खगोलविदों ने कोडाइकनाल सौर वेधशाला से 100 वर्षों के सौर डेटा का उपयोग करके एक नए सहसंबंध की खोज की है, जो आगामी सौर चक्र की अधिकतम शक्ति का अनुमान लगाने में मदद करेगा और साथ ही अंतरिक्ष मौसम की भविष्यवाणी में भी मदद करेगा। सौर चक्र की जटिलता और अंतरिक्ष मौसम की भविष्यवाणी वर्तमान अनुसंधान के महत्वपूर्ण क्षेत्र हैं, जिनमें भारत भी शामिल है। अंतरिक्ष मौसम का संबंध सौर मंडल और उसके हेलियोस्फीयर में सूर्य और सौर पवन से प्रभावित होने वाली अलग-अलग स्थितियों से है।अंतरिक्ष मौसम के मुख्य घटक सौर पवन, कोरोनल मास इजेक्शन और सौर ज्वालाएं हैं। वे पृथ्वी के मैग्नेटोस्फीयर को संपीड़ित कर सकते हैं और भू-चुंबकीय तूफानों को सक्रिय कर सकते हैं, जो संचार और विद्युत संचरण को प्रभावित कर सकते हैं, अंतरिक्ष यान इलेक्ट्रॉनिक्स को नुकसान पहुंचा सकते हैं और अंतरिक्ष यात्रियों के जीवन को खतरे में डाल सकते हैं। इस प्रकार, अंतरिक्ष के मौसम का आधुनिक सभ्यता पर गहरा प्रभाव पड़ता है।

अंतरिक्ष का मौसम इस कारण जटिल है क्योंकि सूर्य की गतिविधि लगभग 11 साल के आवधिक चक्र का अनुसरण करती है, जिसे सूर्य की सतह पर देखे गए सनस्पॉट की संख्या में भिन्नता के संदर्भ में मापा जाता है। सौर चक्र के दौरान, सौर गतिविधियों में न्यूनतम गतिविधि की अवधि से अधिकतम गतिविधि की अवधि तक उतार-चढ़ाव होता है। यह अंतरिक्ष मौसम, पृथ्वी के वायुमंडल और जलवायु विविधताओं को प्रभावित करता है। सौर चक्र की शक्ति में चक्र-दर-चक्र परिवर्तन भी होता है, जो बदले में, संबंधित घटनाओं को प्रभावित करता है। इसलिए, सौर चक्र के आयाम की भविष्यवाणी करना खगोल भौतिकी में बड़ी चुनौतियों में से एक है।

खगोलविद अगले सौर चक्र की शक्ति का पूर्वानुमान लगाने के लिए कई अलग-अलग तरीकों का उपयोग करते हैं। इसमें डायनेमो मॉडल, बहिर्वेशन, पूर्ववर्ती विधियों आदि के आधार पर सैद्धांतिक गणना शामिल है। पूर्ववर्ती विधि सौर अधिकतम की शक्ति की भविष्यवाणी करने के लिए एक निर्दिष्ट समय पर सौर गतिविधि के कुछ माप के मूल्य का उपयोग करती है। सनस्पॉट के चारों ओर ध्रुवीय चुंबकीय क्षेत्र की ताकत न्यूनतम आम तौर पर अगले गतिविधि चक्र की शक्ति के पूर्ववर्ती के रूप में उपयोग की जाती है। ध्रुवीय क्षेत्रों के पास देखी जाने वाली उज्ज्वल चुंबकीय विशेषताओं को ध्रुवीय मुखास्थि कहा जाता है, जिन्हें ध्रुवीय चुंबकीय क्षेत्र के लिए सबसे अच्छा प्रॉक्सी माना जाता है। हाल ही में प्रकाशित एक कार्य में, विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विभाग की एक स्वायत्त संस्थान, भारतीय खगोल भौतिकी संस्थान, बेंगलुरु के शोधकर्ताओं ने पाया कि सौर चक्र के न्यूनतम वर्ष के दौरान सौर सतह पर सुपरग्रेन्युलर कोशिकाओं की चौड़ाई बाद के सौर चक्र के दौरान देखे गए अधिकतम सनस्पॉट की संख्या से संबंधित होती है। इस सरल विधि का उपयोग अंतरिक्ष मौसम पूर्वानुमान में किया जा सकता है।

वैज्ञानिकों ने 100 से अधिक वर्षों से आईआईए द्वारा संचालित कोडाइकनाल सौर वेधशाला में काम कर रहे दूरबीन का उपयोग करके लिए गए सीए-के आयन के 393.3 एनएम तरंगदैर्ध्य पर देखी गई सौर क्रोमोस्फेरिक छवियों का अध्ययन किया। वेधशाला से सार्वजनिक रूप से उपलब्ध डेटा (जो इस वर्ष 125 वर्ष मना रहा है) नौ से अधिक सौर चक्रों की अवधि के साथ, प्रत्येक चक्र लगभग 11 वर्षों तक फैला हुआ है, का उपयोग बड़े आकार (30,000 किमी) संवहनी पैटर्न का पता लगाने के लिए किया जाता है जिसे सुपरग्रेनुलेशन कहा जाता है। इन बड़े आकार की संवहनी कोशिकाओं की सीमाएं लगभग 5,000 किमी मोटी होती हैं और इन्हें सुपरग्रेन्युलर लेन कहा जाता है। सुपरग्रेन्युलर लेन की मोटाई सौर चक्र के अनुसार बदलती रहती है।

आईआईए के प्रोफेसर केपी राजू ने कहा, “हमारे विश्लेषण से पता चलता है कि इन सुपरग्रेन्युलर लेन की चौड़ाई सौर धब्बों की संख्या के साथ सकारात्मक रूप से सहसंबद्ध थी। हमने पाया कि सनस्पॉट चक्र मिनिमा की अवधि के दौरान मध्य अक्षांशों के पास प्राप्त सुपरग्रेन्युलर लेन चौड़ाई निम्नलिखित सौर धब्बा चक्र के आयाम से दृढ़ता से संबंधित है।”

प्रोफेसर जगदेव सिंह और प्रोफेसर मुथु प्रियाल के साथ अध्ययन के सह-लेखक प्रोफेसर बी.रवींद्र ने कहा “हम यह भी स्थापित करने में सक्षम हुए कि यह सहसंबंध अन्य समय में कमजोर या महत्वहीन होता है। सौर चक्र के अन्य समय के दौरान लेन की मोटाई में अगले चक्र की शक्ति पर पूर्वानुमानित शक्ति नहीं होती है।” इस प्रकार दो मापदंडों का मजबूत सहसंबंध अगले सनस्पॉट चक्र की शक्ति का अनुमान लगाने का एक आसान तरीका प्रदान करता है। एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स में प्रकाशित ये परिणाम अंतरिक्ष मौसम की भविष्यवाणियों और सौर विकिरण विविधताओं में महत्वपूर्ण हैं।

प्रकाशन लिंक: https://doi.org/10.3847/2041-8213/ad13e9

चित्र 1. एक नवंबर 1914 को कोडाइकनाल सौर वेधशाला दूरबीन से सीए-के वर्णक्रमीय रेखा में ली गई क्रोमोस्फीयर की तस्वीर।

चित्र 2: सुपरग्रेन्युलर लेन चौड़ाई और सनस्पॉट संख्या अधिकतम बनाम सौर अक्षांश के बीच तीन युगों के लिए सहसंबंध गुणांक के प्लॉट। यह स्पष्ट रूप से देखा गया है कि सहसंबंध केवल अधिकतम से पहले सनस्पॉट न्यूनतम वर्ष के दौरान मापी गई लेन की चौड़ाई के लिए है।

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