સ્ટ્રૉમગ્રેન ગોલક

January, 2009

સ્ટ્રૉમગ્રેન ગોલક  : નવસર્જિત દળદાર તારાઓને ફરતો, તેમના દ્વારા ઉત્સર્જિત X અને અલ્ટ્રાવાયોલેટ વિકિરણોના પ્રભાવ નીચે સર્જાતો સંપૂર્ણપણે વીજાણુ અવસ્થામાં પરિવર્તિત થયેલ હાઇડ્રોજન વાયુનો વિસ્તાર. [વધુ દળદાર તારાઓ ફરતો આ પ્રકારનો તારાની વધુ નજીક હિલિયમ વાયુનો વિસ્તાર પણ સર્જાય છે.]

સૂર્ય કરતાં ચારથી પાંચગણા દળદાર તારાઓ સૂર્ય કરતાં આશરે સોગણી માત્રામાં ઊર્જા ઉત્સર્જન કરતા હોય અને તેમની સપાટી, સૂર્યથી આશરે 6,000 ડિગ્રી કૅલ્વિન તાપમાનની સપાટી કરતાં ઘણી વધુ એવી ~ 30,000 ડિગ્રી જેવા તાપમાને હોય છે. ભૌતિક વિજ્ઞાનના ‘વીનનો સ્થાનાંતરનો નિયમ’ (Wien’s displacement law) નામે ઓળખાતા એક પ્રસિદ્ધ નિયમ અનુસાર જેમ તાપમાન વધુ તેમ સપાટી દ્વારા ઉત્સર્જાતાં વિકિરણોમાં ટૂંકી તરંગલંબાઈના વીજચુંબકીય તરંગોની માત્રા વધુ. (ક્વૉન્ટમવાદના સંદર્ભમાં આનો અર્થ એવો થાય કે વિકિરણો વધુ માત્રામાં ઊર્જાશીલ ફોટૉન-કણો ધરાવતાં હોય.) આવા દળદાર તારાઓ ખગોળવિજ્ઞાનમાં O અને B વર્ગના વર્ણપટીય વર્ગ(spectral class)માં આવે અને ઉપર જણાવ્યા અનુસાર તેમના દ્વારા ઉત્સર્જિત વિકિરણોની મહદ્અંશે વીજચુંબકીય વર્ણપટના X અને અલ્ટ્રાવાયોલેટ વિસ્તારમાં હોય. (સૂર્યનાં વિકિરણો મહદ્અંશે પ્રકાશી વિસ્તારમાં ઊર્જા ધરાવે છે.)

900 Å (Å એટલે સેન્ટિમિટરનો દસ કરોડમો ભાગ) અને તેથી ઓછી તરંગલંબાઈ સાથે સંકળાયેલ ફોટૉન-કણોની ઊર્જા એટલી માત્રાની હોય છે કે તે હાઇડ્રોજન વાયુના પરમાણુમાંથી ઇલેક્ટ્રૉનને અલગ કરીને તેનું વીજાણુમાં પરિવર્તન કરી શકે છે. આમ નવસર્જિત O અને B વર્ગના તારાઓ ફરતો, જે વાયુવાદળમાંથી તેમનું સર્જન થયું તે વાયુના આવરણનો હાઇડ્રોજન વાયુ વીજાણુ-સ્વરૂપમાં પરિવર્તિત થતાં, જે વીજાણુમય વાયુનો ગોળાકાર વિસ્તાર સર્જાય, તે તેનો સ્ટ્રૉમગ્રેન ગોલક કહેવાય. (પરમાણુસંખ્યાની દૃષ્ટિએ વાયુવાદળનો 90 % હિસ્સો તો હાઇડ્રોજન વાયુનો જ હોય છે.) અલબત્ત, આવો વિસ્તાર નવસર્જિત O અને B પ્રકારના તારા ફરતો જ હોય અને કાળક્રમે આવરણ અવકાશમાં વિખેરાઈ જતાં આવો વિસ્તાર ન રહે.

સ્ટ્રૉમગ્રેન ગોલકના વિસ્તારમાં, વીજાણુ-સ્વરૂપમાં ફેરવાયેલ હાઇડ્રોજન પરમાણુ (એટલે કે પ્રોટૉન) ફરીથી ઇલેક્ટ્રૉન સાથે સંયોજિત થતાં હાઇડ્રોજન વાયુના વર્ણપટની લિમન શ્રેણી (Lyman series) તરીકે ઓળખાતી શ્રેણીમાં ઉત્સર્જન કરે છે; પરંતુ આ ઉત્સર્જનની તરંગલંબાઈ સાથે સંકળાયેલ ફોટૉન-કણો ઓછી ઊર્જા ધરાવતા હોવાથી તે હવે હાઇડ્રોજન-પરમાણુના ઇલેક્ટ્રૉન છૂટા પાડી શકતા નથી. આ કારણથી વીજાણુમય વિસ્તાર નિશ્ચિત સીમા ધરાવતો ગોળાકાર વિસ્તાર જણાય છે, જેની બહારનો વિસ્તાર વીજભારરહિત હાઇડ્રોજન વાયુ ધરાવતો હોય છે. સ્ટ્રૉમગ્રેન ગોલકની ત્રિજ્યા તારા દ્વારા ઉત્સર્જિત શક્તિશાળી વિકિરણોની માત્રાના પ્રમાણમાં હોય છે. જેમ તારો વધુ દળદાર તેમ તેની ફરતે સર્જાતા સ્ટ્રૉમગ્રેન ગોલકની ત્રિજ્યા વધુ. તેમના ગોળાકાર સ્વરૂપને કારણે વીજાણુમય હાઇડ્રોજનના આ પ્રકારના વિસ્તારો, અન્ય પ્રકારે સર્જાતા વીજાણુમય હાઇડ્રોજનના વિસ્તાર(જે H II regions તરીકે સામાન્ય ઓળખ ધરાવે છે.)થી અલગ જાણી શકાય છે. સ્ટ્રૉમગ્રેન ગોલકની ત્રિજ્યાનો વાસ્તવિક વિસ્તાર સુનિશ્ચિત હોવાથી તેમના દેખીતા કોણીય માપના આધારે તેમનાં અંતર તારવી શકાય છે. આમ નવા સર્જાતા દળદાર તારાઓના વિસ્તારનાં અંતરો તારવવા માટે સ્ટ્રૉમગ્રેન ગોલકનાં અવલોકનો ઉપયોગી નીવડે છે.

સ્ટ્રૉમગ્રેન ગોલક સર્જાવા પાછળની પ્રક્રિયાની તારવણી 1930માં કૉપનહેગન ઑબ્ઝર્વેટરીના ખગોળવિજ્ઞાની બૅન્ટ ગૉગ સ્ટ્રૉમગ્રેને કરી હતી.

જ્યોતીન્દ્ર ન. દેસાઈ