सौरडाग...

अरविंद परांजपे
सोमवार, 18 एप्रिल 2022

खगोलशास्त्राच्या सीमेवर

सौरडागांचे गुपित शास्त्रज्ञांना पूर्णपणे सुटले नसले तरी आता सौरडागांच्या रचनेबद्दल अनेक शास्त्रज्ञांचे एकमत होऊ लागले आहे.  हे डाग सूर्याच्या विषुववृत्ताच्या वर आणि खाली दिसतात, आणि त्यांची निर्मिती सूर्याच्या पृष्ठभागावरील प्लाझ्मा आणि चुंबकीय क्षेत्राच्या परस्पर क्रियांमुळे होते.

मार्च महिन्याच्या शेवटच्या आठवड्यात सूर्यावर ज्वाळांचे लहान मोठे  उद्रेक होताना दिसून आले होते.  अशा ज्वाळांना अग्निशिखा (फ्लेयर) म्हणतात. या अग्निशिखांच्या उद्रेकात सूर्यामधील विद्युतभारीत कण अतिवेगाने वायुरूपात बाहेर फेकले जातात. इंग्रजीत या विद्युतभारित कणांच्या वायूला 'प्लाझ्मा' म्हणतात, तर या प्रक्रियेला 'करोनल मास इजेक्क्षन' म्हणतात. सूर्याच्या संदर्भात चर्चा करताना यांचा उल्लेख आपण 'सौरवायू' म्हणून करतो.

ता. ३० मार्च रोजी भारतीय प्रमाण वेळेनुसार रात्री अकरा वाजून पाच मिनिटांनी सूर्यावर एका मागून एक असे १७ स्फोट होताना दिसून आले.  यातील दोन स्फोटांमधून फेकला गेलेला  सौरवायू  वेगाने पृथ्वी पृथ्वीच्या दिशेने येत होता.  ताशी सुमारे तीन लाख किलोमीटर या गतीने फेकल्या जाणाऱ्या अशा सौरवायूला  पृथ्वीपर्यंत येण्यास सुमारे १५ ते १८ तास लागतात. या दोन स्फोटांमधील दुसऱ्या स्फोटात उत्सर्जित झालेल्या सौरवायूची गती पहिल्यापेक्षा जास्त होती, आणि त्याने पहिल्या सौरवायूला वाटेतच गाठले. त्यामुळे या दोघांच्या एकत्रित सौरवायूची ऊर्जा आणखी वाढून त्याचे रूपांतर एका सौरवादळामध्ये झाले.  ३१ मार्च रोजी सकाळी साडेनऊ वाजता  हे वादळ पृथ्वीला पोचले.  

या सौरवायूंची ऊर्जा जरी खूप जास्त असली तरी त्यांचा पृथ्वीवरील सजीवांना धोका नसतो.  जेव्हा हे कण पृथ्वीपर्यंत पोहोचतात तेव्हा या कणांचा प्रवास पृथ्वीच्या चुंबकीय रेषेवरून होऊन ते चुंबकीय उत्तर किंवा दक्षिण ध्रुवाकडे जातात. या भागात या कणांची  पृथ्वीवरील वातावरणातील ऑक्सिजन आणि नायट्रोजनच्या  रेणूंशी टक्कर होते. या टकरीत लाल आणि हिरव्या रंगांचा प्रकाश उत्सर्जित होतो. आपल्याला तो रंगीबेरंगी पडद्यासारखा दिसतो. सतत वेगवेगळ्या कणांचा प्रवाह होत असल्यामुळे आणि वातावरणाच्या हालचालीमुळे  हे पडदे आपल्याला हलताना दिसतात. यांना ‘अरोरा’ म्हणतात. पृथ्वीवर जी काही सुंदर नैसर्गिक दृश्ये दिसतात त्यात पृथ्वीच्या उत्तर आणि दक्षिण प्रदेशात दिसणारे ‘अरोरे’ही आहेत.

या सौरवायूचा मानवी जीवनावर थेट परिणाम होत नसला, तरी या विद्युतभारित कणांचा परिणाम आपल्याला वीज प्रवाह असणाऱ्या वेगवेगळ्या उपकरणांवर  दिसून येतो.  बरोबर ३३ वर्षांपूर्वी अशाच एका घटनेत कॅनडातील क्वेबेक आणि मॉंट्रीयल परिसरातील विद्युत पुरवठा जवळजवळ ९ तास  खंडित झाला होता. या भागात विद्युत पुरवठा करणाऱ्या पॉवरस्टेशनमध्ये शॉर्टसर्किट होऊन ती बंद पडली होती.   सौरवायूंमुळे पृथ्वीच्या बाह्य तापमानातही वाढ होऊ शकते आणि तापमान वाढल्यामुळे वातावरण प्रसरण पावते. याचा परिणाम पृथ्वीभोवती परिक्रमा करणाऱ्या कृत्रिम उपग्रहांच्या गतीवर होतो. गती कमी झाल्यामुळे हे कृत्रिम उपग्रह खाली येऊ लागतात,  काहींची तर कक्षा भरकटते आणि ते पृथ्वीवर पडतात. पण ज्यावेळी सौरवायूंबद्दल माहिती आधीच मिळते तेव्हा सौरवायूच्या परिणामांपासून कृत्रिम उपग्रहांचा बचाव करण्यासाठी त्यांचा विद्युत पुरवठा सौरवायूचा प्रभाव असेपर्यंत बंद करण्यात येतो. त्यामुळे यातील उपकरणांना होणारा धोका टळतो. सूर्यावर असाच एक महाप्रचंड स्फोट १९८१साली झाला होता. जवळजवळ तीन तास हा स्फोट होतच होता.  त्यातून निघालेल्या सौरवायूमुळे पृथ्वीच्या सुमारे २६० किलोमीटर उंचीवरील वातावरणातील तापमान १२०० केल्विन पासून एकदम २२०० केल्विन इतके वाढले. त्यावेळी स्पेस शटल कोलंबिया पृथ्वीची परिक्रमा करत होते, आणि त्यांच्या कक्षेवर त्या स्फोटाचा परिणाम झाला होता.  

सौरवायूचा आणि सूर्यावर दिसणाऱ्या सौरडागांचा खूप जवळचा संबंध आहे. दुर्बिणीतून हे डाग सर्वप्रथम कोणी बघितले हे सांगता येणे कठीण आहे परंतु ज्या कोणी या डागांचे निरिक्षण सर्वप्रथम केले त्यांच्यात  गॅलिलिओ गॅलिलीचे स्थान अग्रगण्य आहे. या डागांचे निरीक्षण करताना गॅलिलिओची दृष्टी गेली होती, असेही या संदर्भाने सांगितले जाते, पण ते खरे नाही.

दुर्बिणीचा वापर करून गॅलिलिओ सूर्यबिंबाची प्रतिमा एका कागदावर घेत असे आणि मग त्यांची रेखाकृती तयार करत असे. या रेखाकृतींचा अभ्यास केल्यावर त्याला असे दिसून आले की या डागांची स्थिती दररोज बदलत आहे. सौरडागांच्या या बदलत्या स्थितींचा अभ्यास करून त्याने सूर्याला स्वतःच्या अक्षाभोवती फिरण्यास किती वेळ लागलो ते शोधून काढले होते.

सूर्य हा वायूचा गोळा आहे. सूर्याच्या विषुववृत्तावर फिरण्याची गती जास्त असते. इथला भाग सुमारे २७ दिवसांत एक फेरी पूर्ण करतो तर  ध्रुवीय भागावर ही गती कमी होत जात तिथला भाग सुमारे ३० दिवसांत एक फेरी पूर्ण करतो.  

खुद्द सौरडागांचे गुपित शास्त्रज्ञांना पूर्णपणे सुटले नसले, तरी आता सौरडागांच्या रचनेबद्दल अनेक शास्त्रज्ञांचे एकमत होऊ लागले आहे.  हे डाग सूर्याच्या विषुववृत्ताच्या वर आणि खाली दिसतात,  आणि त्यांची निर्मिती सूर्याच्या पृष्ठभागावरील प्लाझ्मा आणि चुंबकीय क्षेत्राच्या परस्पर क्रियांमुळे होते. सूर्याच्या पृष्ठभागावरील या सौरडागांच्या संख्येत सतत वाढ आणि घट होत असते, असेही या निरीक्षणातून लक्षात येऊ लागले आहे. सौरडागांच्या आवर्तनाचा शोध सॅम्युअल हेंरिख श्वेब यांनी १८४३मध्ये  लावला होता.

सूर्याच्या पृष्ठभागावर  सौरडागांच्या संख्यांचा आवर्तन काळ सुमारे ११ वर्षांचा आहे. म्हणजे दर ११ वर्षांनी एक अशी स्थिती येते की काही महिने सूर्यावर सौरडाग अजिबातच दिसत नाहीत. मग हळूहळू यांची संख्या वाढत जाते आणि त्यानंतर सुमारे साडे पाच वर्षांनी यांची संख्या उच्चतम पातळीवर पोचते. त्या काळात काही महिने सूर्यावर खूप सौरडाग दिसतात. मग यांची संख्या परत कमी होत जवळ जवळ शून्यावर पोचते. तसेच हे होत असताना सूर्याचे चुंबकीय ध्रुव पण पलटतात. सूर्याचा उत्तर चुंबकीय ध्रुव मग दक्षिण ध्रुव होतो, तर दक्षिण ध्रुव उत्तर - म्हणजे एका विशिष्ट गोलार्धात होकायंत्राचा काटा उत्तर दिशा एका बाजूला दाखवत असेल, तर नंतर तोच काटा बरोबर विरुद्ध दिशेला उत्तर ध्रुव दाखवेल.

सध्या सौरडागांचे २४वे चक्र संपून २५वे चक्र सुरू आहे. या चक्राची सुरुवात डिसेंबर २०१९मध्ये झाली.  डिसेंबर २०१९च्या आधी आणि नंतर सुमारे सहा महिने सूर्यावर दिसणाऱ्या सौरडागांची संख्या इतकी कमी होती की क्वचित प्रसंगी सूर्यावर एकही डाग दिसत नसे. पण आता या डागांची संख्या वाढू लागली आहे. जुलै २०२५पर्यंत ही संख्या वाढत जाईल. या दिवसांत एका वेळी लहान मोठे असे शंभरएक डाग सूर्यावर दिसणे अपेक्षित आहे. हे २५वे चक्र सुमारे २०३० मध्ये समाप्त होईल, असे गणित सांगते. 

सध्या भारतीय शास्त्रज्ञ आणि इस्रो मिळून सूर्याचे अंतराळातून निरीक्षण घेण्याकरता एक उपग्रह पाठवण्याची तयारी करत आहे. या प्रकल्पाला ‘आदित्य’ असे अगदी साजेसे नाव देण्यात आले आहे. 

महत्त्वाचे - तज्ज्ञांच्या मदतीशिवाय सूर्याचे अथवा सौरडागांचे निरीक्षण करण्याचा प्रयत्न करू नका. नुसत्या डोळ्यांनी सूर्याकडे बघितले तरीही दृष्टीला अपरिवर्तनीय हानी पोचू शकते. कोणताही धोका न पत्करता  सूर्याचे निरीक्षण कसे करता येईल, याची चर्चा आपण पुढे करणार आहोतच.

संबंधित बातम्या