सूर्याच्या प्रांगणात ‘पार्कर प्रोब’

डॉ. अनिल लचके 
सोमवार, 23 डिसेंबर 2019

विज्ञान-तंत्रज्ञान
सूर्याचे निरीक्षण करणे महत्त्वाचे आहे. त्यासाठी नासाने २०१८ मध्ये पार्कर सोलर प्रोब अंतराळयान सोडले होते. त्याने नुकतेच सूर्याच्या जवळ जाऊन, म्हणजेच सूर्यापासून सव्वा दोन कोटी किलोमीटर अंतरावरून माहिती पाठविण्यास सुरुवात केली आहे.

सूर्य दाहक असला तरीही तो संजीवक आहे. वसुंधरेवरील जीवसृष्टीचे अस्तित्व सूर्यामुळेच आहे. त्याच्या तेजस्वी स्वरूपाचे शास्त्रोक्त संशोधन पृथ्वीवरील प्रयोगशाळेत सतत केले जाते. त्यासाठी काही उपकरणांचा उपयोग झाला आहे. वर्णपटाच्या साहाय्याने सूर्यावरील वायूंच्या प्रक्रिया लक्षात आल्या आहेत. त्यासाठी गणिताचा आधार लाभला आहे. फील्ड्स आणि स्वेप (सोलर विंड इलेक्ट्रॉन्स अल्फाज अँड प्रोटॉन्स) अशी दोन उपकरणेदेखील त्या करिता वापरलेली आहेत. 

सूर्याचे संशोधन प्रदीर्घकाळ चालले आहे. मात्र ते पृथ्वीवरून म्हणजे, १५ कोटी किलोमीटर अंतरावरून करावे लागते. याचे कारण सूर्याच्या जवळ कोणालाही जाता येणे अशक्यच आहे. निदान त्याच्या प्रांगणात फार तर एखादे अंतराळयान सोडून काहीसे जवळून त्याचे निरीक्षण करता येणे शक्य आहे. सूर्याच्या बाह्यभागाचे किंवा प्रभामंडळाचे निरीक्षण करणे महत्त्वाचे आहे. हे उद्दिष्ट गाठण्यासाठी नासाने पार्कर सोलर प्रोब सूर्याकडे १२ ऑगस्ट २०१८ रोजी सोडलेले होते. हे यान नुकतेच सूर्याच्या ‘जवळ’ गेले आहे. ते सूर्यापासून सुमारे सव्वा दोन कोटी किलोमीटर अंतरावर आहे आणि माहिती पाठवत आहे. २९ जानेवारी २०२० रोजी ते सूर्याच्या बरेच जवळ, म्हणजे ४० लाख किमी अंतरापर्यंत जाईल. त्यावेळी त्याचा वेग ताशी ७ लाख किमी असेल. हा प्रकल्प २०२५ पर्यंत चालणार आहे. हे यान मोटारीच्या आकाराचे आहे. त्याला ‘डॉ. युजीन पार्कर प्रोब’ असे नाव दिलेले आहे. जिवंत शास्त्रज्ञाच्या सन्मानार्थ नाव दिलेले हे पाहिलेच अंतराळयान आहे. त्याचे कारण डॉ. पार्कर यांनी १९५८ मध्ये सौर वाऱ्यांचा शोध लावलेला होता. पण सौर वारे म्हणजे काय?

सौर वादळाचा झंझावात           
हवा हलली किंवा वाहू लागली की त्याला वारा म्हणतात. सौर वारे मात्र वेगळेच असतात. याला इंग्रजीत सोलर विंड म्हणतात, पण तो काही खरा वारा नाही. अवकाशामध्ये हवा नाही. त्यामुळे वाऱ्याचाही प्रश्‍न नाही. सूर्याच्या बाह्यभागातून विद्युतभारित अणुकणांचा (इलेक्ट्रॉन/प्रोटॉन्सचा, चुंबकीय क्षेत्राचा) सतत वर्षाव होत असतो. हे अणुउपकण मुक्त, अतितप्त आणि उच्च ऊर्जाभारित असतात. बोलीभाषेत त्याला सौर वारे म्हणतात. सूर्याकडून सर्व दिशांकडे सौर वारे वाहतात. पृथ्वीवरील वाताहत करणाऱ्या चक्रीवादळातील वारा ताशी ३०० किलोमीटर वेगाने वाहतो. याउलट सौर वारे मात्र ध्वनीपेक्षाही अतिशय प्रचंड वेगाने वाहतात. त्यांचे तापमान दहा लाख अंश सेल्सिअसपर्यंत असते. ते प्रतिसेकंदात ३०० ते ८०० किमी वेगाने वाहतात. यामुळे काहीसा दाब निर्माण होऊन प्लुटोच्या पलीकडे किंवा आपल्या सौरमालेच्या बाहेरपर्यंत गेल्यावर सौर वाऱ्यांचा वेग ध्वनीपेक्षा मंदावतो. याला संशोधक ‘टर्मिनेशन शॉक’ म्हणतात. मग त्याचे एक ‘हेलिओ-स्फेअर’ (क्युपर बेल्ट) नामक कडे तयार होते. पृथ्वी आणि सूर्य यांच्यामध्ये जेवढे अंतर आहे, त्याच्या ३० पट अंतरावर क्युपर बेल्ट आहे. सूर्योदय-सूर्यास्त आपल्याला मनमोहक वाटत असले, तरी सूर्यावरील ऊर्जानिर्मिती त्याच्या भूभागातील हायड्रोजनच्या प्रचंड स्फोटांमुळे होते. त्यायोगे कोट्यवधी चुंबकीय कणांचा वर्षाव सर्वत्र होतो. अशा रीतीने सूर्याचे ताशी ५०० कोटी टन वस्तुमान कमी होते. असे गेली पाचशे कोटी वर्षे होत आहे!  

डॉ. युजीन पार्कर अंतराळ यानामधील उपकरणांच्या साहाय्याने सूर्याचे अडीच कोटी किलोमीटर अंतरावरून निरीक्षण केले. त्यानुसार सौर वारे निर्माण होण्याचे खरे स्थान म्हणजे सूर्याच्या पाठीवरील प्लाझ्मा. त्यापासून निर्माण झालेले विद्युतभारित कण पृथ्वीकडे पोचण्यासाठी ३ ते ४ दिवस लागतात. ते पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्रावर धडकतात. यामुळे आपल्याला हानी पोचत नाही, पण इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे, इंटरनेट, संदेश-वहन यामध्ये अडथळा निर्माण होतो. पार्कर प्रोब अंतराळयानाने सूर्याच्या निकट असणाऱ्या सौर वाऱ्यांच्या (लाटांच्या) स्वरूपाचे आणि नंतर यानाला चिकटून जाणाऱ्या सौर वाऱ्यांचे गुणधर्म तपासले. सौर वाऱ्यांचे मोठे लाटांसारखे असणारे लोट सूर्याच्या पृष्ठभागानजीक निर्माण होतात. सुरुवातीला सौर वारे खूप जोरात उसळत असतात. त्यातील धनभारित आणि ऋणभारित कण सुरुवातीपासूनच विभक्त होऊ लागतात. या लाटांचे चुंबकीय गुणधर्म सातत्याने बदलत असतात. यामुळे भोवऱ्या (टर्ब्युलन्स)सारखी किंवा वादळ होण्यासाठी अनुकूल परिस्थिती तयार होते. या निरीक्षणामुळे सूर्याचे प्रभामंडळ आणि सौरकण कसे तप्त होत जातात याची माहिती मिळते. तसेच आधीच्या वैज्ञानिक कल्पनांमधील त्रुटी लक्षात आल्या. सूर्याच्या प्रांगणात धूमकेतू, अशनी (ॲस्ट्रॉईड्स) यांच्या मार्फत बरीच धूळ गोळा झालेली असणार. पण प्रचंड उष्णतेमुळे त्याचा वायू होऊन सूर्याभोवतालचा भाग साफ झालेला असेल. याचे संशोधनही अपेक्षित आहे. सूर्यापासून सुमारे एक कोटी किलोमीटर अंतरानंतर धुळीचे प्रमाण कमी होत जाते.        

सौर वारे जोरात वाहू लागले तर त्याला ‘वादळ’ म्हणतात, पण पृथ्वीवरील मानवाला त्याचा थेट धोका कमी असला तरी अंतराळवीरांना आणि चांद्रवीरांना सौर वाऱ्यांचा धोका जास्त असतो. सौर वाऱ्यापासून अंतराळवीरांचे संरक्षण व्हावे म्हणून त्यांच्या पोशाखात विशेष प्रकारच्या यंत्रणेची सोय असते. सध्या सौर वाऱ्यांचा अभ्यास आणि संशोधन महत्त्वाचे ठरले आहे. यामुळे आकाशगंगेतील कोट्यवधी सूर्याचे स्वरूप-गुणधर्म लक्षात येतील. पृथ्वीवर चुंबकीय क्षेत्र असल्यामुळे सौर वाऱ्यांना अटकाव होतो. तथापि, तेथून त्यांची सुटका झाली तर पृथ्वीच्या ध्रुवीय प्रदेशात किंवा ऑस्ट्रेलिया, न्यूझीलंड, नॉर्वेसारख्या देशांमध्ये सौर वारे रंगीत प्रकाशाची उधळण (अरोरा) करतात. सौर वाऱ्यातील कण-उपकण कोणत्या अणूंवर, किती उंचीवर, किती जोरात आदळतात त्यावरती रंग ठरतो. ऑक्सिजन अणूंवर सौर वारे आदळले तर हिरवट-पिवळा, क्वचित लाल रंग दिसतो, तर नायट्रोजनवर आदळले तर निळसर रंग दिसतो. सौर वारे आणि पृथ्वीच्या वातावरणातील अणुरेणू एकमेकांवर आदळल्यावर कडकडाट होणारच. हे साधारण १०० ते १००० किलोमीटर उंचीवर घडते. पण अतिउंचीवर हवा विरळ असल्याने आवाज आपल्यापर्यंत पोचताना अतिक्षीण होतो आणि तो आवाज पोचण्यासाठी निदान पाच मिनिटे लागतात. अरोरा आकाशात नेहमीच असतो पण तो विशिष्ट महिन्यात विशिष्ट वेळी पृथ्वीवरील काही भागात चांगला दिसतो. सूर्यावरील काळे डाग दर ११ वर्षांनंतर वाढतात. त्याकाळात सौर वादळांचे प्रमाण वाढते, असे आढळून आले आहे.    

सौर वाऱ्यामार्फत ज्या विद्युतभारित कणांची उधळण होते, त्यामुळे अंतराळवीरांना आणि त्यासह उपग्रहांना हानी पोचते. त्याचे प्रमाण वाढले तर पृथ्वीवरील दळणवळण, दूरचित्रवाणीवरील कार्यक्रम आणि अन्य सिग्नल यंत्रणा बिघडते. पूर्वी मानवनिर्मित उपग्रह नव्हते. आता त्यांची संख्या आणि कार्यक्षेत्र विस्तारलेले आहे. परिणामी सौर वाऱ्यांवर तंत्रज्ञांना लक्ष ठेवावे लागते. डॉ. युजीन पार्कर प्रोबचे कार्य एवढेच आहे, असे नाही. सूर्याजवळून केलेले हे निरीक्षण आपल्याला आकाशगंगेतील कोट्यावधी सूर्याची गुणवैशिष्ट्ये जाणण्यासाठी उपयुक्त ठरेल. पार्कर अंतराळयान २०२५ पर्यंत निदान २५ वेळा सूर्याजवळ जाऊन परत येईल अशी आशा आहे. साहजिकच आपल्याला सूर्याची खूप माहिती मिळेल. आपला सूर्य जेवढा प्रकाश निर्माण करतोय, त्याच्या ०.००७५ टक्के प्रकाशाचा उपयोग वसुंधरा करून घेते. तेवढ्यानेदेखील सारी सजीवसृष्टी उजळून निघत आहे! यासाठी संशोधक सूर्यदेवतेची आराधना आणि अभ्यासही करत आहेत.

संबंधित बातम्या