सूर्यावरील विलक्षण डाग

डॉ. श्रीकांत कार्लेकर
सोमवार, 12 ऑक्टोबर 2020

विज्ञान-तंत्रज्ञान

अमेरिकेच्या नासा (NASA) या अंतराळ संस्थेच्या आणि नोआ (NOAA) या राष्ट्रीय सागरी व वातावरणीय संस्थेच्या शास्त्रज्ञांनी अलीकडेच असे म्हटले आहे, की सूर्यावरील डागांचे (Sun Spots) २५ वे चक्र सुरू झाले (डिसेंबर २०१९ ते २०३०) आहे. सौरडागांची संख्या २०२५ च्या मध्यापर्यंत सतत वाढत जाण्याची शक्यता आहे. सौरडागांच्या या चक्रात (Cycle) सूर्यावर एकूण ११५ ते १२५ डाग दिसतील. या आधीच्या चक्रात म्हणजे २००८ ते २०१९ या काळातील २४ व्या चक्रात ही संख्या एप्रिल २०१४ मध्ये ८२ इतकी होती. याचा अर्थ असा, की यापुढे जोरदार सौरवादळांची निर्मिती होऊ लागेल. मागील अनेक महिन्यांपासून सूर्य मंद होता आणि त्याचा प्रकाशही फिकट होता. त्याच्या पृष्ठभागावर कोणतीही विशेष हालचाल दिसत नव्हती. आता मात्र सूर्यपृष्ठावर नजीकच्या भविष्यात बऱ्याच हालचाली होतील. अनेक दृष्टींनी हे सौरचक्र २४व्या चक्राप्रमाणेच असेल आणि त्याचा परमोच्च बिंदू जुलै २०२५ असेल. इ. स. १७५५ मध्ये सौरडागांच्या नोंदी मोठ्या प्रमाणावर करण्यात येऊ लागल्यामुळे तेव्हापासून या चक्राची गणना केली जाऊ लागली.   

सूर्याच्या पृष्ठभागावरील काही विवक्षित ठिकाणी होणाऱ्या चुंबकीय घडामोडींमुळे त्या ठिकाणच्या तापमानात घट होते. अशा ठिकाणाचे तापमान आजूबाजूच्या भागापेक्षा कमी झाल्यामुळे तो भाग आपल्याला डागांच्या रूपात काळ्या रंगाचा दिसतो. काही वेळा अशा सौरडागांची संख्या वाढत जाते, तर कधी कमी कमी होत जाते. सूर्यावर असे डाग निर्माण होण्याची प्रक्रिया संपूर्ण वर्षभरात कमी जास्त प्रमाणात नेहमीच होत असते. सौरडागांच्या संख्येत होणारे चढ उतार दर अकरा वर्षांनी होतात असे लक्षात आले आहे. या डागांची संख्या नेहमी बदलत असते. काही वर्षी हे डाग सतत वाढत जातात आणि त्यांची संख्या एक वेळ सर्वात जास्त असते. यानंतर सूर्याचे डाग कमी कमी होत जाऊन त्यांची संख्या एकदम कमी होते. सूर्याच्या पृष्ठभागावर बारीक काळ्या ठिपक्यांसारखे हे डाग दिसतात. सूर्याच्या अतिप्रकाशित पृष्ठभागाच्या तुलनेत ते काळसर दिसतात.    

अलीकडेच सूर्याच्या पृष्ठभागावरून प्रखर सौरज्वाला (Solar flares) निघत असल्याचे दिसून आले होते. यामुळे सूर्यावर एक मोठा काळा डाग तयार झाल्याचे दिसले. यावरून असे म्हणता येते, की सूर्यावरील डागांचे नवीन चक्र सुरू झाले आहे. आता सूर्य अंतराळात मोठ्या प्रमाणावर प्रखर प्रकाश, ज्वाला आणि ऊर्जा यांची निर्मिती करायला सुरुवात करील. 

वास्तविक पाहता सूर्यावर घडणारी ही एक सामान्य प्रक्रिया आहे. सूर्य काही काळासाठी कमी प्रखर आणि मंद असतो, तर काही महिने किंवा वर्षानंतर तो पुन्हा प्रखर होतो. जेव्हा सूर्याच्या मध्यभागी तीव्र उष्णतेची लाट येते, तेव्हा सौरडाग तयार होतात. यामुळे सूर्यावर मोठा स्फोट होतो आणि तीव्र सौरवादळेही निर्माण होतात.  

सुमारे ४.६ अब्ज वर्षांपूर्वी निर्माण झालेला सूर्य हा पृथ्वीसाठी एकमेव ऊर्जा स्रोत असला, तरी गेल्या नऊ हजार वर्षांपासून तो सतत क्षीण, दुर्बल आणि कमकुवत होत असल्याचे खगोल अभ्यासकांचे निरीक्षण आहे. त्याच्या मूळच्या प्रखरपणात पाच पटींनी घट झाली आहे. सूर्याच्या पृष्ठभागावर तयार झालेल्या सौरडागांच्या संख्येवरून हा बदल लक्षात येतो. गेल्या काही वर्षांत सौरडागांची संख्या खूपच कमी झाल्याचेही लक्षात आले होते. विशेषतः १९६० पासून सूर्यावरील डाग सतत कमी झाले आहेत. गेल्या वर्षी २०१९ मध्ये वर्षातील सुमारे २६४ दिवसांत सूर्यावर एकही डाग दिसला नव्हता. मात्र १९८० मध्ये आणि १९९०-९१ मध्ये सूर्यावर सर्वात जास्त डाग निर्माण झाले होते. १६४५ ते १७१५ या कालावधीमध्ये सूर्यावर फारच कमी डाग होते. सौरडागांच्या या कमी असण्याच्या  काळातच पृथ्वीवरचे हवामान अतिथंड झाले होते.

सूर्य हा एक चुंबकीय सक्रिय तारा आहे. सूर्याला स्वतःचे चुंबकीय क्षेत्र आहे. सौरडाग हेसुद्धा चुंबकीय गुणधर्माचे असतात. सूर्याचे चुंबकीय क्षेत्र साधारण पट्टीचुंबकाच्या प्रकारचे आहे. पण सूर्य हा वायूंचा गोळा असल्यामुळे त्याच्या चुंबकत्वात क्लिष्टपणा निर्माण होतो. सूर्याच्या चुंबकीय रेषा या वायूंमध्ये अडकल्या आहेत. अशा चुंबकीय रेषा सूर्याच्या पृष्ठभागावरही असतात. जिथे त्या तुटतात तिथे पृष्ठभागाचे तापमान कमी होते. कारण खालच्या भागातून अभिसरणामुळे वर येणारी ऊर्जा तुटलेल्या चुंबकीय रेषांमुळे अडवली जाते. त्या ठराविक भागापर्यंत कमी ऊर्जा पोचल्यामुळे हा भाग तुलनेने काळपट दिसतो. सूर्याचे स्वतःभोवती फिरणे एकसारखे नाही. त्याचा विषुववृत्ताचा भाग इतर भागापेक्षा अधिक वेगाने फिरतो. त्यामुळे सूर्यावरच्या चुंबकीय रेषांना पीळ पडत जातो आणि त्यामुळेच सौरडागांची निर्मिती होते, असा सिद्धांत मांडण्यात आला आहे. सोहो (Solar and Heliospheric Observatory)ने केलेल्या निरीक्षणांवरून सूर्याचा गाभा, त्याबाहेर असणाऱ्या प्रारण विभागापेक्षा अधिक वेगाने फिरत असावा असा अंदाज बांधलेला आहे.       

सूर्याच्या पृष्ठभागाचे सरासरी तापमान सहा हजार अंश केल्व्हिन (५,७२७ अंश सेल्सिअस) असते, तर या काळ्या भागात साधारण तीन हजार अंश केल्व्हिन (२,७२७ अंश सेल्सिअस) तापमान असते. याच काळ्या भागांना सौरडाग (Sun spot) असे म्हटले जाते. सूर्यावरील अनेक सौरडाग पृथ्वीच्या आकाराएवढे मोठे असले, तरी त्यांचा आकार १,५०० किमीपासून ५० हजार किमी असाही असू शकतो. काही वेळा तर गुरू ग्रहाइतके मोठे सौरडाग आढळले आहेत! अनेक छोटे डाग एकत्र येऊन कधी कधी मोठा आणि अतिशय गुंतागुंतीची रचना असणारा मोठा सौरडाग तयार होतो. छाया (Umbra) आणि उपछाया (Penumbra) असे त्याचे मुख्य दोन विभाग असतात. 

दर अकरा वर्षांनी सूर्याचे चुंबकीय ध्रुव (Magnetic Poles) उलट सुलट होतात. त्यामुळे सौरडागांची संख्या न्यूनतम आणि महत्तम होते. काही वेळा ही घटना १४ किंवा १५ वर्षांनीही होते. सौर महत्तम काळात प्रखर प्रकाश, ज्वाला आणि ऊर्जा यांची निर्मिती होते. सौर न्यूनतम कालखंडात सूर्य खूप शांत आणि क्षीण झाल्यासारखा भासतो. या अकरा वर्षांच्या काळात सौरडागांची संख्या कमी-जास्त होण्याचे एक चक्र पूर्ण होते असे मानले जाते. 

सूर्यापासून उत्पन्न होणारी ऊर्जा सूर्यकिरणांच्या स्वरूपात बाहेर पडते व प्रकाश संश्लेषणाद्वारे पृथ्वीवरील संपूर्ण जीवसृष्टीला आधार देते आणि पृथ्वीच्या वातावरणामध्ये व हवामानामध्ये बदल घडवते. सूर्याच्या पृष्ठभागावर काही बदल घडत असतील, असे पृथ्वीवरून आपल्याला जाणवतही नाही. सूर्य आणि त्यावरील परिस्थिती कायम स्थिर असावी असे आपल्याला वाटते. प्रत्यक्षात मात्र अनेक हालचाली सूर्याच्या पृष्ठभागावर घडत असतात. सौरडाग, सौरज्वाला आणि सौरवात तयार होत असतात व त्यात सदैव बदलही घडत असतात. 

अरबी आणि चिनी खगोल निरीक्षकांनी दोन हजार वर्षांपासून सौरडाग पाहिल्याच्या नोंदी करून ठेवल्याचे दिसून येते. प्राचीन काळात सूर्यावर किती डाग होते याचा अभ्यास वेगवेगळ्या पद्धती वापरून केलेला आहे. जुन्या काळाच्या खगोल शास्त्रज्ञांनी त्यांना दिसलेल्या डागांबद्दल ज्या नोंदी केल्या त्याचा वापर करता येतो. शिवाय जुन्या वृक्षांची जी वार्षिक कडी (Annular rings) असतात, त्यांच्या अभ्यासानेही जुन्या काळी सूर्यावर किती डाग होते याची माहिती मिळू शकते. सौरडागांच्या कमी-जास्त होण्याचा अठराव्या शतकापासूनचा इतिहास अशा अभ्यासातून आज आपल्याला माहीत झाला आहे. 

सूर्यावरचे डाग ही एक अतिशय विलक्षण आणि अचंबित करणारी अशी खगोलीय घटना आहे. प्रत्येक ११ वर्षांच्या चक्रात पृथ्वीवर या डागांचे परिणाम होत असतात. मात्र दर अकरा वर्षांनी त्यांची संख्या कमी-जास्त का होते हे अजूनही न उलगडलेले कोडे आहे. सौरडागांचा पृथ्वीच्या हवामानावर परिणाम होतो, तसाच आणखीही काही बाबींवर होतो. पृथ्वीवर धृव प्रदेशात, ध्रुव प्रकाश म्हणजे अरोरा (Arora) नावाचा एक चमत्कार दिसतो. यात रंगीत प्रकाशाचे पट्टे पृथ्वीवर खाली येताना दिसतात. सूर्यावर मोठे डाग असताना हा धृव प्रकाश फार जास्त प्रमाणात दिसतो. सूर्यावरील डागांमुळे चुंबकीय वादळेही होतात. या वादळांमुळे पृथ्वीवरील विद्युत पुरवठ्यात खंड पडून विजेची उपकरणे बिघडू शकतात, रेडिओ, टीव्ही प्रक्षेपण बंद पडू शकते. मानवी विचारप्रक्रियेवरही याचा परिणाम होऊ शकतो, असेही काही अभ्यासकांचे म्हणणे आहे. सौरडागांमुळे आपण अवकाशात सोडलेल्या उपग्रहांचे आयुष्य कमी होऊ शकते, त्यांचा पृथ्वीशी संपर्क तुटू शकतो. पृथ्वीच्या वातावरणातील ओझोन वायूच्या पातळीवरही सौरडागांचा परिणाम होत असतो.  

सूर्यापासून निघणाऱ्या अतिनील किरणांमध्ये (Ultra Violet rays) जंतुनाशक गुणधर्म असतात. या किरणांमुळे त्वचा जळू शकते (Sun burn). पण हीच किरणे त्वचेला ‘ड’ जीवनसत्त्व तयार करण्यासाठी आवश्यकही  असतात. अतिनील किरणे पृथ्वीवरील वातावरणात कमी अधिक प्रमाणात अक्षांशानुसार शोषली जातात. या बदलत्या प्रमाणामुळे पृथ्वीवर लक्षणीय असे जैववैविध्य निर्माण होते. 

या सर्व गोष्टींच्या संदर्भात, सूर्यावरील डागांच्या सुरू झालेल्या २५ व्या चक्राचा (डिसेंबर २०१९ ते २०३०) विचार करणे गरजेचे आहे. वैज्ञानिकांच्या मतानुसार, हे चक्र बऱ्याच अंशी २४ व्या चक्रासारखेच असले तरी सौरडागांची संख्या २०२५ च्या मध्यापर्यंत सतत वाढत जाण्याची शक्यता आहे. नोव्हेंबर, डिसेंबर २०१९ या काळात सूर्याच्या चुंबकीय ध्रुवांत अदलाबदल झाली आणि २५ वे सौरचक्र सुरू झाले. वर्ष २०२० मध्ये आत्तापर्यंत १० सौरडागांची नोंद झाली आहे. २०२१ आणि २०२२ मध्ये अनुक्रमे २५ आणि ५० सौरडाग दिसतील असे भाकीत करण्यात आले असून २०२३ ते २०२६ मध्ये या चक्रातील सौरडागांची उच्चतम संख्या असेल. ही संख्या ९५ ते १३० असेल आणि त्यानंतर दर वर्षी संख्या कमी होत जाईल. हे चक्र २०३० मध्ये संपेल असा आजचा कयास आहे. सौरडागांची संख्या महत्तम असताना सूर्यावर प्रखर प्रकाश, ज्वाला आणि ऊर्जा यांची निर्मिती होऊन पृथ्वीवर त्याचे मोठेच परिणाम होतील हे निर्विवाद!   

संबंधित बातम्या