நமது பிரபஞ்ச வரலாற்றின் அத்தியாயங்களை மீண்டும் எழுதக்கூடிய ஒரு கண்டுபிடிப்பில், சூரிய குடும்பத்தின் தொலைதூரத்தில் பனிக்கட்டி பொருட்களின் புதிய, அடர்த்தியான செறிவு அடையாளம் காணப்பட்டுள்ளது. பிரின்ஸ்டன் பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த வானியல் இயற்பியலாளர் அமீர் சிராஜ் தலைமையிலான ஆய்வாளர்கள் குழு, சூரியனிலிருந்து தோராயமாக 43 வானியல் அலகுகளில் (AU) அமைந்துள்ள “உள் கர்னல்” எனப்படும் ஒரு அமைப்பு இருப்பதை வெளிப்படுத்தியது, இது பூமிக்கும் நமது நட்சத்திரத்திற்கும் இடையிலான தூரத்தை விட 43 மடங்கு தூரத்திற்கு சமம்.
நெப்டியூனின் சுற்றுப்பாதைக்கு அப்பால் பரந்து விரிந்திருக்கும் பரந்த வட்டு வடிவப் பகுதியான கைப்பர் பெல்ட்டில் இந்தக் கிளஸ்டர் உள்ளது. 4.5 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முந்தைய நமது சூரிய குடும்பத்தின் ஆதி நிலைகளுக்கு சாட்சியாக இருக்கும் எண்ணற்ற பனிக்கட்டி உடல்கள், புளூட்டோ போன்ற குள்ள கிரகங்கள் மற்றும் வால்மீன்கள் ஆகியவற்றைக் கொண்ட இந்த பகுதி, கிரக உருவாக்கத்தின் நினைவுச்சின்னங்களின் உண்மையான களஞ்சியமாகும். இந்த கண்டுபிடிப்பு சமீபத்திய ஆய்வில் விவரிக்கப்பட்டது, இது பிராந்தியத்தில் அறியப்பட்ட ஆயிரத்திற்கும் மேற்பட்ட பொருட்களின் சுற்றுப்பாதை தரவை பகுப்பாய்வு செய்ய மேம்பட்ட கணக்கீட்டு நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தியது.
“உள் கர்னலின்” முக்கியத்துவம், வெளிப்புற சூரிய குடும்பத்தின் பரிணாம வளர்ச்சியில் தற்போதைய கோட்பாட்டு மாதிரிகளுக்கு அது முன்வைக்கும் சவாலில் உள்ளது. இந்த கட்டமைப்பை உருவாக்கும் பொருட்களின் சுற்றுப்பாதை பண்புகள் முன்பு கற்பனை செய்ததை விட மிகவும் அமைதியான கடந்த காலத்தை பரிந்துரைக்கின்றன, இது மாபெரும் கிரகங்களின் இடம்பெயர்வு மற்றும் நமது அண்ட சுற்றுப்புறத்தின் இறுதி கட்டிடக்கலை பற்றிய புதிய கேள்விகளை எழுப்புகிறது. 2011 ஆம் ஆண்டு முதல் அறியப்பட்ட மற்றொரு ஒத்த கிளஸ்டருக்கு அருகாமையில் இருப்பது புதிருக்கு கூடுதல் சிக்கலான தன்மையை சேர்க்கிறது.
கண்டுபிடிப்புக்குப் பின்னால் உள்ள வழிமுறை
இத்தகைய நுட்பமான கட்டமைப்பை அடையாளம் காண்பது சுற்றுப்பாதை தரவுகளின் எளிய காட்சி கண்காணிப்பின் விளைவாக இல்லை, மாறாக அதிநவீன இயந்திர கற்றல் வழிமுறைகளின் பயன்பாடு ஆகும். பிரின்ஸ்டன் குழு DBSCAN எனப்படும் அடர்த்தி-அடிப்படையிலான கிளஸ்டரிங் நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தியது, இது பரந்த தரவுத் தொகுப்புகளில் க்ளஸ்டர்களைக் கண்டறிய வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. 1,650 கிளாசிக்கல் கைபர் பெல்ட் பொருள்களின் சுற்றுப்பாதை உறுப்புகளுடன் அல்காரிதத்தை ஊட்டுவதன் மூலம், அமைப்பு இப்போது “உள் கர்னல்” என்று அழைக்கப்படும் முரண்பாடான செறிவை அடையாளம் காண முடிந்தது. இந்த அணுகுமுறை விஞ்ஞானிகளை மனிதக் கண்ணுக்குத் தெரியாத வடிவங்களைக் கண்டறிய அனுமதிக்கிறது, இது வெளிப்புற சூரிய மண்டலத்தின் வெளிப்படையான குழப்பத்தில் மறைக்கப்பட்ட ஒழுங்கை வெளிப்படுத்துகிறது.
பகுப்பாய்வின் துல்லியத்தை உறுதிப்படுத்தவும், சாத்தியமான சிதைவுகளை அகற்றவும், ஆராய்ச்சியாளர்கள் முன்னர் தரவை செயலாக்கினர். அவர்கள் ஒரு பேரிசென்ட்ரிக் ஒருங்கிணைப்பு அமைப்பைப் பயன்படுத்தி அனைத்து சுற்றுப்பாதைகளையும் மீண்டும் கணக்கிட்டனர், இது சூரியன் மட்டுமல்ல, முழு சூரிய குடும்பத்தின் வெகுஜன மையத்தையும் அதன் குறிப்பு புள்ளியாகக் கொண்டுள்ளது. இந்த அணுகுமுறை மிகவும் முக்கியமானது, ஏனெனில் இது வியாழன் மற்றும் சனி போன்ற மாபெரும் கிரகங்கள் சூரியனில் செலுத்தும் ஈர்ப்பு விசையை வடிகட்டுகிறது, இது சிறிய மற்றும் அதிக தொலைதூர பொருட்களின் சுற்றுப்பாதைகளின் கணக்கீட்டை பாதிக்கிறது. “சுத்தமான” தரவு மூலம், அல்காரிதம் ஏற்கனவே அறியப்பட்ட கருவின் இருப்பை உறுதிப்படுத்த முடிந்தது மற்றும் குழுவை ஆச்சரியப்படுத்தும் வகையில், அதிக புள்ளியியல் முக்கியத்துவத்துடன் புதிய அருகிலுள்ள கட்டமைப்பை வெளிப்படுத்தியது.
உள் கர்னலின் சுற்றுப்பாதை பண்புகள்
“உள் கர்னலை” குறிப்பாக கவர்ச்சிகரமானதாக ஆக்குவது அதன் உறுப்புகளின் சுற்றுப்பாதைகள் ஆகும். முக்கிய அம்சம் அவற்றின் விதிவிலக்கான குறைந்த விசித்திரத்தன்மை ஆகும், அதாவது சூரியனைச் சுற்றியுள்ள பாதைகள் கிட்டத்தட்ட முழு வட்டமாக உள்ளன. இந்த பொருள்கள் அவற்றின் இருப்பு முழுவதும் மிகக் குறைவான ஈர்ப்புத் தொந்தரவைச் சந்தித்துள்ளன என்பதற்கு இது ஒரு வலுவான அறிகுறியாகும்.
இதனுடன், கிளஸ்டரில் உள்ள பொருள்கள் மிகவும் குறைந்த சுற்றுப்பாதை சாய்வைக் கொண்டுள்ளன. வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், அவை கிரகணத்திற்கு மிக அருகில் ஒரு விமானத்தில் நகரும், பூமி மற்றும் பிற கிரகங்கள் சூரியனைச் சுற்றி வரும் விமானம். இந்த சீரமைக்கப்பட்ட கட்டமைப்பு இது ஒரு “குளிர்” மக்கள்தொகை, அதாவது உருவானதில் இருந்து மாறாமல் உள்ளது என்ற கருத்தை வலுப்படுத்துகிறது.
வட்ட மற்றும் தட்டையான சுற்றுப்பாதைகளின் இந்த கலவையானது ஆதி நிலைத்தன்மையின் அறிகுறியாகும். நெப்டியூனின் செல்வாக்கால் பல கைபர் பெல்ட் பொருள்கள் அதிக நீளமான மற்றும் சாய்ந்த சுற்றுப்பாதையில் சிதறடிக்கப்பட்டாலும், “உள் கர்னலின்” உறுப்பினர்கள் குறிப்பிடத்தக்க வகையில் அமைதியான மற்றும் ஒழுங்கான நிலையில் இருந்ததாகத் தெரிகிறது.
இந்த ஒருங்கிணைந்த கட்டமைப்பின் உயிர்வாழ்வு வானியலாளர்களுக்கு ஒரு குறிப்பிடத்தக்க புதிராக உள்ளது. நெப்டியூனின் சுற்றுப்பாதைக்கு அருகாமையில், பாரம்பரிய மாதிரிகள் படி, மாறும் வகையில் பிராந்தியத்தை “சூடாக்க” வேண்டும், எந்த ஆதிகாலக் கிளஸ்டரையும் சிதறடிக்க வேண்டும். “உள் கர்னலின்” இருப்பு, கோள்களின் இடம்பெயர்வு செயல்முறைகள் முன்பு நினைத்ததை விட மென்மையாக இருந்திருக்கலாம் அல்லது சுற்றுப்பாதை பாதுகாப்பு வழிமுறைகள் செயல்பாட்டில் இருந்திருக்கலாம் என்று கூறுகிறது.
சூரிய குடும்பம் உருவாவதற்கான தாக்கங்கள்
“உள் கர்னலின்” கண்டுபிடிப்பு நெப்டியூனின் இடம்பெயர்வு வரலாற்றைப் புரிந்துகொள்வதில் ஆழமான தாக்கங்களைக் கொண்டுள்ளது. மிகவும் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட கோட்பாடு, நைஸ் மாடல் என்று அழைக்கப்படுபவற்றின் ஒரு பகுதி, நெப்டியூன் சூரியனுக்கு நெருக்கமாக உருவாகி அதன் தற்போதைய நிலைக்கு இடம்பெயர்ந்தது, இது ஒரு குழப்பமான செயல்முறையாகும், இது சிறிய பனிக்கட்டி உடல்களின் பரந்த மக்களை ஈர்ப்பு விசையால் தொந்தரவு செய்து, இன்று நாம் அறிந்தபடி கைபர் பெல்ட்டை உருவாக்குகிறது. இருப்பினும், “உள் கர்னல்” போல மென்மையானது மற்றும் இடையூறு இல்லாத ஒரு கிளஸ்டரின் இருப்பு இந்த சூழ்நிலையில் கடுமையான கட்டுப்பாடுகளை விதிக்கிறது. நெப்டியூனின் இடம்பெயர்வு மிகவும் மென்மையான மற்றும் குறைவான வன்முறைச் செயல்முறையாக இருந்திருக்கலாம் அல்லது ராட்சத கிரகத்தின் இயக்கத்தின் மோசமான விளைவுகளில் இருந்து காப்பிடப்பட்ட ஒரு நிலையான சுற்றுப்பாதை அதிர்வு மூலம் கிளஸ்டர் பாதுகாக்கப்பட்டது என்று கட்டமைப்பு தெரிவிக்கிறது. இந்த உட்கருவை உருவாக்கும் பொருள்கள் உண்மையான நேர காப்ஸ்யூல்களாக செயல்படுகின்றன, சூரிய மண்டலத்தின் இறுதி கட்டிடக்கலை வரையறுக்கப்படுவதற்கு முன்பு புரோட்டோபிளானட்டரி வட்டின் நிலைகளின் புதைபடிவ பதிவைப் பாதுகாக்கின்றன. அவை நாசாவின் நியூ ஹொரைசன்ஸ் ஆய்வு மூலம் பார்வையிட்ட பொருளான அர்ரோகோத்துக்கு ஒப்பானவை, இது ஒரு மென்மையான உருவாக்க வரலாற்றை வெளிப்படுத்தியது, இப்போது “உள் கர்னல்” இந்த அமைதியானது மொத்த மக்கள்தொகை பொருட்களின் அம்சமாக இருந்திருக்கலாம் என்பதற்கான சான்றுகளை வழங்குகிறது.
மற்ற அண்ட அமைப்புகளுடன் தொடர்புடைய வேறுபாடுகள்
“உள் கர்னல்” சூரிய குடும்பத்தில் உள்ள மற்ற அறியப்பட்ட அமைப்புகளிலிருந்து தன்னை தெளிவாக வேறுபடுத்திக் கொள்கிறது. அதன் முக்கிய வேறுபாடு “மோதல் குடும்பங்கள்” தொடர்பானது, அவை சிறுகோள்களின் குழுக்கள் அல்லது ஒரு வன்முறை தாக்கத்திற்குப் பிறகு ஒரு பெரிய உடலின் துண்டு துண்டாக இருந்து உருவாக்கப்பட்ட டிரான்ஸ்-நெப்டியூனியன் பொருள்கள். இத்தகைய குடும்பங்கள் அதிக சுற்றுப்பாதை சிதறல் மூலம் அடையாளம் காணப்படுகின்றன, ஏனெனில் மோதலின் ஆற்றல் துண்டுகளை பல்வேறு பாதைகளில் செலுத்துகிறது. புதிய கிளஸ்டர், மாறாக, ஒரு மோதலின் தோற்றத்தை நிராகரிக்கும் ஒரு சுற்றுப்பாதை ஒருங்கிணைப்பை வெளிப்படுத்துகிறது.
மேலும், 44 AU இல் அமைந்துள்ள அசல் “கர்னல்” உடன் ஒப்பிடும் போது, புதிய கொத்து இன்னும் கச்சிதமாகவும் சற்று அதிக வட்ட மற்றும் தட்டையான சுற்றுப்பாதைகளுடனும் தோன்றுகிறது. இந்த நுட்பமான வேறுபாடு காலப்போக்கில் தனித்துவமான தோற்றம் அல்லது வெவ்வேறு அளவிலான பாதுகாப்பைக் குறிக்கலாம், இது விஞ்ஞானிகளுக்கு கைபர் பெல்ட்டில் உள்ள உட்கட்டமைப்புகளின் பரிணாமத்தை ஆய்வு செய்ய ஒரு இயற்கை ஆய்வகத்தை வழங்குகிறது.
நெப்டியூன் உடன் அதிர்வு பங்கு
உள் கர்னலுக்கும் அசல் உட்கருவுக்கும் இடையில் காணப்பட்ட இடைவெளிக்கான சாத்தியமான விளக்கங்களில் ஒன்று நெப்டியூனுடன் சராசரி-இயக்க அதிர்வுகளின் தாக்கம் ஆகும். கருதுகோள் என்னவென்றால், 7:4 அதிர்வு, இதில் ஒரு பொருள் நெப்டியூனின் ஒவ்வொரு நான்குக்கும் ஏழு சுற்றுப்பாதைகளை நிறைவு செய்கிறது, இது ஒரு வகையான டைனமிக் தடையாக செயல்படுகிறது, ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிலான விண்வெளியில் இருந்து பொருட்களை துடைக்கிறது மற்றும் அதே நேரத்தில், இரு கொத்துகளுக்கு இடையே உள்ள இடைவெளியை விளக்குகிறது.
துல்லியமான சுற்றுப்பாதை தரவுகளின் முக்கியத்துவம்
வானியல் தரவுகளின் தரம் மற்றும் அளவு ஆகியவற்றின் அதிவேக அதிகரிப்பால் மட்டுமே இத்தகைய மங்கலான கட்டமைப்பைக் கண்டறிவது சாத்தியமானது. பகுப்பாய்வு “பல-எதிர்ப்பு” அவதானிப்புகள் கொண்ட பொருட்களை மட்டுமே அடிப்படையாகக் கொண்டது, அதாவது அவை பல ஆண்டுகளாக கண்காணிக்கப்பட்டு, அவற்றின் பாதைகளை மிகவும் துல்லியமாக கணக்கிட அனுமதிக்கிறது.
பொருள்களின் நிலை மற்றும் வேகத்தை ஒருங்கிணைக்கும் கட்ட இடைவெளி என்று அழைக்கப்படுவதை பகுப்பாய்வு செய்ய கணக்கீட்டு கருவிகளுக்கு இந்த துல்லியம் அவசியம். உயர்தர தரவு இல்லாமல், “உள் கர்னல்” போன்ற நுட்பமான கொத்துகள் சுற்றுப்பாதை நிச்சயமற்ற சத்தத்தில் மறைந்திருக்கும்.
கைபர் பெல்ட் பொருட்களின் தற்போதைய பட்டியல் 2011 இல் முதல் “கர்னல்” அடையாளம் காணப்பட்டதை விட மிகவும் பணக்காரமானது மற்றும் துல்லியமானது. இந்த தொழில்நுட்ப மற்றும் அவதானிப்பு முன்னேற்றம் தான் பிரின்ஸ்டன் குழுவை மிகவும் வலுவான பகுப்பாய்வை செய்ய அனுமதித்தது மற்றும் சூரிய குடும்பத்தின் உருவாக்கம் பற்றிய புதிரில் இந்த புதிய பகுதியை வெளிப்படுத்தியது.
வேரா சி. ரூபின் ஆய்வகத்துடன் கூடிய அவதானிப்புகளின் எதிர்காலம்
சிலியில் உள்ள வேரா சி. ரூபின் ஆய்வகத்தில் செயல்படத் தொடங்க வானியல் சமூகம் மிகுந்த எதிர்பார்ப்புடன் காத்திருக்கிறது. அதன் முதன்மைத் திட்டமான லெகசி சர்வே ஆஃப் ஸ்பேஸ் அண்ட் டைம் (எல்எஸ்எஸ்டி), தென் அரைக்கோள வானத்தை ஒரு தசாப்தத்திற்கு முன்னோடியில்லாத ஆழம் மற்றும் துல்லியத்துடன் மீண்டும் மீண்டும் வரைபடமாக்கும், சூரிய குடும்பத்தில் சிறிய உடல்கள் பற்றிய ஆய்வில் ஒரு புரட்சியை உறுதியளிக்கிறது.
கைப்பர் பெல்ட்டில் பல்லாயிரக்கணக்கான புதிய பொருட்களைக் கண்டறியும் திறனை LSST கொண்டுள்ளது, புள்ளியியல் ஆய்வுகளுக்குக் கிடைக்கும் மாதிரி அளவை வியத்தகு முறையில் அதிகரிக்கிறது. புதிய தரவுகளின் இந்த பனிச்சரிவு மூலம், விஞ்ஞானிகள் உள் கர்னலின் இருப்பு மற்றும் தன்மையை உறுதிப்படுத்துவது மட்டுமல்லாமல், இன்னும் கண்டுபிடிக்கப்படாத பிற உட்கட்டமைப்புகளைத் தேடி, நமது அண்ட வீட்டின் மாறும் வரலாற்றின் மிகவும் விரிவான மற்றும் முழுமையான படத்தை வரைவார்கள்.
