கும். 

திடப் பொருட்கள் தம் வலிமையின்  மூலமாகவே  ஈர்ப்பு விசைக்கு எதிர்வினையாற்றுகின்றன. உதாரணமாக, புவிஈர்ப்பு காரணமாக  நீங்கள் உணரும்  கீழ்முக இழுவிசை, உங்களை புவியின் மையத்துக்கு இழுத்துச் செல்லாது. ஏனெனில் தரை எதிர் வினையாற்றி உங்களை மேலே இருத்திக் கொள்கிறது,  நீங்கள் அழுந்திப் போகாமல் தடுத்தி நிறுத்தும்  அளவுக்கு அது வலியது.

ஆனாலும், தரையின் பலத்துக்கு வரம்புகள் உண்டு. புவித் தட்டுகள் ஒன்றுடன் மற்றொன்று மோதிக் கொள்வதால் பெரிதாகிக்  கொண்டே போகும்  இமயப் பெருமலையின் எவெரெஸ்ட் தொடர் பற்றி சிந்தியுங்கள். எவெரெஸ்ட் உயர்ந்து கொண்டே போவதால், அதன் எடையும் அதிகரித்து ஒரு நிலையில் தரைக்குள் சிறிது புதைவுற ஆரம்பிக்கும். கூடுதல் எடை , புவியின் கவசத்தினுள் மலையை அமிழ்த்தி அதன் உயரத்தை வரம்புக்கு உட்படுத்தும். 

உலகம் முழுதுமே ஒரு பெருங்கடலாக உருவாகி இருக்குமானால், எவெரெஸ்ட் பெருமலை இந்நேரம் மூழ்கிப் புவியின் மையத்துக்கே சென்றிருக்கும் (அது கடந்து  சென்ற பாதையிலுள்ள நீரையெல்லாம்  இடம் பெயரச் செய்து விட்டு). அபூர்வமாக உயர்ந்துள்ள கடல் நீர் பரப்புகள் புவிஈர்ப்பால் இழுக்கப் பட்டு சமனடையும்.

இடம்பெயரும் கடல்நீர், மிக அபூர்வமாக ஏற்பட்டுள்ள  கடல் மட்டத் தாழ்வுப்  பரப்புகளை நிரப்புவதால், அதன் விளைவாக மேலே குறிப்பிட்ட கற்பனைக்  கடல்-புவி முழுக் கோள வடிவடையும்.

ஆனால் புவி ஈர்ப்பு உண்மையாகவே வியப்புறுத்தும் வகையில் பலம் குன்றியதாக  இருக்கிறது. முதலில் ஒரு வான்கோள் உண்மையிலேயே மிகப் பெரியதாக இருந்தால் தான் அது தன்னில்  ஒரு பகுதியாக உள்ள பருப்பொருளின் ஜடத்துவ நிலை (inertial) விசையை விஞ்சும்  அளவுக்குத் தேவையான  ஈர்ப்பு விசையைத்  தருவித்துக் கொள்ள முடியும். 

மிகச்சிறிய வான் கோள்களில் (அதாவது குறுக்களவு மீட்டர்/கி.மீ.களில் )  

ஈர்ப்பு விசை பலவீனமாக  இருப்பதால் அவற்றால் தாமாகவே கோளவடிவுக்கு   சீரமைத்துக் கொள்ள முடியாது.

இதையும் அறிந்து கொள்ளுங்கள். ஈர்ப்பு விசையின் தாக்கத்தால் உங்கள் உடல் கோள வடிவேற்கும் என்றெல்லாம் நினைத்து நீங்கள் கவலைப்பட வேண்டியதில்லை- புவி உங்கள் மீது செலுத்தும் அற்ப ஈர்ப்பு விசையால் அசைக்க  முடியாத அளவுக்கு உறுதியானது உங்கள் உடல்.

நீர்ம நிலை சமநிலை (Hydrostatic equilibrium ) அடைதல்

வான்கோள் போதிய அளவுக்கு  பெரிதாக இருக்கையில், தன் போக்கில் உடல் பாகங்களை கோள வடிவில் சீரமைத்துக் கொள்ளும். மிக மிக உயரமாக உள்ளவற்றை வீழ்த்தித் தரைமட்டமாக்கி அப்பொருட்களைக் கொண்டு  பள்ளங்களை நிரப்பிக்  கொள்ளும். 

கோள வடிவை அடையும்போது, வான்கோள் நீர்ம நிலை சமநிலையில் இருப்பதாகக் கருதுகிறோம். ஆனால் நீர்மநிலை சமநிலையை அடையக்  கூடிய வான்கோள் எவ்வளவு பெரிதாக இருக்க வேண்டும்? அது வான்கோள் எந்த மூலப் பொருளால் ஆனது என்பதைப் பொறுத்தது. திரவநிலை நீரை மட்டுமே கொண்டுள்ள வான்கோள் எளிதில் கோள வடிவை அடைய முடியும். ஏனெனில் நீர் மூலகங்கள் தளர்வான பிணைப்பில் இருப்பதாலும் அவற்றை இங்குமங்கும் எளிதில் நகர்த்திக் முடிவதாலும் தான். 

கலப்பில்லா இரும்பாலான வான்கோள் மிகமிகப் பெரிதாக இருந்தால் மட்டுமே,  ஈர்ப்பு சக்தியைக் கொண்டு தன் உடலக இரும்பின் வலிமையை வென்று கோள வடிவுக்குக் கொண்டு வர முடியும். சூரிய அமைப்பில், ஒரு கடுங்குளிரான வாயு நிலை வான்கோள் கோளவடிவை அடைய அதன் குறுக்களவு  குறைந்த பட்சம் 400 கி..மீ க்கு மேல் இருக்க வேண்டும். அதிக கனமான மூலப்பொருளை பிரதானமாகக் கொண்டுள்ள  வான்கோளின்  குறைந்த பட்ச குறுக்களவு வரம்பு இதைவிட பன்மடங்கு அதிகமாக இருக்கும்.

தோற்றத்தில் Death Star-ஐ ஒத்திருக்கும்  மிமாஸ் என்னும் நிலவு (இது சனிக்கோளின் நிலவுகளில் ஒன்று) 396 கி.மீ  குறுக்களவு கோள வடிவ வான்கோள். இதுவே மேலே கூறப்பட்ட வரம்புக்குள் பொருந்துகிற நாம் அறிந்த இன்றைய  மிகச் சிறிய வான்கோள். 

மாற்றமில்லா இடப் பெயர்வு

ஆனால் வான் கோள்கள் அனைத்தும் வான்வெளியில் தற்சுழற்சி அல்லது வீழ்ச்சியை  மேற்கொள்ளுகின்றன என்ற உண்மையைப் பற்றி சிந்திக்கும் போது, நிலைமை மிகவும் சிக்கலாகி விடுகிறது. ஒரு வான்கோள் சுழன்று கொண்டிருக்கும் போது அதன் நடுக்கோட்டுக்கு ( கோளின் முனைகளுக்கு இடையே உள்ள பகுதியை சமமான  அரைக்கோளங்களாகப் பிரிக்கும் கற்பனைக் கோடு-equator) அருகிலுள்ள  இடங்களில் உணரப் படும் ஈர்ப்பு விசை, முனைகளுக்கருகில்  உணரப்படும் விசையை விட சற்றுக் குறைவானதாக இருக்கும்.

இதன் விளைவாக, நீர்ம நிலை சம நிலையின் படி நீங்கள் எதிர்பார்க்கும் துல்லியமான கோளவடிவில் சிறு பிறழ்வு ஏற்பட்டு நீள்வட்ட கோள உருவமாகும் (oblate spheroid ) – இதில் வான் கோளின் குறுக்களவு முனைகளுக்கிடையே இருப்பதை இட நடுக்கோட்டுப் பகுதியில் சற்று அதிகமாக இருக்கும். சுழன்று கொண்டிருக்கும் புவிக்கும் இது பொருந்தும் lll-புவியின் நில நடுக் கோட்டுக் குறுக்களவு =12756 கி.மீ ; முனைகளுக்கிடையே குறுக்களவு =12712 கி.மீ.

வான் கோளின் சுழற்சி வேகம் அதிகரிக்கும் போது, அது மேலும் நீள் வட்ட வடிவில் அதிசயிக்கத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்தும். நீரினும் அடர்வு குறைந்த திரவத்தால் ஆன சனிக்கோள், தன் அச்சின் மீது 10.5 மணியில் ஒரு சுற்று என்ற வேகத்தில் சுற்றுகிறது. (ஒப்பீட்டில் புவியின் 24 மணி சுழற்சி வேகத்தை மந்தமானது எனக் கருத வேண்டும்.) இதன் காரணமாக சனிக்கோள் புவியை விட குறை பட்ட கோள உருக் கொண்டுள்ளது.

சனிக்கோளின் நடுக்கோட்டுக் குறுக்களவு 120,500 கி.மீ யை விட சற்று அதிகம். ஆனால் அதன் முனைகளுக்கிடை குறுக்களவு 108,600 கி.மீ . அதாவது கிட்டத்தட்ட 12000 கி.மீ  குறைவு.

சில விண்மீன்கள் மேலும் அதிக உச்சத்தை எட்டுகின்றன. குளிர் மாதங்களில் ஆஸ்திரேலியாவில் வடக்கு வானில்  பிரகாசமாகத் தெரியும் ஆல்டைர் (Altair ) என்னும் விண்மீனும் இவ்வகை வினோதம். அது சுமார்  9 மணிக்கு ஒரு சுற்று என்ற கணக்கில் சுழல்கிறது. அதிவேகத்தின் காரணமாக, அதன் முனைகளுக்கிடையே உள்ள தூரத்தை விட  நடுக்கோட்டுப் பாகத்தின்  குறுக்களவு 25% அதிகமாக இருக்கும்.

முடிவுரை

 வானியல் சார் பொருட்கள் கோள வடிவில் (அல்லது கிட்டத்தட்ட கோள வடிவில்)  இருப்பதின் காரணம், அவற்றின் கட்டமைப்பிலுள்ள மூலப் பொருளின் வலிமையை எஞ்சும் அளவில் ஈர்ப்பு விசையை உருவாக்க முடிகிற அளவுக்கு அவை பெருத்திருப்பதாலேயே.

சொல் விளக்கம் :

சிறு கோள்கள்  (asteroids  ): இவை   குறுங்கோள்கள்  அல்லது நுண்கோள்கள்  என்ற பெயரிலும்  குறிப்பிடப்படுகின்றன. கோள் என்றோ வால் விண்மீன் என்றோ வகைப்படுத்த முடியாததால் இப்பெயர் பெற்றன. இவை புராதன விண்வெளி உடைசல்கள் எனக் கருதப் படுகின்றன. தற்போது ஒழுங்கற்ற வெவ்வேறு வடிவங்களும் குறுக்களவுகளும் (10மீ முதல் 1000 கி.மீ ) கொண்ட 822000 சிறு கோள்கள் சூரிய அமைப்பில் சூரியனை வலம் வருகின்றன. இவற்றில் பெரும்பான்மை சிறுகோள்கள், செவ்வாய் மற்றும் வியாழன் கோள்களின் சுற்றுப் பாதைகளுக்கு இடையில் உள்ள   சிறுகோள் பட்டைக்குள் உள்ள  சுற்றுப் பாதைகளில் சூரியனை வலம் வருகின்றன.

Hydrostatic Equilibrium: அசையா நிலை பாய்மங்களின் சிறப்பியல்புகளைக்     கூறும் இயற்பியலின் ஒரு பிரிவு நீர்ம நிலையியல் (hydrostatics). நீர்ம நிலை சம நிலைக் (hydrostatic equilibrium) கொள்கை: அசையாநிலை பாய்மத்தின் எந்த புள்ளியிலும் உள்ள அழுத்தம் அதன் மேலிருக்கும் பாய்மத்தின் எடையை மட்டுமே   பொறுத்தது. 

Death Star : ஸ்டார்வார்ஸ் என்னும் அமெரிக்க விண்வெளி இசை நாடகத்தில் இடம் பெறும்  புனைவு விண்மீன் மண்டல சூப்பர் ஆயுதம் மற்றும்  மொபைல் விண் வெளி நிலைய சேர்க்கையின் பெயர் டெத் ஸ்டார் (Death Star ). சனிக் கோளின் நிலவான மிமாஸ்-ல் ,  ஏதோ விண்வெளிப் பொருளுடன் எப்போதோ  ஏற்பட்ட மோதலால் மாபெரும் பள்ளம் ஏற்பட்டுள்ளது. டெத் ஸ்டார் -உடன், பள்ளம் விழுந்த மிமாஸ்  நிலவு (காஸ்ஸினி விண்கலம் கற்பனையின் படி) நெருக்கமான தோற்ற ஒற்றுமை கொண்டுள்ளது.

சுட்டி: https://scroll.in/article/1000393/why-are-the-stars-planets-and-moons-round-even-as-comets-and-asteroids-are-irregular-in-shape

கட்டுரை மற்றும் ஆசிரியர் குறிப்பு: 

கட்டுரை ஆசிரியரான JONTI  HORNER , தென் குயின்ஸ் லாண்ட் பல்கலையில் வான் இயற்பியல் பேராசிரியராகப் பணியாற்றி வருகிறார். இக்கட்டுரை முதலில் The Conversation -ஜூலை ,17,2021 இதழில்  பிரசுரிக்கப் பட்டது     

https://www.juancole.com/2018/07/humanity-scientists-discover.html

How tall can a mountain on Earth get?
Series Navigation<< இரண்டாவது சூரியன்புவிக்கோளின் கனிமவளம் >>

One Reply to “சிறுகோள் வடிவங்கள்”

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.