वैज्ञानिकों ने एक त्रि-आयामी कंप्यूटर सिमुलेशन मॉडल विकसित किया है जो कोरोनल मास इजेक्शन (सीएमई) के पूर्वानुमान को बेहतर बनाने और उनकी गति, आगमन और पृथ्वी पर संभावित प्रभाव की भविष्यवाणी करने में मदद कर सकता है।
बहु-संस्थागत शोध दल ने सूर्य के बाहरी वायुमंडल में चुंबकीय ऊर्जा के संचय और शक्तिशाली सौर विस्फोटों के दौरान इसके मुक्त होने की प्रक्रिया का पता लगाने के लिए एक मॉडल विकसित किया है। इस अध्ययन का नेतृत्व विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (डीएसटी) के अधीन एक स्वायत्त संस्थान, भारतीय खगोल भौतिकी संस्थान (आईआईए) के शोधकर्ताओं ने संयुक्त राज्य अमेरिका, हंगरी और फिनलैंड के शोधकर्ताओं के सहयोग से किया।
सीएमई सूर्य से निकलने वाले चुंबकीय प्लाज्मा के विशाल विस्फोट होते हैं जो अंतरिक्ष में लाखों किलोमीटर प्रति घंटे की रफ्तार से यात्रा कर सकते हैं। पृथ्वी की ओर निर्देशित होने पर, वे उपग्रह संचालन, संचार और बिजली ग्रिड को बाधित कर सकते हैं।
इन विस्फोटों के केंद्र में चुंबकीय प्रवाह रस्सियाँ (एमएफआर) होती हैं - ये सौर प्लाज्मा में अंतर्निहित चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं से बनी मुड़ी हुई संरचनाएँ हैं। हालाँकि इन्हें सीएमई का प्रमुख कारण माना जाता है, लेकिन विस्फोट के दौरान चुंबकीय ऊर्जा के निर्माण और उत्सर्जन की प्रक्रिया को समझना अभी भी कठिन बना हुआ है।
मॉडल सीएमई निर्माण का पता लगाता है
नया त्रि-आयामी मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक (एमएचडी) सिमुलेशन मॉडल एक चुंबकीय प्रवाह रस्सी के क्रमिक उद्भव से लेकर उसके अंततः विस्फोट तक के विकास का पता लगाता है।
यह सिमुलेशन सौर कोरोना के एक यथार्थवादी मॉडल से शुरू होता है जिसमें सूर्य पर देखे गए कोरोनल स्ट्रीमर के समान चुंबकीय क्षेत्र संरचना होती है। फिर धीरे-धीरे नीचे से एक मुड़ी हुई चुंबकीय प्रवाह रस्सी डाली जाती है, जो सौर सतह के नीचे से चुंबकीय प्रवाह के उद्भव का अनुकरण करती है।
जैसे-जैसे फ्लक्स रोप ऊपर उठता है, यह अपने चारों ओर के चुंबकीय क्षेत्र को फैलाता और संकुचित करता है। शोधकर्ताओं ने पाया कि चुंबकीय पुनर्संयोजन शुरू में तीव्र विद्युत धारा की एक पतली परत के निर्माण के माध्यम से धीरे-धीरे विकसित होता है, जहां विपरीत चुंबकीय क्षेत्र एक साथ आते हैं। यह प्रक्रिया बाद में तीव्र हो जाती है और अंततः फ्लक्स रोप को अंतरिक्ष में तेजी से बाहर निकाल देती है।
यह गणनात्मक कार्य आईआईए डेटा सेंटर में स्थित नोवा हाई-परफॉर्मेंस कंप्यूटिंग सुविधा का उपयोग करके किया गया था।
सौर प्रेक्षणों के साथ सिमुलेशन का सत्यापन किया गया
एस्ट्रोफिजिकल जर्नल में प्रकाशित इस अध्ययन में कंप्यूटर सिमुलेशन और सूर्य के प्रेक्षणों को संयुक्त रूप से इस्तेमाल किया गया। शोधकर्ताओं ने दो लगातार फ्लक्स रोप विस्फोटों का अनुकरण किया और उनके परिणामों की तुलना फिनलैंड के हेलसिंकी विश्वविद्यालय के एक शोधकर्ता के सहयोग से विश्लेषण किए गए प्रेक्षणात्मक आंकड़ों से की।
अवलोकन संबंधी विश्लेषण में नासा के हेलियोसीस्मिक एंड मैग्नेटिक इमेजर (एचएमआई) और एटमॉस्फेरिक इमेजिंग असेंबली (एआईए) उपकरणों से प्राप्त डेटा का उपयोग किया गया।
इस तुलना से एक महत्वपूर्ण निष्कर्ष निकला: चुंबकीय पुनर्संयोजन की दर और सीएमई के त्वरण के बीच एक स्पष्ट और सुसंगत संबंध पाया गया। दूसरे शब्दों में, चुंबकीय पुनर्संयोजन की दर बढ़ने के साथ ही सीएमई का त्वरण भी उसी अनुपात में बढ़ गया।
शोधकर्ताओं ने कहा कि यह खोज इंगित करती है कि पुनर्संयोजन प्रवाह न केवल यह निर्धारित करने में एक महत्वपूर्ण कारक हो सकता है कि सीएमई का विस्फोट होता है या नहीं, बल्कि यह भी कि विस्फोट कितनी तेजी से और कितनी ऊर्जा के साथ विकसित होता है।
अनुसंधान दल में नासा और जॉर्जिया स्टेट यूनिवर्सिटी के पोस्टडॉक्टोरल शोधकर्ता डॉ. समृद्धि शंकर मैती, आईआईए के डॉ. पियाली चटर्जी, हंगरी के इओटवोस विश्वविद्यालय के पीएचडी छात्र इजास एस मायथीन और हेलसिंकी विश्वविद्यालय के डॉ. राणादीप सरकार शामिल थे।
शोधकर्ताओं ने कहा कि यह अध्ययन इस बात की नई जानकारी प्रदान करता है कि सूर्य पर धीरे-धीरे ऊर्जा संचित करने वाली चुंबकीय संरचनाएं सौर मंडल के कुछ सबसे शक्तिशाली विस्फोटों में कैसे परिवर्तित हो सकती हैं। ये निष्कर्ष बेहतर अंतरिक्ष-मौसम पूर्वानुमान प्रणालियों के विकास में योगदान दे सकते हैं और पृथ्वी तक पहुंचने से पहले सौर विस्फोटों के विकास की प्रक्रिया को आगे बढ़ाने में सहायक हो सकते हैं।
