सूरज की अदृश्य सीमा का सबसे सटीक नक्शा तैयार, वैज्ञानिकों ने खोला बड़ा रहस्य

पूरे सोलर सिस्टम में फैले स्पेसक्राफ्ट की मिली-जुली ताकत का इस्तेमाल करके, वैज्ञानिकों ने उस सीमा का अब तक का सबसे डिटेल्ड मैप बनाया है, जहाँ सूरज का मैग्नेटिक खिंचाव अब सोलर विंड को तेज़ नहीं करता। इसे अल्फ़वेन सतह कहा जाता है, और रिसर्चर्स ने न सिर्फ़ इसका आकार मैप किया है, बल्कि यह भी मैप किया है कि सोलर साइकिल 25 के पहले आधे हिस्से में यह आकार कैसे बदला – यह सोलर एक्टिविटी का मौजूदा साइकिल है, जिसमें सनस्पॉट, फ्लेयर और कोरोनल मास इजेक्शन एक्टिविटी 11 सालों में चरम पर पहुँचती है और फिर कम हो जाती है। यह पहली बार है जब इस बदलती हुई संरचना को कई स्पेसक्राफ्ट के माप से लगातार फिर से बनाया गया है, जो सूरज के बहुत गर्म वातावरण को समझने के लिए ज़रूरी जानकारी देता है। हार्वर्ड और स्मिथसोनियन सेंटर फॉर एस्ट्रोफिजिक्स (CfA) के एस्ट्रोफिजिसिस्ट सैम बैडमैन, जो इस स्टडी के पहले लेखक हैं, कहते हैं, “अल्फ़वेन सतह के बहुत नीचे से पार्कर सोलर प्रोब का डेटा सूरज के कोरोना के बारे में बड़े सवालों के जवाब देने में मदद कर सकता है, जैसे कि यह इतना गर्म क्यों है।”

“लेकिन उन सवालों के जवाब देने के लिए, हमें पहले यह जानना होगा कि सीमा ठीक कहाँ है।” एक एस्ट्रोफिजिकल सीमा को आमतौर पर उस बिंदु के रूप में परिभाषित किया जाता है जहाँ उस क्षेत्र के व्यवहार को नियंत्रित करने वाले फिजिक्स बदल जाते हैं। अल्फ़वेन सतह के मामले में – एक ऐसी सीमा जिसके बारे में वैज्ञानिक दशकों से जानते हैं – यह वह पॉइंट ऑफ़ नो रिटर्न है जहाँ सूरज का मैग्नेटिक प्रभाव इतना कमज़ोर हो जाता है कि सोलर मटीरियल की लहरें अब सूरज की ओर वापस नहीं जा सकतीं, और बाहर निकलने वाली सोलर विंड अब मैग्नेटिक रूप से सूरज से जुड़ी नहीं रहती है। सोलर विंड सूरज से लगातार निकलने वाले कणों की एक धारा है जो पूरे सोलर सिस्टम में बहती है। हालाँकि यह अल्फ़वेन सतह के नीचे से निकल सकती है, लेकिन यह सतह वह इंटरफ़ेस है जहाँ हवा मैग्नेटिक रूप से निर्देशित प्रवाह से स्वतंत्र रूप से बहने वाले प्रवाह में बदल जाती है।

यह इंटरफ़ेस कैसे झाग बनाता है और स्पाइक्स बनाता है, और फैलता और सिकुड़ता है, यह इस बात पर असर डालता है कि यह पृथ्वी और दूसरे ग्रहों के साथ कैसे इंटरैक्ट करता है, जो अंतरिक्ष के मौसम में एक अहम भूमिका निभाता है जो हमारी दुनिया में कम्युनिकेशन टेक्नोलॉजी, पावर ग्रिड और सैटेलाइट ऑपरेशन को प्रभावित कर सकता है। इसके अलावा, सूरज पूरे ब्रह्मांड का एकमात्र तारा है जिसके लिए हमारे पास अल्फ़वेन सतह को सीधे मापने के उपकरण हैं। खैर, खास तौर पर एक उपकरण: पार्कर सोलर प्रोब। 2021 से, पार्कर ने अल्फ़वेन सतह के नीचे बार-बार गोते लगाए हैं, और ऐसा डेटा भेजा है जिसे वैज्ञानिकों ने अब सब-अल्फ़वेनिक डायनामिक्स की साफ़ सैंपलिंग के रूप में पहचाना है। CfA के खगोलशास्त्री माइकल स्टीवंस कहते हैं, “यह काम बिना किसी शक के दिखाता है कि पार्कर सोलर प्रोब हर ऑर्बिट के साथ उस क्षेत्र में गहराई तक जा रहा है जहाँ सौर हवा पैदा होती है।”

“अब हम एक रोमांचक दौर की ओर बढ़ रहे हैं जहाँ [प्रोब] सीधे देखेगा कि जब सूरज अपने एक्टिविटी साइकिल के अगले चरण में जाता है तो वे प्रक्रियाएँ कैसे बदलती हैं।” रिसर्चर्स ने पेरिहेलियन मुलाकातों के दौरान प्रोब द्वारा इकट्ठा किए गए डेटा का अध्ययन किया: सौर वायुमंडल में गहरे गोते। उन्होंने इस डेटा को सोलर ऑर्बिटर के ऑब्ज़र्वेशन के साथ क्रॉस-रेफरेंस किया, जो सूरज का सुरक्षित दूरी से अध्ययन करता है, साथ ही L1 लैग्रेंज पॉइंट पर बैठे तीन स्पेसक्राफ्ट के साथ भी। यह L1 लैग्रेंज पॉइंट पृथ्वी और सूरज के बीच एक ग्रेविटेशनल रूप से स्थिर क्षेत्र है जो दोनों पिंडों के बीच प्रतिस्पर्धी ग्रेविटेशनल इंटरैक्शन और सेंट्रिपेटल बलों के संयोजन से बनता है। इन तीन स्पेसक्राफ्ट ने बाहर निकलने वाली सौर हवा की गति, घनत्व, तापमान और चुंबकीय क्षेत्र पर डेटा प्रदान किया। निष्कर्षों से पता चला कि, अपनी अधिकांश पेरिहेलियन मुलाकातों में, पार्कर ने उथल-पुथल वाली अल्फ़वेन सतह में उभारों को छुआ।

केवल अपने दो सबसे गहरे गोतों के दौरान, जो सौर अधिकतम के बीच में लिए गए थे – सूरज के 11-वर्षीय एक्टिविटी साइकिल का चरम – प्रोब ने अल्फ़वेन सतह के नीचे गहराई तक गोता लगाया। छह वर्षों में इकट्ठा किया गया संयुक्त डेटा, जब सौर चक्र के पहले भाग में सूरज की एक्टिविटी बढ़ी, तो यह भी दिखाया कि सौर एक्टिविटी बढ़ने के साथ अल्फ़वेन सतह अपनी औसत ऊंचाई का लगभग 30 प्रतिशत तक फैल गई। मजबूत और कमजोर सौर चक्रों के लिए, प्रभाव तदनुसार बड़ा या छोटा होने की संभावना है। बैडमैनिक कहते हैं, “जैसे-जैसे सूरज एक्टिविटी चक्रों से गुजरता है, हम देख रहे हैं कि सूरज के चारों ओर अल्फ़वेन सतह का आकार और ऊंचाई बड़ी और अधिक नुकीली होती जा रही है।”

“वास्तव में हमने अतीत में यही भविष्यवाणी की थी, लेकिन अब हम इसकी सीधे पुष्टि कर सकते हैं।” ये निष्कर्ष वैज्ञानिकों को सूरज के भौतिकी को अधिक विस्तार से समझने में मदद करेंगे, खासकर पार्कर द्वारा इकट्ठा किए गए आगे के पेरिहेलियन डेटा के साथ जब सूरज सौर न्यूनतम में चला जाता है। इसका अन्य तारों के अध्ययन के लिए भी प्रभाव है। उदाहरण के लिए, अधिक मजबूत चुंबकीय तारों में बहुत बड़ी अल्फ़वेन सीमाएँ होने की संभावना है, जो करीब परिक्रमा करने वाली दुनिया को प्रभावित कर सकती हैं और संभवतः रहने की क्षमता में बाधा डाल सकती हैं। बैडमैन कहते हैं, “पहले, हम दूर से ही सूरज की बाउंड्री का अंदाज़ा लगा सकते थे, यह टेस्ट करने का कोई तरीका नहीं था कि हमारा जवाब सही है या नहीं, लेकिन अब हमारे पास एक सटीक मैप है जिसका इस्तेमाल हम सूरज की स्टडी करते समय उसे नेविगेट करने के लिए कर सकते हैं।” और, सबसे ज़रूरी बात यह है कि हम इसे बदलते हुए भी देख सकते हैं और उन बदलावों को क्लोज-अप डेटा से मिला सकते हैं। इससे हमें इस बात का कहीं ज़्यादा साफ़ अंदाज़ा होता है कि सूरज के चारों ओर असल में क्या हो रहा है। यह रिसर्च द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स में पब्लिश हुई है।

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