इस्रोचे मार्स ऑर्बिटर मिशन (MOM): सौर क्रियाकलापांच्या अंदाजात नवीन अंतर्दृष्टी

याचा वापर करून संशोधकांनी सूर्याच्या कोरोनामधील अशांततेचा अभ्यास केला आहे रेडिओ अल्ट्रा-लो-कॉस्टद्वारे पृथ्वीवर पाठवलेले सिग्नल मार्च ऑर्बिटर जेव्हा पृथ्वी आणि मार्च सूर्याच्या विरुद्ध बाजूंच्या संयोगात होते (संयोग साधारणतः दोन वर्षांतून एकदा होतो). द रेडिओ पासून सिग्नल ऑर्बिटर सूर्याच्या कोरोना प्रदेशातून 10 Rʘ (1 Rʘ = ) जवळून गेला होता सौर त्रिज्या = 696,340 किमी). कोरोनल टर्ब्युलेन्स स्पेक्ट्रम प्राप्त करण्यासाठी प्राप्त सिग्नलच्या अवशिष्ट फ्रिक्वेन्सीचे विश्लेषण केले गेले. पार्करच्या इन-सीटू निष्कर्षांशी हे निष्कर्ष सुसंगत असल्याचे दिसून आले सौर चौकशी. या अभ्यासाने राज्याभिषेक प्रदेशातील गतिशीलतेचा अभ्यास करण्याची अत्यंत कमी किमतीची संधी उपलब्ध करून दिली (अतिशय उच्च खर्चाच्या अनुपस्थितीत सौर चौकशी) आणि अशांततेचा तपास कसा होतो याबद्दल एक नवीन अंतर्दृष्टी सौर द्वारे पाठविलेले रेडिओ सिग्नल वापरून कोरोनल प्रदेश मार्च पृथ्वीवरील ऑर्बिटरचा अंदाज सुधारण्यास मदत होऊ शकते सौर जीवन स्वरूप आणि पृथ्वीवरील सभ्यतेसाठी अत्यंत महत्त्वाची क्रिया. 

अगोदर निर्देश केलेल्या बाबीसंबंधी बोलताना मार्च भारतीय ऑर्बिटर मिशन (MOM). जागा संशोधन संस्था (इस्रो) 5 नोव्हेंबर 2013 रोजी 6 महिन्यांच्या नियोजित मिशन आजीवनासह लाँच केले गेले. त्याने आपल्या आयुष्याचा कालावधी ओलांडला आहे आणि सध्या विस्तारित मिशन टप्प्यात आहे.  

संशोधकांच्या एका संघाने रेडिओ सिग्नलचा वापर केला ऑर्बिटर अभ्यास करण्यासाठी सौर कोरोना जेव्हा पृथ्वी आणि मार्च सूर्याच्या विरुद्ध बाजूस होते. संयोगाच्या कालखंडात, जे साधारणपणे दोन वर्षांतून एकदा घडतात, ऑर्बिटरमधून रेडिओ सिग्नल ओलांडतात. सौर 10 Rʘ (1 Rʘ = सौर radii = 696,340 km) सूर्याच्या केंद्रापासून हेलिओ-उंची आणि अभ्यासाची संधी देते सौर गतिशीलता.  

अगोदर निर्देश केलेल्या बाबीसंबंधी बोलताना सौर कोरोना हा असा प्रदेश आहे जिथे तापमान अनेक दशलक्ष अंश सेंटीग्रेड इतके जास्त असू शकते. सौर वारे या प्रदेशात उगम पावतात आणि वेग वाढवतात आणि आंतरग्रहांना वेढतात स्थाने जे ग्रहांच्या चुंबकीय क्षेत्राला आकार देतात आणि प्रभावित करतात जागा पृथ्वी जवळील वातावरण. याचा अभ्यास करणे ही एक महत्त्वाची अट आहे¹. इन-सीटू प्रोब असणे हे एक आदर्श असेल परंतु रेडिओ सिग्नलचा वापर (अंतराळ यानाद्वारे प्रसारित केला जातो आणि कोरोनल प्रदेशातून प्रवास केल्यानंतर पृथ्वीवर प्राप्त होतो.  

नुकत्याच झालेल्या पेपरमध्ये² रॉयल अॅस्ट्रॉनॉमिकल सोसायटीच्या मासिक नोटिसमध्ये प्रकाशित, संशोधकांनी सौर चक्राच्या घटत्या टप्प्याच्या काळात सौर कोरोनल प्रदेशातील अशांततेचा अभ्यास केला आणि अहवाल दिला की सौर वाऱ्यांचा वेग वाढतो आणि त्याचे सबल्फेनिक ते सुपर-अल्फवेनिक प्रवाह 10-15 च्या सुमारास होते. Rʘ. उच्च सौर क्रियाकलाप कालावधीच्या तुलनेत ते तुलनेने कमी हेलिओ-उंचीवर संपृक्तता प्राप्त करतात. योगायोगाने, पार्कर प्रोबच्या सोलर कोरोनाच्या थेट निरीक्षणाने या निष्कर्षाला समर्थन दिलेले दिसते.³ सुद्धा.  

सौर कोरोना हे चार्ज केलेले प्लाझ्मा माध्यम असल्याने आणि त्यात आंतरिक अशांतता असल्याने, त्यातून प्रवास करणाऱ्या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिओ लहरींच्या पॅरामीटर्समध्ये ते विखुरणारे प्रभाव सादर करतात. कोरोनल माध्यमातील अशांततेमुळे प्लाझ्मा घनतेमध्ये चढउतार निर्माण होतात जे त्या माध्यमातून उदयास येणाऱ्या रेडिओ लहरींच्या टप्प्यातील चढउतार म्हणून नोंदवले जातात. अशा प्रकारे, ग्राउंड स्टेशनवर प्राप्त झालेल्या रेडिओ सिग्नलमध्ये प्रसारित माध्यमाची स्वाक्षरी असते आणि माध्यमात टर्ब्युलेन्स स्पेक्ट्रम मिळविण्यासाठी त्यांचे वर्णक्रमानुसार विश्लेषण केले जाते. हे कोरोनल रेडिओ-ध्वनी तंत्राचा आधार बनवते ज्याचा उपयोग अवकाशयानाने कोरोनल प्रदेशांचा अभ्यास करण्यासाठी केला आहे.  

4 आणि 20 Rʘ दरम्यानच्या हेलिओसेंट्रिक अंतरावर कोरोनल टर्ब्युलेन्स स्पेक्ट्रम मिळविण्यासाठी सिग्नल्समधून मिळालेल्या डॉप्लर फ्रिक्वेंसी अवशेषांचे वर्णक्रमानुसार विश्लेषण केले जाते. हा असा प्रदेश आहे जेथे सौर वारा प्रामुख्याने वेगवान होतो. टेम्पोरल फ्रिक्वेन्सी फ्लक्च्युएशन स्पेक्ट्रमच्या स्पेक्ट्रल इंडेक्स व्हॅल्यूजमध्ये टर्ब्युलेन्स रेजीममधील बदल चांगले प्रतिबिंबित होतात. कमी हेलिओसेंट्रिक अंतरावर (<10 Rʘ) टर्ब्युलेन्स पॉवर स्पेक्ट्रम (फ्रिक्वेंसी चढउतारांचा ऐहिक स्पेक्ट्रम) कमी स्पेक्ट्रल निर्देशांक असलेल्या कमी फ्रिक्वेन्सीच्या प्रदेशात सपाट झाला आहे जो सौर पवन प्रवेग क्षेत्राशी संबंधित आहे. सूर्याच्या पृष्ठभागाच्या जवळ असलेले लोअर स्पेक्ट्रल इंडेक्स व्हॅल्यू ऊर्जा इनपुट शासन दर्शवते जेथे अशांतता अजूनही अविकसित आहे. मोठ्या सूर्यकेंद्री अंतरासाठी (> 10Rʘ), वक्र वर्णक्रमीय निर्देशांकासह 2/3 च्या जवळ वाढतो, जे विकसित कोल्मोगोरोव्ह-प्रकारच्या अशांततेच्या जडत्वाच्या नियमांचे सूचक आहे जेथे कॅस्केडिंगद्वारे ऊर्जा वाहून नेली जाते.  

टर्ब्युलेन्स स्पेक्ट्रमची एकंदर वैशिष्ट्ये सौर क्रियाकलाप चक्राचा टप्पा, सौर सक्रिय क्षेत्रांचा सापेक्ष प्रसार आणि कोरोनल छिद्रे यासारख्या घटकांवर अवलंबून असतात. MOM डेटावर आधारित हे कार्य सौर चक्र 24 च्या कमकुवत कमालीची अंतर्दृष्टी नोंदवते, जे इतर मागील चक्रांपेक्षा एकूण कमी क्रियाकलापांच्या बाबतीत एक विलक्षण सौर चक्र म्हणून नोंदवले जाते. 

विशेष म्हणजे, हा अभ्यास रेडिओ साउंडिंग पद्धतीचा वापर करून सौर कोरोनल प्रदेशातील अशांततेची तपासणी आणि निरीक्षण करण्याचा एक अतिशय कमी खर्चाचा मार्ग दाखवतो. सौर क्रियाकलापांवर टॅब ठेवण्यासाठी हे अत्यंत उपयुक्त ठरू शकते जे सर्व महत्त्वाच्या सौर हवामानाचा विशेषतः पृथ्वीच्या आजूबाजूच्या परिसरात अंदाज लावण्यासाठी महत्त्वपूर्ण ठरू शकते.  

***

संदर्भ:  

1. प्रसाद यू., २०२१. जागा हवामान, सोलर विंड डिस्टर्बन्स आणि रेडिओ स्फोट. वैज्ञानिक युरोपियन. 11 फेब्रुवारी 2021 रोजी प्रकाशित. येथे उपलब्ध http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/space-weather-solar-wind-disturbances-and-radio-bursts/  

2. जैन आर., इत्यादी 2022. भारतीय मार्स ऑर्बिटर मिशनमधील एस-बँड रेडिओ सिग्नलचा वापर करून सौर चक्र 24 च्या पोस्ट-मॅक्सिमा टप्प्यादरम्यान सौर कोरोनल डायनॅमिक्सचा अभ्यास. रॉयल ronस्ट्रोनोमिकल सोसायटीच्या मासिक नोटिस, stac056. 26 सप्टेंबर 2021 रोजी मूळ स्वरूपात प्राप्त झाले. 13 जानेवारी 2022 रोजी प्रकाशित. DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stac056 

3. जे. सी. कॅस्पर इ. पार्कर सोलर प्रोबने चुंबकीय वर्चस्व असलेल्या सौर कोरोनामध्ये प्रवेश केला. फिज. रेव्ह. लेट. 127, 255101. 31 ऑक्टोबर 2021 रोजी प्राप्त झाले. 14 डिसेंबर 2021 रोजी प्रकाशित. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.255101 

***