पृथ्वी के मैग्नेटोस्फीयर में सबस्ट्रोम या संक्षिप्त विक्षोम और परिणामी चुंबकीय क्षेत्र के द्विध्रुवीकरण (स्थानीय चुंबकीय क्षेत्र को विस्तारित पूंछ से अर्ध-द्विध्रुवीय की तरह पुन: कॉन्फ़िगर करना) आंतरिक मैग्नेटोस्फीयर में भारी आयन प्रवाह को बढ़ाता है, जिससे परिवर्तन को समझने और भविष्य में अंतरिक्ष मौसम के पूर्वानुमान की सटीकता को बेहतर बनाने में मदद मिल सकती है।

मैग्नेटोस्फेरिक सबस्ट्रोम एक कम समय वाली प्रक्रिया है जो इंटरप्लेनेटरी मैग्नेटिक फील्ड (आईएमएफ) के परिमाण और दिशा, सौर हवा की गति और सौर हवा के गतिशील दबाव पर निर्भर करती है। आईएमएफ की दक्षिण दिशा भूमिगत सबस्ट्रोम आने की एक आवश्यक शर्त है क्योंकि यह दिन के मैग्नेटोस्फीयर में चुंबकीय पुन: संयोजन का कारण बनती है। आमतौर पर, सबस्ट्रोम की औसत अवधि लगभग 2-4 घंटे होती है। ऐसी प्रक्रिया के दौरान सौर हवा और मैग्नेटोस्फीयर के बीच संयोजन से एक महत्वपूर्ण मात्रा में ऊर्जा (लगभग 10¹⁵ जे) निकलती  है। समय के साथ-साथ यह ऊर्जा आखिर में  आंतरिक मैग्नेटोस्फीयर में जमा हो जाती है।

रेडिएशन बेल्ट स्टॉर्म प्रोब्स (आरबीएसपी) स्पेस क्रॉफ्ट पर हीलियम, ऑक्सीजन, प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन (एचओपीई) मास स्पेक्ट्रोमीटर और इलेक्ट्रिक और मैग्नेटिक फील्ड इंस्ट्रूमेंट सूट और इंटीग्रेटेड साइंस (ईएमएफआईएसआईएस) उपकरण से प्राप्त डेटा का उपयोग करते हुए भारतीय भू-चुंबकत्व संस्थान (विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग के एक स्वायत्त संस्थान) के वैज्ञानिकों ने 2018 की अवधि के लिए 22 सबस्ट्रोम घटनाओं का एक सांख्यिकीय अध्ययन किया। उन्होंने चुंबकीय क्षेत्र द्विध्रुवीकरण की महत्वपूर्ण विशेषताओं जैसे समय पैमाना और ऊर्जावान O+ H+ आयन फ्लक्स से संबंधित वृद्धि की जांच की।

एडवांसेज इन स्पेस रिसर्च जर्नल में प्रकाशित अध्ययन से वैज्ञानिकों को सबस्ट्रोम के दौरान आयनों के परिवहन और त्वरण में प्लाज्मा शीट की भूमिका को समझने में मदद मिली। आयन फ्लक्स विविधताओं पर इस तरह के अध्ययन पृथ्वी के अपेक्षाकृत नजदीकी बाहरी अंतरिक्ष में प्लाज्मा को समझने में मदद करते हैं (जियोस्पेस, वह क्षेत्र जहां जीपीएस उपग्रह और भूस्थैतिक कक्षा उपग्रह उड़ रहे हैं) क्योंकि यह आमतौर पर H+ आयनों से बना होता है। हालाँकि, कभी-कभी O+ आयनों का अनुपात अचानक बढ़ जाता है। इन O+ आयनों की उपस्थिति जियोस्पेस की प्लाज्मा गतिशीलता को बदल देती है।

इस तरह के अध्ययन घटना को सटीक रूप से समझने और भविष्य में अंतरिक्ष मौसम पूर्वानुमान की सटीकता को बेहतर करने के लिए आयन संरचना परिवर्तन के कारण और क्षेत्र का पता लगाने में मदद कर सकते हैं।

प्रकाशन लिंक: https://doi.org/10.1016/j.asr.2023.07.011

चित्र: आरबीएसपी- ए,  19 अगस्त 2018 को 22:16-22:46 यूटी के दौरान डेटा ।

ऊपर से नीचे तक प्रदर्शित हैं (ए) H+ आयनों के लिए ऊर्जा समय स्पेक्ट्रोग्राम, (बी) ओ ⁺ आयनों के लिए ऊर्जा समय स्पेक्ट्रोग्राम , (सी) ओ ⁺ / एच ⁺ फ्लक्स अनुपात, (डी) डी बी _एक्स , (ई) डी बी _जेड , और (एफ) डब्ल्यूपी इंडेक्स। इससे पता चलता है कि सबस्टॉर्म शुरुआत (ऊर्ध्वाधर काली रेखा) के बाद, ओ ⁺ आयन प्रवाह पैनल (डी) और पैनल (ई) में चुंबकीय क्षेत्र के उतार-चढ़ाव के साथ-साथ पैनल (एफ) में डब्ल्यूपी सूचकांक में वृद्धि के साथ बढ़ता है।

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