सूर्य के वातावरण को कोरोना कहा जाता है। इसमें एक विद्युत आवेशित गैस होती है जिसे प्लाज़्मा के नाम से जाना जाता है और इसका तापमान लगभग दस लाख डिग्री सेल्सियस होता है।
इसका तापमान एक स्थायी रहस्य है क्योंकि सूर्य की सतह केवल 6000 डिग्री के आसपास है। कोरोना को सतह से ठंडा होना चाहिए क्योंकि सूर्य की ऊर्जा इसके मूल में परमाणु भट्टी से आती है, और चीजें गर्मी स्रोत से जितनी दूर होती हैं, स्वाभाविक रूप से ठंडी होती जाती हैं। फिर भी कोरोना सतह से 150 गुना अधिक गर्म है।
प्लाज्मा में ऊर्जा स्थानांतरित करने की एक अन्य विधि काम पर होनी चाहिए, लेकिन क्या?
यह लंबे समय से संदेह है कि सौर वातावरण में अशांति के परिणामस्वरूप कोरोना में प्लाज्मा का महत्वपूर्ण ताप हो सकता है। लेकिन जब इस घटना की जांच करने की बात आती है, तो सौर भौतिकविदों को एक व्यावहारिक समस्या का सामना करना पड़ता है: केवल एक अंतरिक्ष यान के साथ उनके लिए आवश्यक सभी डेटा एकत्र करना असंभव है।
सूर्य की जांच करने के दो तरीके हैं: रिमोट सेंसिंग और इन-सीटू माप। रिमोट सेंसिंग में, अंतरिक्ष यान बहुत दूर स्थित होता है और विभिन्न तरंग दैर्ध्य में सूर्य और उसके वातावरण को देखने के लिए कैमरों का उपयोग करता है। इन-सीटू माप के लिए, अंतरिक्ष यान उस क्षेत्र से उड़ान भरता है जिसकी वह जांच करना चाहता है और अंतरिक्ष के उस हिस्से में कणों और चुंबकीय क्षेत्रों का माप लेता है।
दोनों दृष्टिकोणों के अपने फायदे हैं। रिमोट सेंसिंग बड़े पैमाने पर परिणाम दिखाता है लेकिन प्लाज्मा में होने वाली प्रक्रियाओं का विवरण नहीं दिखाता है। इस बीच, इन-सीटू माप प्लाज्मा में छोटे पैमाने की प्रक्रियाओं के बारे में अत्यधिक विशिष्ट जानकारी देते हैं लेकिन यह नहीं दिखाते कि यह बड़े पैमाने पर कैसे प्रभावित करता है।
पूरी तस्वीर प्राप्त करने के लिए दो अंतरिक्ष यान की आवश्यकता है। यह वही है जो वर्तमान में सौर भौतिकविदों के पास ईएसए के नेतृत्व वाले सोलर ऑर्बिटर अंतरिक्ष यान और नासा के पार्कर सोलर प्रोब के रूप में है। सोलर ऑर्बिटर को सूर्य के जितना करीब हो सके जाने के लिए डिज़ाइन किया गया है और यह इन-सीटू माप के साथ-साथ रिमोट सेंसिंग ऑपरेशन भी कर सकता है। पार्कर सोलर प्रोब अपने इन-सीटू मापन के लिए और भी करीब आने के लिए बड़े पैमाने पर सूर्य की रिमोट सेंसिंग को छोड़ देता है।
लेकिन उनके पूरक दृष्टिकोण का पूरा लाभ उठाने के लिए, पार्कर सोलर प्रोब को सोलर ऑर्बिटर के उपकरणों में से एक के दृश्य क्षेत्र के भीतर होना होगा। इस तरह से सोलर ऑर्बिटर पार्कर सोलर प्रोब द्वारा यथास्थान मापे जा रहे बड़े पैमाने के परिणामों को रिकॉर्ड कर सकता है।
टोरिनो के एस्ट्रोफिजिकल ऑब्जर्वेटरी में इटालियन नेशनल इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोफिजिक्स (आईएनएएफ) के शोधकर्ता डेनियल टेलोनी, सोलर ऑर्बिटर के मेटिस उपकरण के पीछे की टीम का हिस्सा हैं। मेटिस एक कोरोनाग्राफ है जो सूर्य की सतह से प्रकाश को रोकता है और कोरोना की तस्वीरें लेता है। यह बड़े पैमाने पर माप के लिए उपयोग करने के लिए एकदम सही उपकरण है और इसलिए डेनियल ने ऐसे समय की तलाश शुरू कर दी जब पार्कर सोलर प्रोब लाइन में आएगा।
उन्होंने पाया कि 1 जून 2022 को दोनों अंतरिक्ष यान लगभग सही कक्षीय विन्यास में होंगे। अनिवार्य रूप से, सोलर ऑर्बिटर सूर्य को देख रहा होगा और पार्कर सोलर प्रोब किनारे की ओर होगा, आश्चर्यजनक रूप से करीब होगा लेकिन मेटिस उपकरण के दृश्य क्षेत्र से बाहर होगा।
जैसे ही डेनियल ने समस्या को देखा, उन्हें एहसास हुआ कि पार्कर सोलर प्रोब को सामने लाने के लिए सोलर ऑर्बिटर के साथ थोड़ा सा जिम्नास्टिक करना होगा: 45 डिग्री का रोल और फिर इसे सूर्य से थोड़ा दूर करना।
लेकिन जब किसी अंतरिक्ष मिशन की प्रत्येक चाल की पहले से सावधानीपूर्वक योजना बनाई जाती है, और अंतरिक्ष यान स्वयं केवल बहुत विशिष्ट दिशाओं में इंगित करने के लिए डिज़ाइन किए जाते हैं, खासकर जब सूर्य की भयावह गर्मी का सामना करते हैं, तो यह स्पष्ट नहीं था कि अंतरिक्ष यान संचालन टीम इस तरह की अनुमति देगी एक विचलन. हालाँकि, एक बार जब हर कोई संभावित वैज्ञानिक वापसी के बारे में स्पष्ट हो गया, तो निर्णय स्पष्ट रूप से 'हाँ' था।
रोल और ऑफ़सेट पॉइंटिंग आगे बढ़ी; पार्कर सोलर प्रोब दृश्य के क्षेत्र में आया, और अंतरिक्ष यान ने एक साथ सौर कोरोना के बड़े पैमाने पर विन्यास और प्लाज्मा के माइक्रोफिजिकल गुणों का पहला एक साथ माप तैयार किया।
सोलर ऑर्बिटर और पार्कर सोलर प्रोब की कलाकार छाप
डेटा सेट के विश्लेषण का नेतृत्व करने वाले डेनियल कहते हैं, "यह काम कई लोगों के योगदान का परिणाम है।" उन्होंने कोरोनल हीटिंग दर का पहला संयुक्त अवलोकन और इन-सीटू अनुमान लगाया।
"सोलर ऑर्बिटर और पार्कर सोलर प्रोब दोनों का उपयोग करने की क्षमता ने वास्तव में इस शोध में एक पूरी तरह से नया आयाम खोल दिया है," अमेरिका के हंट्सविले में अलबामा विश्वविद्यालय के गैरी ज़ैंक और परिणामी पेपर के सह-लेखक कहते हैं।
वर्षों से सौर भौतिकविदों द्वारा की गई सैद्धांतिक भविष्यवाणियों के साथ नई मापी गई दर की तुलना करके, डेनियल ने दिखाया है कि ऊर्जा स्थानांतरित करने के एक तरीके के रूप में अशांति की पहचान करने में सौर भौतिक विज्ञानी लगभग निश्चित रूप से सही थे।
जिस विशिष्ट तरीके से अशांति उत्पन्न होती है वह उस समय से भिन्न नहीं है जब आप अपनी सुबह की कॉफी को हिलाते हैं। किसी तरल पदार्थ, चाहे वह गैस हो या तरल, के यादृच्छिक आंदोलनों को उत्तेजित करके, ऊर्जा को छोटे पैमाने पर स्थानांतरित किया जाता है, जो गर्मी में ऊर्जा परिवर्तन में परिणत होता है। सौर कोरोना के मामले में, द्रव भी चुंबकीय होता है, इसलिए संग्रहीत चुंबकीय ऊर्जा भी गर्मी में परिवर्तित होने के लिए उपलब्ध होती है।
बड़े पैमाने से छोटे पैमाने पर चुंबकीय और गति ऊर्जा का ऐसा स्थानांतरण अशांति का सार है। सबसे छोटे पैमाने पर, यह उतार-चढ़ाव को अंततः व्यक्तिगत कणों, ज्यादातर प्रोटॉन के साथ बातचीत करने और उन्हें गर्म करने की अनुमति देता है।
इससे पहले कि हम यह कह सकें कि सौर तापन की समस्या हल हो गई है, और अधिक काम करने की आवश्यकता है, लेकिन अब, डेनियल के काम के लिए धन्यवाद, सौर भौतिकविदों के पास इस प्रक्रिया का पहला माप है।
“यह पहला वैज्ञानिक मामला है। यह कार्य कोरोनल हीटिंग समस्या को हल करने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम का प्रतिनिधित्व करता है, ”प्रोजेक्ट वैज्ञानिक डैनियल मुलर कहते हैं।
स्रोत: यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी
