சூரியனின் ‘மிதக்கும் மலைகள்’ எப்படி தழுவி நிலைக்கின்றன என்பதை விளக்க புதிய solar simulations முயலுகின்றன

நீண்டகால சூரிய மர்மம் இப்போது மேலும் தெளிவாகிறது

Solar prominences என்பது சூரியனின் மிகவும் கண்கவர் அமைப்புகளுள் ஒன்றாகவும், அதன் மிகத் தொந்தரவு தரும் அறிவியல் புதிர்களுள் ஒன்றாகவும் உள்ளன. இவை corona, அதாவது சூரியனின் வெளிப்புற வளிமண்டலத்தில், ஒரு மில்லியன் டிகிரியைத் தாண்டும் வெப்பநிலையுள்ள பகுதியில், மேலே தொங்கிக் கிடக்கும் குளிர்ந்த plasma-வின் மிகப்பெரிய வளைவுகள் அல்லது மேகங்கள். ஆனால் prominence material itself சுமார் பத்தாயிரம் டிகிரி அருகே இருப்பதால், அதைச் சுற்றியுள்ள சூழலை விட மிகக் குளிர்ந்ததாக உள்ளது. Universe Today இந்த முரணை தெளிவாக விவரிக்கிறது: இது அடுப்புக்குள் மிதக்கும் பனிக்கட்டியைப் போன்றது.

இப்போது Max Planck Institute for Solar System Research-இல் உள்ள ஆராய்ச்சியாளர்கள், இவ்வமைப்புகள் எப்படி உருவாகி நீடிக்கின்றன என்பதற்கான இதுவரை கிடைத்த மிக யதார்த்தமான simulations-ஐ உருவாக்கியுள்ளனர். இந்த புதிய வேலை முக்கியமானது, ஏனெனில் prominences விசித்திரமானவை மட்டுமல்ல, முக்கியமானவையும் கூட. அவை நிலையிழந்து வெடிக்கும்போது, பெரும் அளவு மின்னூட்டம் கொண்ட பொருளை விண்வெளிக்குத் தள்ளிவிட முடியும். அந்தப் பொருள் பூமியைக் கடந்து சென்றால், அதன் விளைவு அழகான auroras முதல் satellites மற்றும் power systems-ஐ பாதிக்கும் இடையூறுகள் வரை இருக்கலாம்.

Prominences எவ்வாறு மேலே தங்குகின்றன

அடிப்படை இயற்பியல் விளக்கம் பல ஆண்டுகளாக பரந்த அளவில் புரிந்துகொள்ளப்பட்டுவிட்டது: magnetic fields plasma-ஐ அதன் இடத்தில் தக்கவைத்திருக்கின்றன. சூரிய மேற்பரப்பிலிருந்து மேலெழும் magnetic force loops, குளிர்ந்த பொருள் குவியக்கூடிய dips-ஐ உருவாக்குகின்றன. ஆனால் prominences வாரங்களோ மாதங்களோ நிலைத்திருக்க எப்படி முடிகிறது என்பது இன்னும் கடினமான கேள்வியாக இருந்தது. இவ்வளவு பெரியதும் வெப்பநிலை ரீதியாக பொருந்தாததும் ஆன அமைப்புக்கு தொடர்ச்சியான ஆதரவு தேவை. புதிய பொருள் கிடைக்காவிட்டால், அது சிதறிப்போக வேண்டும்.

புதிய simulations பெரும்பாலும் prominences-இன் தொடர்புடைய magnetic field geometry-யை மையமாகக் கொண்டுள்ளன: நடுவில் ஒரு dip உடைய double-arc configuration. model-இல், prominence அந்த dip-இல் உருவாகி அங்கேயே சிக்கிக் கொள்கிறது. source-ன் கூற்றுப்படி, இந்த வேலை தனித்துவமாக இருப்பதற்குக் காரணம் அதன் பரப்பு. simulations corona-வோடு நிற்கவில்லை. அவை சூரியனின் visible surface-க்கு கீழுள்ள convection zone பகுதிகளிலிருந்து வெளிப்புற வளிமண்டல அடுக்குகள் வரை உள்ள அனைத்தையும் எடுத்துக்கொள்கின்றன.

இந்த பரந்த அணுகுமுறை முக்கியமானது, ஏனெனில் இது சூரியனின் ஆழப்பகுதிகளில் நிகழும் செயல்கள் மேலே காணப்படும் அமைப்பை எப்படி தாங்குகின்றன என்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் பார்க்க உதவுகிறது. prominence-ஐ corona-வில் தொங்கும் ஒரு நிலையான பொருளாகப் பார்க்காமல், model அதை மேலுள்ள magnetic structures-ஐ feed செய்து disturb செய்யும் இயக்கமுள்ள உள்ளமைப்புடனும் கீழ்நில வளிமண்டலத்துடனும் இணைக்கிறது.

இரண்டு செயல்முறைகள் ஒன்றாக வேலை செய்கின்றன

Universe Today அறிக்கையின்படி, prominences-ஐ தக்கவைக்க simulations இரண்டு செயல்முறைகள் இணைந்து செயல்படுவதை காட்டுகின்றன. சூரியனின் கீழ்ப்பகுதி வளிமண்டலத்தில் ஏற்படும் magnetic turbulence-இன் சிறிய bursts, பொருளை மேலே கொண்டு செல்ல உதவுகின்றன. அதே நேரத்தில், corona-வில் உள்ள magnetic structure, குளிர்ந்த plasma பரவாமல் சேர்ந்து தங்கக்கூடிய ஒரு trap-ஐ வழங்குகிறது.

இந்த இணைப்பு நீடித்திருப்பதையும், பலவீனத்தையும் விளக்க உதவுகிறது. ஒரு prominence, ஒரே நேரத்தில் supply மற்றும் confinement கிடைப்பதால் நீடிக்க முடியும். ஆனால் சமநிலை மாறினால், அதே அமைப்பு eruption நோக்கிச் செல்லலாம். நடைமுறையில், இது prominence research-ஐ pure physics பிரச்சினை மட்டுமல்ல, space-weather issue-ஆகவும் மாற்றுகிறது.

சூரியன் வெறும் கல்விசார்ந்த தொலைப் பொருள் அல்ல. modern infrastructure solar disturbances-க்கு பாதிப்புக்குட்பட்டது. satellites, electrical grids, communications systems ஆகியவை கடுமையான space-weather நிகழ்வுகளால் பாதிக்கப்படலாம். எனவே prominences எப்படி உருவாகின்றன, feed ஆகின்றன, நிலையிழக்கின்றன என்பதை மேலும் நன்றாகப் புரிந்துகொள்வது, காலப்போக்கில் forecasting-ஐ மேம்படுத்தலாம்.

இந்த modeling படி ஏன் முக்கியம்

Simulation முன்னேற்றங்கள் பெரும்பாலும் படிப்படியாகத்தான் வரும்; ஆனால் சிலவை முன்பு தனித்தனியாகப் பார்த்த பிரச்சினைப் பகுதிகளை இணைப்பதன் காரணமாக முக்கியமானவையாகின்றன. இது அவற்றில் ஒன்றாகத் தெரிகிறது. corona முதல் convection zone வரை உள்ள அனைத்து தொடர்புடைய solar layers-ஐ சேர்ப்பதன் மூலம், புதிய modeling framework, பல பகுதிகளாக விவரிக்கப்பட்ட ஒரு அமைப்புக்கான மேலும் physically connected explanation-ஐ வழங்குகிறது.

இதனால் மர்மம் தீர்ந்துவிட்டது என்று அர்த்தமில்லை. Solar physics என்பது எளிய விளக்கங்களுக்கு அடங்காத, coupled மற்றும் nonlinear செயல்முறைகளால் நிரம்பியது. ஆனால் மேலும் யதார்த்தமான model, observation மற்றும் theory இடையிலான இடைவெளியை குறைக்க முடியும். நீடித்த prominence-ஐ ஆதரிக்க அதிக வாய்ப்புள்ள சூழல்கள் எவை, மற்றும் எவை அமைப்பை நிலையிழப்புக்கு தள்ளுகின்றன என்பதையும் இது ஆராய்ச்சியாளர்கள் சோதிக்க உதவும்.

Prominence paradox-இல் அறிவியல் மதிப்பும் உள்ளது. சூரியனின் வளிமண்டலம் உள்ளுணர்வுக்கு எதிரான முறையில் நடக்கிறது. மிகவும் சூடான பகுதியினுள் தொங்கும் குளிர்ந்த plasma, வெப்பநிலை மட்டுமே அமைப்பை நிர்ணயிக்காது என்பதை நினைவூட்டுகிறது. Magnetism, flow, geometry, மற்றும் energy transfer ஆகிய அனைத்தும் முக்கியம், மேலும் பெரும்பாலும் மேலாதிக்கம் செலுத்துகின்றன.

அதனால்தான் prominences தொடர்ந்து கவனம் ஈர்க்கின்றன. அவை அழகானவை, மகத்தானவை, மற்றும் வெளிப்படையாக எதிர்மறை-இயற்கையானவை. அதோடு, பூமிக்குப் பெரிய downstream தாக்கங்களை ஏற்படுத்தும் சூரிய நிகழ்வுகளுடனும் அவை தொடர்புடையவை.

Max Planck Institute-இன் புதிய simulations, அறிந்த ஒரு phenomenon-இன் அழகான visualization மட்டுமல்ல. சூரியன் இந்த உயர்ந்த plasma structures-ஐ முதலில் எப்படி உருவாக்குகிறது, பின்னர் எப்படி காப்பாற்றுகிறது என்பதை மேலும் முழுமையாக விளக்குகின்றன. solar science-க்கு இது ஒரு முக்கியமான படி. space-weather forecasting-க்கும் இது பயனுள்ளதாக இருக்கலாம்.

இந்தக் கட்டுரை Universe Today-ன் செய்தி அறிக்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டது. மூலக் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.