चित्र: Hα नीले पंख की छवि जिसमें एक छोटा लूप (काले तीर द्वारा इंगित लम्बा चमकीला भाग) दिखाया गया है। पृष्ठभूमि छवि NASA के SDO उपग्रह के साथ अत्यधिक-UV में ली गई है, जिसमें बड़े सौर कोरोनल लूप दिखाई दे रहे हैं। डेटा स्रोत: SDO/AIA और BBSO/GST.
खगोलविदों की एक नई खोज से सूर्य के वायुमंडल की निचली परतों में छोटे प्लाज्मा लूपों की एक चमकदार दुनिया का पता चलता है । ये इतने छोटे और अल्पकालिक हैं कि वे अब तक छिपे हुए थे। हालाँकि, वे सूर्य के सबसे गहरे रहस्यों में से एक के सुराग रखते हैं – यह कैसे चुंबकीय ऊर्जा को संग्रहीत करता है और मुक्त करता है।
यद्यपि सूर्य हमारी आंखों को शांत दिखाई देता है, लेकिन सूर्य की चमकती सतह के पीछे एक अपेक्षाकृत कम घना, किन्तु अत्यधिक गतिशील वायुमंडल है, जो प्लाज्मा से बना है तथा चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा आकारित है।
सूर्य की बाहरी परत की सबसे आकर्षक विशेषताओं में से एक है कोरोनल लूप, जो गर्म प्लाज्मा की चाप जैसी सुंदर संरचनाएं हैं, जो दस लाख डिग्री से अधिक तापमान पर चमकती हैं।
यद्यपि सौर प्रभामंडल या बाह्य वायुमंडल में इन बड़े वृत्तों का अध्ययन लंबे समय से किया जा रहा है, तथापि वैज्ञानिक अब इन वृत्तों के लघु प्रतिरूपों पर भी ध्यान दे रहे हैं।
ये लघु लूप लगभग 3,000-4,000 किलोमीटर लंबे हैं (लगभग कश्मीर से कन्याकुमारी तक की दूरी)। हालाँकि, इनकी चौड़ाई 100 किलोमीटर से भी कम है। इससे इनका अध्ययन करना चुनौतीपूर्ण हो जाता है, क्योंकि ये सूर्य के वायुमंडल की निचली परतों में छिपे रहते हैं और पहले की दूरबीनों द्वारा ज़्यादातर इनका पता नहीं लगाया जा सका है।
विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विभाग (डीएसटी) के स्वायत्त संस्थान, भारतीय खगोल भौतिकी संस्थान (आईआईए) के खगोलविदों और उनके सहयोगियों ने इन रहस्यमय संरचनाओं को देखने के लिए उच्च-रिज़ॉल्यूशन इमेजिंग और स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग किया।
“ये छोटे-छोटे लूप बहुत तेज़ी से जीवित रहते हैं – और कम उम्र में ही मर जाते हैं, जो सिर्फ़ कुछ ही मिनटों तक चलते हैं, जिससे उन्हें देखना और उनकी भौतिक उत्पत्ति की व्याख्या करना बेहद मुश्किल हो जाता है। हालाँकि वे छोटे हैं, लेकिन जब सूर्य को समझने की बात आती है तो ये लूप अपने वजन से ज़्यादा असर दिखाते हैं। वे इस बात की नई झलक देते हैं कि कैसे चुंबकीय ऊर्जा को छोटे पैमाने पर सौर वायुमंडल में संग्रहीत और छोड़ा जाता है”, आईआईए में पीएचडी की छात्रा और इस परिणाम पर प्रकाशित पेपर की पहली लेखिका अन्नू बुरा ने कहा।
टीम ने इन छोटे पैमाने के कोरोनल लूप्स की जांच करने के लिए अत्याधुनिक दूरबीनों के संयोजन का उपयोग किया। उन्होंने कई तरंग दैर्ध्य में इन लूप्स का पता लगाने के लिए BBSO में गुड सोलर टेलीस्कोप, नासा के इंटरफेस रीजन इमेजिंग स्पेक्ट्रोग्राफ (IRIS) और सोलर डायनेमिक्स ऑब्जर्वेटरी (SDO) से डेटा को मिलाया। अन्नू बुरा ने कहा, “हमारे बहु-उपकरण अवलोकन ने हमें न केवल दृश्य प्रकाश में बल्कि पराबैंगनी और अत्यधिक पराबैंगनी तरंग दैर्ध्य में भी लूप्स का विश्लेषण करने की अनुमति दी, जिससे क्रोमोस्फीयर, संक्रमण क्षेत्र और कोरोना, सूर्य के वायुमंडल की विभिन्न परतों में उनके व्यवहार का पता चला।”
हाइड्रोजन परमाणुओं से एच-अल्फा वर्णक्रम रेखा सौर क्रोमोस्फीयर की जांच के लिए एक महत्वपूर्ण रेखा है जो सूर्य की दृश्यमान सतह के ठीक ऊपर है। टीम ने पाया कि इस रेखा के लाल या लंबे तरंगदैर्ध्य वाले हिस्से में, ये लूप कोरोनल लूप के समान चमकीले, नाजुक चाप के रूप में दिखाई देते हैं और इन्हें पहली बार बहुत स्पष्ट रूप से देखा गया था।
” हमने आईआरआईएस स्पेक्ट्रोस्कोपिक डेटा का उपयोग करके स्पेक्ट्रल लाइन की चौड़ाई में भारी वृद्धि और स्पेक्ट्रल लाइनों में संकेतों को तीव्र किया, जो उनके मूल से जुड़े चुंबकीय क्षेत्रों के कारण अत्यधिक गैर-थर्मल प्रक्रियाओं का संकेत देता है। इस अवलोकन को चुंबकीय पुनर्संयोजन नामक एक जटिल प्लाज्मा प्रक्रिया के रूप में व्याख्या किया जा सकता है, जिसमें उलझी हुई चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ टूटती हैं और फिर से संरेखित होती हैं, जिससे ऊर्जा का विस्फोट होता है ,” आईआईए के एक संकाय सदस्य और अध्ययन के सह-लेखक तन्मय सामंत ने कहा।
तन्मय सामंत ने कहा, “हमने इन लूपों के शीर्ष से ऊपर की ओर प्लाज़्मा जेट्स को फूटते हुए देखा। ये जेट्स लूप्स के समान ही मूल स्रोत साझा करते हैं, जिससे पता चलता है कि वे दोनों एक ही विस्फोटक पुनर्संयोजन घटना द्वारा ट्रिगर किए गए हैं।” वास्तव में, उनका निर्माण सौर कोरोना में बड़े जेट्स के निर्माण जैसा ही है, जो संभवतः छोटे, लगभग अदृश्य सौर तंतुओं के विस्फोट से प्रेरित है।
इन लूपों के अंदर प्लाज़्मा के तापमान को समझने के लिए, टीम ने डिफरेंशियल एमिशन मेजर एनालिसिस नामक एक उन्नत तकनीक का इस्तेमाल किया। परिणामों से पता चला कि प्लाज़्मा का तापमान कई मिलियन डिग्री से ऊपर बढ़ रहा था – इतना गर्म कि यह अत्यधिक पराबैंगनी किरणों में चमक सकता था, जिसे SDO के वायुमंडलीय इमेजिंग असेंबली में देखा जा सकता था। “यह व्यवहार हैरान करने वाला है क्योंकि लूप की ऊंचाई लगभग 1 मिलियन मीटर है और यह क्रोमोस्फीयर के भीतर स्थित है, जहाँ प्लाज़्मा का घनत्व कोरोना से बहुत अधिक है। प्लाज़्मा को इतने गर्म तापमान पर गर्म करना काफी मुश्किल है”, IIA के एक संकाय सदस्य जयंत जोशी ने कहा । उन्होंने कहा, ” भविष्य के स्पेक्ट्रोस्कोपिक अवलोकन से हमें इस हैरान करने वाले व्यवहार को समझने में मदद मिल सकती है। “
भविष्य की बात करें तो, और भी अधिक स्पष्ट क्रोमोस्फेरिक इमेजर और अधिक संवेदनशील चुंबकीय क्षेत्र माप वाले भविष्य के टेलीस्कोप – जैसे कि भारत द्वारा प्रस्तावित 2-मीटर एपर्चर वाला नेशनल लार्ज सोलर टेलीस्कोप (NLST), जिसे लद्दाख में पैंगोंग झील के पास योजनाबद्ध किया गया है – इन छोटे पैमाने की सौर विशेषताओं के भीतर छिपे और भी रहस्यों को उजागर करने में मदद कर सकता है। यह अध्ययन द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल में प्रकाशित हुआ है।
चुम्बकीय प्लाज्मा लूप के इस मौलिक खगोलभौतिकीय विषय पर अध्ययन एक अंतरराष्ट्रीय टीम द्वारा किया गया, जिसका नेतृत्व आईआईए के अन्नू बुरा, तन्मय सामंत, जयंत जोशी तथा नासा, जर्मनी के मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर सोलर सिस्टम रिसर्च (एमपीएस) और अमेरिका के बिग बीयर सोलर ऑब्जर्वेटरी (बीबीएसओ) के सहयोगियों ने किया।
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एनकेआर/पीएसएम
