विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (डीएसटी) के एक स्वायत्त संस्थान, आर्यभट्ट अनुसंधान संस्थान (एआरआईएस) नैनीताल और भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान (आईआईटी) दिल्ली के वैज्ञानिकों ने सूर्य के बाहरी वायुमंडल, या कोरोना में छिपी अशांति का पता लगाने के लिए एक नई विधि विकसित की है, जो सौर भौतिकी के सबसे बड़े रहस्यों में से एक को सुलझाने में मदद कर सकती है - कि कोरोना सूर्य की दृश्य सतह की तुलना में कहीं अधिक गर्म क्यों है।

हाल ही में द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल में प्रकाशित इस अध्ययन में, सूर्य की चुंबकीय संरचनाओं से गुजरने वाली तरंगें कोरोना में प्लाज्मा के व्यवहार को कैसे प्रभावित करती हैं, इसकी जांच करने के लिए उन्नत त्रि-आयामी मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक (एमएचडी) सिमुलेशन और फॉरवर्ड मॉडलिंग का उपयोग किया गया है।

सूर्य का कोरोना चुंबकीय संरचनाओं से भरा हुआ है, जिनके माध्यम से अनुप्रस्थ एमएचडी तरंगें (जिन्हें आमतौर पर अल्फ़वेनिक या किंक तरंगें कहा जाता है) निरंतर प्रवाहित होती रहती हैं। ये तरंगें चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के अनुदिश बाहर की ओर गति करते हुए कोरोना संरचनाओं को अगल-बगल हिलाती हैं।

परंपरागत रूप से, वैज्ञानिकों का मानना ​​था कि इस प्रकार की अनुप्रस्थ तरंगें मुख्य रूप से लाल और नीले रंग के वैकल्पिक डॉप्लर बदलाव उत्पन्न करती हैं, जो प्रेक्षकों की ओर और उनसे दूर प्लाज्मा की गति को दर्शाती हैं। हालांकि, कोरोनल स्पेक्ट्रल रेखाओं के आकार को बदलने में उनकी संभावित भूमिका स्पष्ट रूप से स्थापित नहीं हुई थी।

पिछले अध्ययनों में सौर स्पेक्ट्रल रेखाओं में बार-बार नीले रंग की विषमताएँ देखी गई थीं, जिन्हें आम तौर पर ऊपर की ओर प्लाज्मा प्रवाह, जेट या चुंबकीय क्षेत्रों के अनुदिश द्रव्यमान गति के प्रमाण के रूप में व्याख्यायित किया गया था। चूंकि अनुप्रस्थ तरंगों को लगभग असंपीड्य माना जाता है, इसलिए उनसे स्पेक्ट्रल प्रोफाइल में महत्वपूर्ण विषमताएँ उत्पन्न होने की उम्मीद नहीं थी।

यह नया अध्ययन उस धारणा को चुनौती देता है।

शोधकर्ताओं अंबिका सक्सेना और वैभव पंत ने चुंबकीय संरचना में घनत्व भिन्नताओं वाले एक खुले क्षेत्र के कोरोनल क्षेत्र का अनुकरण किया। उन्होंने निचली सीमा पर अनुप्रस्थ तरंगें उत्पन्न कीं और यह देखा कि ये तरंगें संरचित चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से ऊपर की ओर कैसे फैलती हैं।

फॉरवर्ड मॉडलिंग तकनीकों का उपयोग करते हुए, टीम ने गणना की कि प्लाज्मा उत्सर्जन कोरोनल स्पेक्ट्रल लाइन Fe XIII 10749 Å में कैसे दिखाई देगा।

सिमुलेशन से पता चला कि जब अनुप्रस्थ तरंगें संरचित चुंबकीय प्लूम से होकर गुजरती हैं, तो प्लाज्मा एकसमान रूप से गति नहीं करता है। संरचना के भीतर घनत्व में भिन्नता, चरण मिश्रण नामक प्रक्रिया के साथ मिलकर, चुंबकीय क्षेत्र के भीतर तेजी से सूक्ष्म संरचनाएं और अशांति उत्पन्न करती है।

सौर कोरोना की प्रकाशीय विरलता के कारण, प्रेक्षक की दृष्टि रेखा के अनुदिश कई क्षेत्रों से निकलने वाले प्रकाश का प्रतिच्छेदन होता है। संरचना के विभिन्न भाग एक ही समय में अलग-अलग वेग से गति करते हैं, इसलिए संयुक्त वर्णक्रमीय संकेत पूर्णतः संतुलित होने के बजाय असममित हो जाता है।

अध्ययन में पाया गया कि तरंगों द्वारा संचालित ये गतिकी स्वाभाविक रूप से वर्णक्रमीय रेखाओं में वैकल्पिक लाल और नीली विषमताएं उत्पन्न करती हैं, और तरंगों के कोरोना से गुजरने के साथ-साथ समय और ऊंचाई के साथ पैटर्न बदलता रहता है।

शोधकर्ताओं ने पाया कि कृत्रिम विषमताएं रेखा की चरम तीव्रता के 20 प्रतिशत तक पहुंच सकती हैं, जबकि द्वितीयक प्लाज्मा का वेग 30 से 40 किलोमीटर प्रति सेकंड के बीच था। साथ ही, लाल-नीले रंग के वैकल्पिक पैटर्न भी तरंगों की गति के अनुरूप गति से बाहर की ओर फैलते हुए पाए गए।

शोधकर्ताओं के अनुसार, निष्कर्षों से पता चलता है कि केवल अनुप्रस्थ एमएचडी तरंगों के प्रसार से ही बड़े पैमाने पर प्लाज्मा प्रवाह या जेट की आवश्यकता के बिना व्यवस्थित वर्णक्रमीय विषमताएं उत्पन्न की जा सकती हैं।

वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि यह खोज सौर कोरोना में अशांति और तरंग-चालित तापन का अध्ययन करने के लिए एक शक्तिशाली नया नैदानिक ​​उपकरण प्रदान कर सकती है, जिससे शोधकर्ता यह समझने के करीब पहुंच जाएंगे कि कोरोना का तापमान लाखों डिग्री तक क्यों पहुंच जाता है - जो सूर्य की दृश्य सतह से कहीं अधिक गर्म है।

यह अध्ययन डेनियल के. इनौये सोलर टेलीस्कोप जैसी उन्नत अवलोकन सुविधाओं की क्षमता को भी उजागर करता है, जो निकट भविष्य में तरंग-चालित इन वर्णक्रमीय संकेतों का सीधे अवलोकन करने में सक्षम होंगी।