सूर्याचे ‘तरंगते पर्वत’ कसे टिकून राहतात हे स्पष्ट करण्यासाठी नवीन solar simulations

सूर्याचे दीर्घकाळचे कोडे आता अधिक स्पष्ट होत आहे

Solar prominences ही सूर्याची सर्वात नाट्यमय दिसणारी रचना आणि त्याच्या सर्वात हट्टी वैज्ञानिक कोड्यांपैकी एक आहे. या corona मध्ये, म्हणजे सूर्याच्या बाह्य वातावरणात, वर लटकलेल्या थंड plasma च्या प्रचंड कमानी किंवा ढग आहेत, जिथे तापमान एक दशलक्ष अंशांपेक्षा जास्त असते. तरीही prominence material स्वतः सुमारे दहा हजार अंशांवर असते, त्यामुळे ती आसपासच्या वातावरणापेक्षा खूपच थंड असते. Universe Today हे विरोधाभास ठळकपणे मांडते: हे जणू भट्टीमध्ये तरंगणाऱ्या हिमखंडासारखे आहे.

आता Max Planck Institute for Solar System Research मधील संशोधकांनी या रचनांचा कसा उगम होतो आणि त्या कशा टिकून राहतात याचे आतापर्यंतचे सर्वात वास्तववादी simulations तयार केले आहेत. हे नवीन काम महत्त्वाचे आहे, कारण prominences विचित्र आहेतच, पण त्याचे परिणामही महत्त्वाचे आहेत. जेव्हा त्या अस्थिर होऊन erupt होतात, तेव्हा त्या अवकाशात मोठ्या प्रमाणात charged material फेकू शकतात. ते material जर पृथ्वीशी संपर्कात आले, तर परिणाम सुंदर auroras पासून satellites आणि power systems वर परिणाम करणाऱ्या अडथळ्यांपर्यंत असू शकतात.

Prominences कशा तरंगत राहतात

मूळ भौतिक स्पष्टीकरण अनेक वर्षांपासून साधारणपणे समजले गेले आहे: magnetic fields plasma ला जागेवर धरून ठेवतात. सूर्याच्या पृष्ठभागातून वर येणाऱ्या magnetic force च्या loops अशा dips तयार करतात, जिथे थंड material साचू शकते. अधिक कठीण प्रश्न असा होता की prominences आठवडे किंवा महिन्याभर टिकून कशा राहतात. इतक्या मोठ्या आणि thermal दृष्ट्या अशा विसंगत रचनेस सतत आधाराची गरज असते. नवीन पुरवठा न मिळाल्यास ती विखुरली पाहिजे.

नवीन simulations अशा magnetic field geometry वर केंद्रित आहेत जी prominences शी वारंवार जोडली जाते: मधोमध dip असलेली double-arc configuration. model मध्ये prominence त्या dip मध्ये तयार होते आणि तिथेच अडकून राहते. source नुसार, या कामाला वेगळे करणारी गोष्ट म्हणजे त्याचा आवाका. simulations corona वर थांबत नाहीत. त्या सूर्याच्या visible surface खालील convection zone च्या भागांपासून बाह्य वातावरणाच्या थरांपर्यंत सर्व काही समाविष्ट करतात.

ही व्यापक मांडणी महत्त्वाची आहे, कारण यामुळे संशोधकांना सूर्याच्या खोल भागांतील प्रक्रिया वर दिसणारी रचना कशी टिकवतात हे पाहता येते. prominence ला corona मध्ये लटकलेल्या स्थिर वस्तूप्रमाणे न पाहता, model तिला वरच्या magnetic structures ना feed आणि disturb करणाऱ्या गतिमान अंतर्गत आणि खालच्या वातावरणाशी जोडते.

दोन प्रक्रिया एकत्र काम करत आहेत

Universe Today च्या अहवालानुसार, simulations दाखवतात की prominences टिकवण्यासाठी दोन प्रक्रिया एकत्र काम करतात. सूर्याच्या खालच्या वातावरणातील magnetic turbulence चे छोटे bursts material ला वरच्या दिशेने नेण्यास मदत करतात. त्याच वेळी, corona मधील magnetic structure एक trap देते, ज्यामुळे थंड plasma विखुरण्याऐवजी जमा राहू शकते.

हे संयोजन टिकून राहणे आणि कमकुवतपणा दोन्ही स्पष्ट करते. prominence एकाच वेळी पुरवठा आणि confinement मिळाल्यामुळे टिकू शकते. पण समतोल बदलला तर, तीच व्यवस्था eruption कडे वळू शकते. प्रत्यक्षात, यामुळे prominence research ही pure physics समस्या जितकी आहे, तितकीच space-weather issue देखील ठरते.

सूर्य केवळ दूरची, शैक्षणिक उत्सुकतेची वस्तू नाही. आधुनिक पायाभूत सुविधा solar disturbances ला संवेदनशील असतात. satellites, electrical grids, आणि communications systems यांवर गंभीर space-weather घटनांचा परिणाम होऊ शकतो. त्यामुळे prominences कशा तयार होतात, feed होतात, आणि अस्थिर होतात हे अधिक चांगल्या प्रकारे समजल्यास कालांतराने forecasting सुधारू शकते.

हे modeling पाऊल महत्त्वाचे का आहे

Simulation प्रगती अनेकदा टप्प्याटप्प्याने होते; पण काही प्रगती अशा कारणामुळे महत्त्वाच्या ठरतात की त्या समस्येच्या आधी वेगळ्या पाहिलेल्या थरांना एकत्र आणतात. हे त्यापैकीच एक प्रकरण दिसते. corona पासून convection zone पर्यंत सर्व संबंधित solar layers समाविष्ट करून, नवीन modeling framework अशा रचनेसाठी अधिक भौतिकदृष्ट्या जोडलेले स्पष्टीकरण देते, ज्याचे वर्णन अनेकदा तुकड्यांत केले गेले आहे.

याचा अर्थ रहस्य पूर्णपणे उलगडले आहे असे नाही. Solar physics मध्ये गुंतागुंतीच्या, परस्पर-संबद्ध, nonlinear प्रक्रिया भरपूर असतात, आणि त्यांना साध्या भाषेत मांडणे कठीण असते. पण अधिक वास्तववादी model observation आणि theory मधील दरी कमी करू शकतो. कोणत्या परिस्थिती दीर्घायुषी prominence ला जास्त पाठबळ देतात आणि कोणत्या प्रणालीला अस्थिरतेकडे ढकलतात हे तपासण्यातही तो संशोधकांना मदत करू शकतो.

Prominence paradox मध्ये वैज्ञानिक मूल्यही आहे. सूर्याचे वातावरण सहज समजणाऱ्या पद्धतीने वागत नाही. अतिशय गरम प्रदेशात लटकलेले थंड plasma हे आठवण करून देते की फक्त temperature संरचना ठरवत नाही. Magnetism, flow, geometry, आणि energy transfer हे सगळे महत्त्वाचे आहेत, आणि अनेकदा प्रमुख भूमिका बजावतात.

म्हणूनच prominences सतत लक्ष वेधून घेतात. त्या सुंदर, प्रचंड, आणि स्पष्टपणे अंतर्ज्ञानविरोधी आहेत. त्याचबरोबर त्या सूर्याच्या अशा घटनांशीही जोडलेल्या आहेत, ज्यांचे पृथ्वीवर सर्वाधिक downstream परिणाम होतात.

Max Planck Institute च्या नवीन simulations केवळ एखाद्या ज्ञात phenomenon चे अधिक सुंदर visualization नाहीत. त्या सूर्य ही उंच plasma structures प्रथम कशी तयार करतो आणि नंतर कशी टिकवतो, हे अधिक सर्वांगीणपणे समजावून सांगण्याचा प्रयत्न आहेत. solar science साठी हे एक अर्थपूर्ण पाऊल आहे. space-weather forecasting साठीही ते उपयुक्त ठरू शकते.

हा लेख Universe Today च्या वृत्तांकनावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.