पृथ्वी पर जीवन पर सूर्य का गहरा प्रभाव है। यह जीवन का स्रोत होने के साथ-साथ आधुनिक समाज को बनाए रखने वाले तकनीकी बुनियादी ढांचे को प्रेरित करता है। सौर ज्वालाएं, कोरोनल मास इजेक्शन और ऊर्जावान तूफान अंतरिक्ष का मौसम बनाते हैं जो अंतरिक्ष में उपग्रहों और अंतरिक्ष यात्रियों को प्रभावित करते हैं, पृथ्वी पर संचार, नेविगेशन और पावर ग्रिड को बाधित करते हैं। यह समझना कि सौर गतिविधि कैसे उत्पन्न होती है, विकसित होती है और हमारे अंतरिक्ष पर्यावरण को प्रभावित करती है, इसलिए प्रभावी अंतरिक्ष मौसम पूर्वानुमान के लिए महत्वपूर्ण है।
भारत में खगोलविदों ने हाल ही में सौर और अंतरिक्ष भौतिकी की वर्तमान स्थिति का एक सिंहावलोकन प्रदान किया है। उन्होंने उन प्रमुख चुनौतियों पर ध्यान केंद्रित किया जो अगले दशक में इस क्षेत्र को आकार देने की उम्मीद है और इस बात पर प्रकाश डाला कि भारतीय वैज्ञानिक समुदाय मौजूदा विशेषज्ञता के साथ-साथ आगामी सुविधाओं की मदद से उनसे कैसे निपटेगा।
उनके विचारों को विस्तृत रूप से प्रस्तुत किया गया कागज़ में प्रकाशित जर्नल ऑफ एस्ट्रोफिजिक्स एंड एस्ट्रोनॉमी.
सौर नखरे
आर्यभट्ट रिसर्च इंस्टीट्यूट ऑफ ऑब्जर्वेशनल साइंसेज (एआरआईईएस) के वैज्ञानिक और पेपर के दूसरे लेखक वैभव पंत ने कहा, “मुख्य वैज्ञानिक प्रश्न सौर विस्फोटों, जैसे सौर फ्लेयर्स और कोरोनल मास इजेक्शन (सीएमई) और पृथ्वी की परिक्रमा करने वाले उपग्रहों जैसी अंतरिक्ष संपत्तियों पर उनके संभावित प्रभाव को समझना है।” “अंतरिक्ष प्रौद्योगिकियों पर हमारी बढ़ती निर्भरता को देखते हुए, इस मुद्दे को संबोधित करना अत्यंत जरूरी है।”
सीएमई सूर्य के वायुमंडल के सबसे बाहरी हिस्से से अचानक बड़ी मात्रा में प्लाज्मा का डिस्चार्ज होता है, जिसे कोरोना (लैटिन में ‘क्राउन’ के लिए) के रूप में जाना जाता है। दूसरी ओर सौर हवा कोरोना से आवेशित कणों का निरंतर बहिर्प्रवाह है। सौर ज्वाला सूर्य पर एक विशाल विस्फोट है, जो सूर्य के धब्बों के ऊपर मुड़े हुए चुंबकीय क्षेत्रों से ऊर्जा के तेजी से निकलने से उत्पन्न होता है, जिससे रेडियो तरंगों, एक्स-रे और गामा किरणों सहित विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम में विकिरण का विस्फोट होता है।
डॉ. पंत ने कहा कि कई महत्वपूर्ण चुनौतियाँ सीएमई और संबंधित सौर घटनाओं के अध्ययन और भविष्यवाणी को जटिल बनाती हैं। मुख्य मुद्दों में सीएमई और सौर पवन के बीच संबंध की अधूरी समझ, सीएमई की खराब परिभाषित चुंबकीय संरचनाएं (जो उनकी गति को प्रभावित करती हैं), और परिवेशीय सौर चुंबकीय क्षेत्रों के साथ जटिल बातचीत शामिल हैं जो उनके अभिविन्यास को बदलती हैं और पृथ्वी और अन्य ग्रहों को प्रभावित करती हैं। सूर्य की सतह के नीचे से चुंबकीय क्षेत्र कैसे निकलते हैं, इसके बारे में सीमित ज्ञान के कारण सौर ज्वालाओं की भविष्यवाणी करना अभी भी चुनौतीपूर्ण है।
सूर्य-देखने की रणनीतियाँ
सितंबर 2023 में, भारतीय अंतरिक्ष अनुसंधान संगठन (इसरो) ने सूर्य पर केंद्रित भारत की पहली अंतरिक्ष वेधशाला आदित्य-एल1 लॉन्च की। आदित्य-एल1 वर्तमान में पृथ्वी से 1.5 मिलियन किमी दूर लैग्रेंज पॉइंट 1 (एल1) पर तैनात है। लैग्रेंज बिंदु अंतरिक्ष में ऐसे स्थान हैं जहां सूर्य और पृथ्वी जैसे दो बड़े पिंडों के बीच गुरुत्वाकर्षण बल एक छोटी वस्तु की कक्षीय गति को संतुलित करते हैं, जिससे सापेक्ष स्थिरता के क्षेत्र बनते हैं जो अंतरिक्ष यान को न्यूनतम ईंधन उपयोग के साथ “मँडरा” करने की अनुमति देते हैं। सूर्य-पृथ्वी प्रणाली में पाँच लैग्रेंज बिंदु हैं।
डॉ. पंत ने कहा, “आदित्य-एल1 एल1 स्थान पर स्थित है, जहां यह सौर वातावरण की उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाली छवियां और स्पेक्ट्रा लेता है। इस मिशन से कई रोमांचक परिणाम पहले ही प्रकाशित हो चुके हैं।” “हमें और अधिक तैनाती पर भी विचार करना चाहिए [instruments] अन्य रणनीतिक स्थानों पर, जैसे कि एल4 और एल5” – एक सुझाव अवलोकन में व्यक्त किया गया है।
L1 सूर्य और पृथ्वी को जोड़ने वाली रेखा पर स्थित है, इसलिए सूर्य से पृथ्वी की ओर बढ़ने वाला कोई भी विस्फोट इसके माध्यम से गुजरेगा, और आदित्य-L1 इसका पता लगा सकता है। L4 बिंदु पृथ्वी की कक्षा से 60º आगे है और L5 60º पीछे है। इसलिए L5 पर एक अंतरिक्ष यान पृथ्वी की ओर घूमने से पहले सौर क्षेत्रों का निरीक्षण कर सकता है, जिससे उन्हें संभावित रूप से सौर गतिविधि और सीएमई का पता लगाने से पहले पता चल सके।
डॉ. पंत ने कहा, दो अंतरिक्ष यान, एक एल1 पर और दूसरा एल5 पर, समान सौर घटनाओं को देखने वाली “दो आंखों” की तरह काम करेंगे, जिससे शोधकर्ताओं को इन घटनाओं के 3डी प्रक्षेप पथ की सटीक गणना करने की अनुमति मिलेगी। L4 बिंदु पर एक अन्य अंतरिक्ष यान केंद्र में पृथ्वी के साथ एक त्रिकोणीय अवलोकन नेटवर्क बनाएगा। इसके डेटा का उपयोग करके, भौतिक विज्ञानी विस्फोटों को बेहतर ढंग से ट्रैक कर सकते हैं और उनके पृथ्वी पर आने के समय का बेहतर अनुमान लगा सकते हैं।
दूसरी ओर, L4 और L5 पृथ्वी से 30 मिलियन किमी दूर हैं, जिससे डेटा ट्रांसमिशन जटिल हो जाता है। डॉ. पंत ने कहा, “एल1 स्थिति की तुलना में डेटा भेजना धीमा होगा, लेकिन अगर इस चुनौती को कम कर दिया जाता है, तो यह भारतीयों द्वारा एक महान तकनीकी प्रदर्शन होगा।”
भारतीय सौर समुदाय सूर्य का निरीक्षण करने के लिए जमीन आधारित सुविधाओं को बढ़ाने पर भी काम कर रहा है।
डॉ. पंत ने कहा, “भारतीय खगोल भौतिकी संस्थान ने दो-मीटर श्रेणी के जमीन-आधारित टेलीस्कोप का प्रस्ताव दिया है जो उच्च रिज़ॉल्यूशन के साथ सूर्य के निचले वायुमंडल का अध्ययन करने में सहायक होगा।”
इस आगामी परियोजना को नेशनल लार्ज सोलर टेलीस्कोप कहा जाता है। इसका नियोजित आकार इसे अंतरिक्ष में तैनाती के लिए अनुपयुक्त बनाता है।
आगे, सूर्य की ओर
भारत में सौर भौतिकी के दीर्घकालिक दृष्टिकोण में प्रारंभिक कैरियर शोधकर्ताओं और युवा छात्रों को सौर भौतिकी पर शिक्षित करने और आदित्य-एल1 डेटा का विश्लेषण करने की योजना भी शामिल है। इस उद्देश्य से, इसरो और ARIES संचालन कर रहे हैं कार्यशालाएं पूरे भारत में. अब तक दस पूरे हो चुके हैं और 11वां अक्टूबर में पांडिचेरी विश्वविद्यालय में प्रस्तावित है।
पुणे में नेशनल सेंटर फॉर रेडियो एस्ट्रोनॉमी के डॉक्टरेट छात्र हार्दिक मेधी, जिन्होंने तीसरी आदित्य-एल1 कार्यशाला में भाग लिया, ने कहा, “यह एक अद्भुत अनुभव था, और कार्यशाला ने मुझे अत्याधुनिक शोध और इन अध्ययनों का नेतृत्व करने वाले शीर्ष स्तर के शोधकर्ताओं की दुनिया से परिचित कराया।”
भारतीय खगोल भौतिकी संस्थान, बेंगलुरु में एकीकृत एमटेक पीएचडी छात्रा सविता एमएस ने तीसरी और पांचवीं आदित्य-एल1 कार्यशालाओं में भाग लिया। उन्होंने कहा: “इस प्रदर्शन ने न केवल मेरे ज्ञान को बढ़ाया बल्कि सौर भौतिकी में अनुसंधान को आगे बढ़ाने के लिए मेरे जुनून और दृढ़ संकल्प को भी मजबूत किया।”
पेपर में सौर भौतिकी में भारत और विदेश में 229 शुरुआती भारतीय शोधकर्ताओं, साथ ही भारत में काम करने वाले 65 संकाय सदस्यों और वैज्ञानिकों की भागीदारी की सूचना दी गई है। लेखकों ने नए संकाय सदस्यों को नियुक्त करके, शैक्षणिक कार्यक्रम विकसित करके, जनता के साथ जुड़कर और उद्योग साझेदारी को बढ़ावा देकर समुदाय का विस्तार करने की आवश्यकता पर बल दिया।
लेखकों ने कम्प्यूटेशनल खगोल भौतिकी के लिए उन्नत सुपरकंप्यूटिंग सुविधाओं के एक राष्ट्रीय नेटवर्क की आवश्यकता पर भी प्रकाश डाला। जैसे-जैसे दूरबीनों और अंतरिक्ष मिशनों में सुधार होता है, उनके द्वारा एकत्र किए गए डेटा का विश्लेषण और व्याख्या करने के लिए भारी भौतिकी-आधारित सिमुलेशन की आवश्यकता होगी, जो आवश्यक नहीं होने पर भी सुपर कंप्यूटर को बहुत उपयोगी बना देगा।
आगे देखते हुए, डॉ. पंत ने आशावाद व्यक्त किया कि “अगले 10 से 15 वर्षों में, हमें सौर ज्वालाओं और पृथ्वी पर कोरोनल मास इजेक्शन (सीएमई) के आगमन के समय के लिए अपने स्वयं के अत्याधुनिक भविष्यवाणी मॉडल विकसित करने में सक्षम होना चाहिए।”
भारत ने हाल ही में अपने अंतरिक्ष क्षेत्र को निजी कंपनियों के लिए खोल दिया है। उपग्रहों के निर्माण और रॉकेट लॉन्च करने के अलावा, उनकी भागीदारी सौर तूफानों के मॉडलिंग और अंतरिक्ष मौसम की भविष्यवाणी में निजी क्षेत्र के नवाचार को भी दर्शाती है।
डॉ. पंत ने कहा, “ये विकास भारत को अंतरिक्ष मौसम और सौर-स्थलीय संबंधों को समझने में आत्मनिर्भर बना देगा।”
विशेषज्ञों, युवा शोधकर्ताओं और छात्रों के समुदाय के साथ; नई सुविधाएँ और अनेक पहलें (कई पर काम चल रहा है); और अब एक दीर्घकालिक मार्गदर्शक दृष्टिकोण से, आने वाले वर्षों में सौर भौतिकी और अंतरिक्ष मौसम में उल्लेखनीय वृद्धि होने की उम्मीद है।
श्रीजया कारंथा एक स्वतंत्र विज्ञान लेखिका हैं।