एक नए अध्ययन में सूर्य में हीलियम की प्रचुरता का सटीक अनुमान लगाया गया है। यह सूर्य के प्रकाशमंडल की अपारदर्शिता का आकलन करने में एक बड़ा चरण सिद्ध हो सकता है।

खगोलविदों ने पारंपरिक रूप से सूर्य जैसे तारों के प्रकाशमंडल में हीलियम की प्रचुरता को हाइड्रोजन की तुलना में दसवां हिस्सा माना है, जो गर्म तारों, या सूर्य के बाहरी वायुमंडल (सौर कोरोना, सौर हवा) से या सूर्य के अंदरूनी हिस्से के भूकंप विज्ञान अध्ययनों से अनुमान लगाया गया है। हीलियम वर्णक्रमीय रेखाओं की अनुपस्थिति के कारण इनमें से कोई भी विधि प्रकाशमंडल के प्रत्यक्ष अवलोकन पर आधारित नहीं है।

हीलियम की प्रचुरता का सूर्य के प्रकाशमंडल में सटीक और विश्वसनीय माप आज भी खगोलविदों के लिए एक चुनौती बना हुआ है। सूर्य या किसी अन्य तारे में विभिन्न तत्वों की प्रचुरता का अनुमान उनकी अवशोषण वर्णक्रम रेखाओं से लगाया जाता है। हीलियम के सूर्य की दृश्य सतह या प्रकाशमंडल से कोई अवलोकनीय वर्णक्रम रेखाएँ उत्पन्न नहीं करने के कारण इसकी प्रचुरता का अनुमान आमतौर पर अप्रत्यक्ष साधनों के माध्यम से लगाया जाता है।

विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विभाग (डीएसटी) के स्वायत्त संस्थान भारतीय खगोल भौतिकी संस्थान (आईआईए) ने हाल ही में किए गए एक अध्ययन में सूर्य में हीलियम की प्रचुरता की सटीक गणना करने के लिए सूर्य के प्रेक्षित उच्च-रिज़ॉल्यूशन स्पेक्ट्रम में मैग्नीशियम और कार्बन विशेषताओं का उपयोग किया है। एस्ट्रोफिजिकल जर्नल में एक पेपर के रूप में प्रकाशित इस अध्ययन को भारतीय खगोल भौतिकी संस्थान के सत्यजीत मोहराना, बीपी हेमा और गजेंद्र पांडे ने किया है, जो बाद के दो लेखकों द्वारा विकसित एक पहले की नई विधि पर आधारित है। मोहराना आईआईएसईआर बरहामपुर के छात्र भी हैं।

प्रकाशित अध्ययन के प्रथम लेखक और वर्तमान में दक्षिण कोरिया के केएएसआई में पीएचडी विद्वान सत्यजीत मोहराणा ने कहा कि "एक नवीन और सुसंगत तकनीक का उपयोग करके, जिसके द्वारा उदासीन मैग्नीशियम और कार्बन परमाणुओं की वर्णक्रमीय रेखाओं को इन दो तत्वों के हाइड्रोजनीकृत अणुओं की रेखाओं के साथ सावधानीपूर्वक मॉडल किया जाता है, हम अब सूर्य के प्रकाशमंडल में हीलियम की सापेक्ष प्रचुरता को नियंत्रित करने में सक्षम हैं"।  

चित्र: विभिन्न हीलियम/हाइड्रोजन अनुपातों के लिए कार्बन (सीआई, सीएच और सी2 रेखाओं से) और मैग्नीशियम (एमजीI और एमजीएचरेखाओं से) की प्रचुरता

बीपी हेमा ने कहा, "हमने सूर्य के फोटोस्फेरिक स्पेक्ट्रम से तटस्थ मैग्नीशियम की रेखाओं और एमजीएच अणु की अधीनस्थ रेखाओं, और तटस्थ कार्बन और सीएच और सी2 अणुओं की अधीनस्थ रेखाओं का विश्लेषण किया।" यह स्पेक्ट्रल लाइनों के निर्माण में शामिल विभिन्न मापदंडों की सावधानीपूर्वक गणना करके किया गया था। फिर उन्होंने डेटा को समतुल्य चौड़ाई विश्लेषण और स्पेक्ट्रम संश्लेषण के अंतर्गत किया।

उन्होंने बताया, " तटस्थ परमाणु रेखा से प्राप्त मैग्नीशियम की प्रचुरता अनिवार्य रूप से इसकी हाइड्रोजनीकृत आणविक रेखा से प्राप्त प्रचुरता के अनुरूप होनी चाहिए।" इसी तरह, इसकी तटस्थ परमाणु रेखा से प्राप्त कार्बन की प्रचुरता इसकी आणविक रेखाओं से प्राप्त प्रचुरता के अनुरूप होनी चाहिए। इन दोनों तत्वों की प्रत्येक रेखा से उनकी प्रचुरता का अनुमान, बदले में, हाइड्रोजन की प्रचुरता पर निर्भर करता है। चूँकि हीलियम हाइड्रोजन के बाद सूर्य में दूसरा सबसे प्रचुर तत्व है, इसलिए हीलियम की प्रचुरता हाइड्रोजन की प्रचुरता से जुड़ी हुई है। यह इस पद्धति का मूल सिद्धांत है।

मोहराना बताते हैं, "उदाहरण के लिए, अगर हीलियम को थोड़ा ज़्यादा प्रचुर मात्रा में माना जाता है, तो यह आनुपातिक रूप से हाइड्रोजन की प्रचुरता को कम कर देगा, जिससे सूर्य के प्रकाशमंडल की अपारदर्शिता कम हो जाएगी और मैग्नीशियम और कार्बन के साथ अणु बनाने के लिए हाइड्रोजन की उपलब्धता कम हो जाएगी"। धातु हाइड्राइड (जैसे एमजीएच या सीएच) लाइन के लिए, कम सातत्य अवशोषण और लाइन की कम अवशोषण शक्ति के संयुक्त प्रभाव के लिए समान देखी गई लाइन शक्ति को फिट करने के लिए बढ़ी हुई धातु प्रचुरता की आवश्यकता होती है।

गजेंद्र पांडे ने कहा, "हमारे विश्लेषण में, हमने परमाणु और आणविक रेखाओं से हीलियम से हाइड्रोजन की सापेक्ष प्रचुरता के विभिन्न मूल्यों के लिए एमजी और सी की अपेक्षित प्रचुरता की गणना की।" एमजी और सी की प्रचुरता को उनके संबंधित परमाणु और आणविक विशेषताओं से मेल खाने के लिए, हीलियम से हाइड्रोजन अनुपात जो हम अनुमान लगाते हैं वह 0.1 के मान के अनुरूप है।

बीपी हेमा ने कहा कि "हमारे द्वारा प्राप्त हीलियम/एच अनुपात विभिन्न हीलियोसिस्मोलॉजिकल अध्ययनों के माध्यम से प्राप्त परिणामों के काफी समान हैं, जो सौर हीलियम-से-हाइड्रोजन अनुपात निर्धारित करने में हमारी नई तकनीक की विश्वसनीयता और सटीकता को दर्शाता है। यह अध्ययन इस बात की भी पुष्टि करता है कि व्यापक रूप से माना और अपनाया गया (हीलियम/एच) अनुपात 0.1 हमारे मापों से काफी समान है।

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एमजी/केसी/एजे 

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