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इसरो का मार्स ऑर्बिटर मिशन (MOM): सौर गतिविधि की भविष्यवाणी में नई अंतर्दृष्टि

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शोधकर्ताओं ने अल्ट्रा-लो-कॉस्ट मार्स ऑर्बिटर द्वारा पृथ्वी पर भेजे गए रेडियो संकेतों का उपयोग करके सूर्य के कोरोना में अशांति का अध्ययन किया है, जब पृथ्वी और मंगल सूर्य के विपरीत पक्षों पर थे (संयोजन आमतौर पर लगभग दो वर्षों में एक बार होता है) . ऑर्बिटर से रेडियो सिग्नल 10 Rʘ (1 Rʘ = सौर त्रिज्या = 696,340 किमी) की निकट दूरी पर सूर्य के कोरोना क्षेत्र से होकर गुजरे थे। कोरोनल टर्बुलेंस स्पेक्ट्रम प्राप्त करने के लिए प्राप्त सिग्नल के अवशिष्ट आवृत्ति का विश्लेषण किया गया था। निष्कर्ष पार्कर सोलर प्रोब के इन-सीटू निष्कर्षों के अनुरूप प्रतीत होते हैं। इस अध्ययन ने कोरोनल क्षेत्र में गतिकी का अध्ययन करने का एक बहुत ही कम लागत वाला अवसर प्रदान किया (एक बहुत ही उच्च लागत इन-सीटू सौर जांच के अभाव में) और एक नई अंतर्दृष्टि प्रदान की कि कैसे मंगल ग्रह की कक्षा द्वारा भेजे गए रेडियो संकेतों का उपयोग करके सौर राज्याभिषेक क्षेत्र में अशांति की जांच की जाती है। पृथ्वी पर सौर गतिविधि की भविष्यवाणी में सुधार करने में मदद मिल सकती है जो जीवन रूपों और पृथ्वी पर सभ्यता के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। 

भारतीय अंतरिक्ष अनुसंधान संगठन (इसरो) के मार्स ऑर्बिटर मिशन (एमओएम) को 5 नवंबर 2013 को 6 महीने के नियोजित मिशन जीवनकाल के साथ लॉन्च किया गया था। यह अब तक अपने जीवनकाल को पार कर चुका है और वर्तमान में विस्तारित मिशन चरण में है।  

जब पृथ्वी और मंगल सूर्य के विपरीत दिशा में थे तब शोधकर्ताओं के एक दल ने सौर कोरोना का अध्ययन करने के लिए ऑर्बिटर से रेडियो संकेतों का उपयोग किया। संयोजन की अवधि के दौरान, जो आमतौर पर लगभग दो वर्षों में एक बार होता है, ऑर्बिटर से रेडियो सिग्नल सौर राज्याभिषेक क्षेत्र के माध्यम से सूर्य के केंद्र से 10 Rʘ (1 Rʘ = सौर त्रिज्या = 696,340 किमी) हेलियो-ऊंचाई के करीब होते हैं। सौर गतिकी का अध्ययन करने का अवसर देता है।  

सौर कोरोना वह क्षेत्र है जहां तापमान कई मिलियन डिग्री सेंटीग्रेड जितना ऊंचा हो सकता है। सौर हवाएं इस क्षेत्र में उत्पन्न होती हैं और तेज होती हैं और इंटरप्लेनेटरी स्पेस को घेर लेती हैं जो ग्रहों के मैग्नेटोस्फीयर को आकार देती हैं और पृथ्वी के पर्यावरण के निकट अंतरिक्ष मौसम को प्रभावित करती हैं। इसका अध्ययन एक महत्वपूर्ण अनिवार्यता है1. इन-सीटू जांच होना एक आदर्श होगा, हालांकि रेडियो सिग्नल (अंतरिक्ष यान द्वारा प्रेषित और कोरोनल क्षेत्र से यात्रा करने के बाद पृथ्वी पर प्राप्त होने वाले) का उपयोग एक उत्कृष्ट विकल्प प्रदान करता है।  

हाल के पेपर में2 रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसाइटी के मासिक नोटिस में प्रकाशित, शोधकर्ताओं ने सौर चक्र के घटते चरण की अवधि के दौरान सौर राज्याभिषेक क्षेत्र में अशांति का अध्ययन किया और रिपोर्ट किया कि सौर हवाएं तेज हो जाती हैं और उप-अल्फवेनिक से सुपर-अल्फवेनिक प्रवाह में संक्रमण लगभग 10-15 के आसपास होता है। र. वे उच्च सौर गतिविधि अवधि की तुलना में तुलनात्मक रूप से कम हेलियो-ऊंचाई पर संतृप्ति प्राप्त करते हैं। संयोग से, यह खोज पार्कर प्रोब द्वारा सौर कोरोना के प्रत्यक्ष अवलोकन द्वारा समर्थित प्रतीत होती है3 किया जा सकता है।  

चूंकि सौर कोरोना एक आवेशित प्लाज्मा माध्यम है और इसमें आंतरिक अशांति है, यह इसके माध्यम से यात्रा करने वाली विद्युत चुम्बकीय रेडियो तरंगों के मापदंडों में फैलाव प्रभाव डालता है। कोरोनल माध्यम में अशांति प्लाज्मा घनत्व में उतार-चढ़ाव पैदा करती है जो उस माध्यम से निकलने वाली रेडियो तरंगों के चरण में उतार-चढ़ाव के रूप में दर्ज हो जाती है। इस प्रकार, ग्राउंड स्टेशन पर प्राप्त रेडियो संकेतों में प्रसार माध्यम के हस्ताक्षर होते हैं और माध्यम में अशांति स्पेक्ट्रम प्राप्त करने के लिए वर्णक्रमीय रूप से विश्लेषण किया जाता है। यह कोरोनल रेडियो-साउंडिंग तकनीक का आधार बनता है जिसका उपयोग अंतरिक्ष यान द्वारा कोरोनल क्षेत्रों का अध्ययन करने के लिए किया गया है।  

संकेतों से प्राप्त डॉपलर आवृत्ति अवशेषों का वर्णक्रमीय विश्लेषण किया जाता है ताकि 4 और 20 Rʘ के बीच की सूर्यकेंद्रित दूरी पर कोरोनल टर्बुलेंस स्पेक्ट्रम प्राप्त किया जा सके। यह वह क्षेत्र है जहां सौर हवा मुख्य रूप से तेज हो जाती है। अशांति शासन में परिवर्तन अस्थायी आवृत्ति उतार-चढ़ाव स्पेक्ट्रम के वर्णक्रमीय सूचकांक मूल्यों में अच्छी तरह से परिलक्षित होते हैं। यह देखा गया है कि कम हेलिओसेंट्रिक दूरी (<10 Rʘ) पर टर्बुलेंस पावर स्पेक्ट्रम (आवृत्ति उतार-चढ़ाव का अस्थायी स्पेक्ट्रम), कम स्पेक्ट्रल इंडेक्स वाले कम आवृत्तियों वाले क्षेत्रों में चपटा हो गया है जो सौर पवन त्वरण क्षेत्र से मेल खाता है। सूर्य की सतह के करीब कम वर्णक्रमीय सूचकांक मान ऊर्जा इनपुट व्यवस्था को दर्शाता है जहां अशांति अभी भी अविकसित है। बड़ी हेलियोसेंट्रिक दूरियों (> 10Rʘ) के लिए, वक्र 2/3 के करीब वर्णक्रमीय सूचकांक के साथ स्थिर होता है, जो विकसित कोलमोगोरोव-प्रकार की अशांति के जड़त्वीय शासन का संकेत है जहां ऊर्जा को कैस्केडिंग के माध्यम से ले जाया जाता है।  

टर्बुलेंस स्पेक्ट्रम की समग्र विशेषताएं सौर गतिविधि चक्र के चरण, सौर सक्रिय क्षेत्रों के सापेक्ष प्रसार और कोरोनल होल जैसे कारकों पर निर्भर करती हैं। एमओएम डेटा पर आधारित यह कार्य सौर चक्र 24 की कमजोर मैक्सिमा में एक अंतर्दृष्टि की रिपोर्ट करता है, जिसे अन्य पिछले चक्रों की तुलना में समग्र निम्न गतिविधि के संदर्भ में एक अजीब सौर चक्र के रूप में दर्ज किया गया है। 

दिलचस्प बात यह है कि यह अध्ययन रेडियो साउंडिंग पद्धति का उपयोग करके सौर राज्याभिषेक क्षेत्र में अशांति की जांच और निगरानी करने का एक बहुत ही कम लागत वाला तरीका प्रदर्शित करता है। यह सौर गतिविधि पर नजर रखने में बेहद मददगार हो सकता है जो बदले में सभी महत्वपूर्ण सौर मौसम की भविष्यवाणी करने में महत्वपूर्ण हो सकता है, खासकर पृथ्वी के आसपास के क्षेत्र में।  

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सन्दर्भ:  

  1. प्रसाद यू., 2021. अंतरिक्ष मौसम, सौर पवन विक्षोभ और रेडियो विस्फोट। वैज्ञानिक यूरोपीय। 11 फरवरी 2021 को प्रकाशित। पर उपलब्ध है https://www.scientificeuropean.co.uk/sciences/space/space-weather-solar-wind-disturbances-and-radio-bursts/  
  1. जैन आर., एट अल 2022. भारतीय मार्स ऑर्बिटर मिशन से एस-बैंड रेडियो सिग्नलों का उपयोग करते हुए सौर चक्र 24 के पोस्ट-मैक्सिमा चरण के दौरान सौर कोरोनल गतिकी पर एक अध्ययन। रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसायटी के मासिक नोटिस, स्टैक056। मूल रूप में 26 सितंबर 2021 को प्राप्त हुआ। 13 जनवरी 2022 को प्रकाशित। डीओआई: https://doi.org/10.1093/mnras/stac056 
  1. जे सी कास्पर एट अल। पार्कर सोलर प्रोब ने मैग्नेटिकली डोमिनेटेड सोलर कोरोना में प्रवेश किया। भौतिक. रेव लेट। 127, 255101. 31 अक्टूबर 2021 को प्राप्त हुआ। 14 दिसंबर 2021 को प्रकाशित। डीओआई: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.255101 

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उमेश प्रसाद
उमेश प्रसाद
मुख्य संपादक, वैज्ञानिक यूरोपीय

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