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Sunward Streaming 3He-rich SEP Events Observed by Solar Orbiter and Parker Solar Probe during Perihelion Passage

यह शोध पत्र सोलर ऑर्बिटर और पार्कर सोलर प्रोब द्वारा सूर्य की ओर प्रवाहित होने वाले 3He-समृद्ध सौर ऊर्जावान कणों के पहले बहु-अंतरिक्ष यान अवलोकन की रिपोर्ट करता है, जो यह प्रकट करता है कि ये कण सक्रिय क्षेत्र 13615 से उत्पन्न एक धीमी कोरोनल मास इजेक्शन द्वारा पुनर्निर्देशित होने के कारण अपेक्षित से काफी लंबे पथ पर यात्रा कर रहे थे।

मूल लेखक: Samuel T. Hart, George C. Ho, Michael R. Terres, Gabriel C. Muro, Robert C. Allen, Maher A. Dayeh, Radoslav Bučík, Glenn M. Mason, Athanasios Kouloumvakos, Abdullah A. Shmies

प्रकाशित 2026-01-29

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CC BY 4.0

मूल लेखक: Samuel T. Hart, George C. Ho, Michael R. Terres, Gabriel C. Muro, Robert C. Allen, Maher A. Dayeh, Radoslav Bučík, Glenn M. Mason, Athanasios Kouloumvakos, Abdullah A. Shmies

मूल पेपर CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) के तहत लाइसेंस किया गया है। ✨ नीचे दिए गए पेपर की यह व्याख्या AI से तैयार की गई है। इसे लेखकों ने न तो लिखा है, न इसका समर्थन किया है। तकनीकी सटीकता के लिए मूल पेपर देखें। पूरा डिस्क्लेमर पढ़ें

यहाँ इस शोध पत्र का सरल भाषा और रोज़मर्रा के उदाहरणों के साथ विवरण दिया गया है।

बड़ी तस्वीर: सौर "यू-टर्न" (U-Turn)

कल्पना कीजिए कि सूर्य एक विशाल लाइटहाउस (प्रकाश स्तंभ) की तरह है जो लगातार अंतरिक्ष में कणों (जैसे छोटे, तेज़ गति वाले कंचे) को बीम कर रहा है। आमतौर पर, जब इन कणों का कोई विस्फोट होता है, तो वे बगीचे के पाइप से निकलने वाले पानी की तरह सीधे सूर्य से बाहर की ओर निकलते हैं। वैज्ञानिक इन विस्फोटों को "सोलर एनर्जेटिक पार्टिकल" (SEP) इवेंट कहते हैं।

आमतौर पर, यदि आप अंतरिक्ष में तैर रहे हैं, तो आप इन कणों को सूर्य की ओर से अपनी ओर आते हुए देखेंगे। लेकिन इस अध्ययन में, वैज्ञानिकों ने दो विशेष अंतरिक्ष यानों—सोलर ऑर्बिटर (SO) और पार्कर सोलर प्रोब (PSP)—का उपयोग करके अप्रैल 2024 में कुछ अजीब होते देखा।

कणों को सूर्य से दूर उड़ते हुए देखने के बजाय, उन्होंने उन्हें वापस सूर्य की ओर उड़ते हुए देखा। यह बिल्कुल वैसा ही था जैसे किसी कार को हाईवे पर चलते हुए देखना, अचानक एक बड़े डायवर्जन (रास्ता बदलने के संकेत) से टकराना, और फिर अचानक वापस उसी शुरुआती बिंदु की ओर मुड़ जाना जहाँ से उसने यात्रा शुरू की थी।

रहस्य: दो अजीब सुराग

शोधकर्ताओं ने इन विशिष्ट कण विस्फोटों (जो हीलियम-3 नामक एक दुर्लभ प्रकार के हीलियम से भरपूर थे) के बारे में दो बहुत ही अजीब चीजें पाईं:

"यू-टर्न" (सूर्य की ओर प्रवाह): कण सूर्य की ओर नहीं, बल्कि सूर्य की ओर (वापस) जा रहे थे। इस प्रकार के कणों के लिए यह बहुत दुर्लभ है।
"घर लौटने का लंबा रास्ता" (पथ की लंबाई): अंतरिक्ष यानों तक पहुँचने के लिए, कणों को सूर्य से एक ऐसा रास्ता तय करना पड़ा जो सीधी दूरी से 2 से 8 गुना अधिक लंबा था। कल्पना कीजिए कि आप अपने घर से किराने की दुकान तक जाने की कोशिश कर रहे हैं, लेकिन 1 मील चलने के बजाय, आपको 5 मील चलना पड़ता है क्योंकि आपको निर्माण कार्य (construction zone) के कारण एक बड़े डायवर्जन के चारों ओर घूमने के लिए मजबूर किया गया है।

जासूसी: अपराधी की तलाश

वैज्ञानिकों ने पूछा: क्या चीज़ इन कणों को इतना लंबा और उल्टा रास्ता लेने के लिए मजबूर कर सकती है?

उन्होंने सूर्य के इतिहास की जांच की। उन्होंने पाया कि इन कणों के आने के दो दिन पहले एक "धीमी गति वाला" विस्फोट (कोरोनल मास इजेक्शन, या CME) हुआ था। इस CME को एक तेज़ बुलेट के रूप में नहीं, बल्कि सूर्य से बाहर की ओर फैलते हुए चुंबकीय शक्ति के एक विशाल, धीमी गति से चलने वाले बादल के रूप में समझें।

उदाहरण:
कल्पना कीजिए कि सूर्य एक फैक्ट्री है, और चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं (magnetic field lines) ट्रेन की पटरियाँ हैं।

सामान्य तौर पर, पटरियाँ फैक्ट्री से बाहर की ओर सीधी रेखाओं में होती हैं।
धीमा CME उस विशाल, धीमी गति से चलने वाली ट्रेन की तरह है जो पटरियों पर फंस गई है।
कण (नए ट्रेन) फैक्ट्री से बाहर निकलने की कोशिश करते हैं, लेकिन वे फंसे हुए ट्रेन के पिछले हिस्से से टकरा जाते हैं।
रुकने के बजाय, उन्हें उस फंसे हुए ट्रेन के बाहर से लपेटकर (wrap around) आगे बढ़ने के लिए मजबूर किया जाता है ताकि वे उसे पार कर सकें।

चूंकि उन्हें इस विशाल चुंबकीय बादल के चारों ओर घूमना पड़ा, इसलिए उनका रास्ता अविश्वसनीय रूप से लंबा हो गया। और चूंकि बादल बहुत धीरे चल रहा था, इसलिए कणों को सूर्य की ओर वापस धकेल दिया गया क्योंकि वे उस बादल के चारों ओर रास्ता खोजने की कोशिश कर रहे थें।

प्रमाण: मल्टी-स्पेसक्राफ्ट दृश्य

वैज्ञानिकों के पास एक अनूठा लाभ था: उनके पास अलग-अलग दूरियों पर दो "कैमरे" थे।

सोलर ऑर्बिटर सूर्य से पृथ्वी की दूरी का लगभग 30% हिस्सा था।
पार्कर सोलर प्रोब बहुत करीब था, लगभग 16% दूरी पर।

आमतौर पर, जो अंतरिक्ष यान करीब होता है वह कणों को पहले देखता है। लेकिन इस मामले में, सोलर ऑर्बिटर ने उन्हें पहले देखा, और पार्कर सोलर प्रोब ने उन्हें बाद में देखा। इससे यह सिद्ध हुआ कि कण वास्तव में सूर्य की ओर पीछे जा रहे थे। यदि वे दूर जा रहे होते, तो करीब वाला प्रोब उन्हें पहले देख लेता।

यह क्यों महत्वपूर्ण है?

यह शोध पत्र सूर्य के काम करने के तरीके के बारे में कुछ दिलचस्प बातें बताता है:

"बीज" प्रभाव (The "Seed" Effect): ये कण केवल गायब नहीं हुए। उन्हें संभवतः सूर्य की सतह (कोरोना) की ओर वापस धकेला गया था। वैज्ञानिकों का मानना है कि ये कण वहां फंस सकते हैं, और "बीज" के रूप में कार्य कर सकते हैं जिन्हें बाद में और भी बड़े सौर तूफानों को बनाने के लिए फिर से त्वरित (accelerate) किया जा सकता है।
व्यापक तूफान: कभी-कभी, ये कण तूफान अंतरिक्ष के बहुत बड़े क्षेत्रों (सैकड़ों डिग्री तक चौड़े) में देखे जाते हैं। शोध पत्र सुझाव देता है कि यदि कोई कण तूफान किसी विशाल चुंबकीय बादल (जैसे इस अध्ययन में CME) के चारों ओर लिपट जाता है, तो यह बहुत बड़े क्षेत्र में फैल सकता है, जो यह समझाता है कि हम कभी-कभी इन तूफानों को एक साथ हर जगह क्यों देखते हैं।

सारांश

संक्षेप में, यह शोध पत्र एक दुर्लभ घटना का वर्णन करता है जहाँ सौर कण एक धीमी गति से चलने वाले सौर बादल के कारण पैदा हुए चुंबकीय "ट्रैफिक जाम" में फंस गए थे। इसने कणों को एक बहुत बड़ा डायवर्जन लेने और सूर्य की ओर वापस जाने के लिए मजबूर किया। यह पहली बार है जब वैज्ञानिकों ने इसे एक साथ दो अंतरिक्ष यानों के माध्यम से देखा है, जो हमें यह समझने का नया नजरिया देता है कि कैसे सौर कण भटक सकते हैं, उनकी दिशा बदली जा सकती है, और संभावित रूप से हमारे सौर मंडल में पुनर्चक्रित (recycle) किए जा सकते हैं।

तकनीकी सारांश: सोलर ऑर्बिटर और पार्कर सोलर प्रोब द्वारा देखे गए सूर्य-मुखी स्ट्रीमिंग $^3$ He-समृद्ध SEPs

समस्या विवरण
सौर ऊर्जावान कण (SEP) घटनाएं, विशेष रूप से वे जो हीलियम-3 ( $^3$ He) से समृद्ध हैं, निचले सौर कोरोना में कण त्वरण और हेलियोस्फीयर में परिवहन प्रक्रियाओं को समझने के लिए महत्वपूर्ण प्रोब के रूप में कार्य करती हैं। जबकि $^3$ He-समृद्ध घटनाओं को आमतौर पर अत्यधिक आइसोटोपिक संवर्धन और सीमित अनुदैर्ध्य प्रसार (आमतौर पर 20–30°) द्वारा पहचाना जाता है, उनके उद्गम, त्वरण तंत्र और परिवहन गतिशीलता को समझने में महत्वपूर्ण अंतराल बने हुए हैं। विशेष रूप से, पिछले अवलोकनों ने असामान्य रूप से लंबे कण यात्रा पथ (नोमिनल पार्कर स्पाइरल का 2–4 गुना) और व्यापक वितरण के दुर्लभ उदाहरणों को नोट किया है। इसके अलावा, "सूर्य-मुखी स्ट्रीमिंग" (sunward streaming) की घटना—जहाँ SEPs सौर पवन से दूर जाने के बजाय सूर्य की ओर प्रवाहित होते हैं—शॉक-त्वरित घटनाओं में अच्छी तरह से प्रलेखित है, लेकिन $^3$ He-समृद्ध घटनाओं के लिए, जो पूरी तरह से सौर कोरोना के भीतर त्वरित होती हैं, यह अभी भी अस्पष्टीकृत है। यह अध्ययन दो $^3$ He-समृद्ध SEP घटनाओं के असामान्य अवलोकनों को संबोधित करता, जिन्होंने सोलर ऑर्बिटर (SO) और पार्कर सोलर प्रोब (PSP) के अप्रैल 1–4, 2024 के संगम के दौरान सूर्य-मुखी स्ट्रीमिंग और असाधारण रूप से लंबे पथ लंबाई दोनों प्रदर्शित किए।

कार्यप्रणाली
यह अध्ययन सक्रिय क्षेत्र (AR) 13615 से उत्पन्न दो विशिष्ट $^3$ He-समृद्ध SEP घटनाओं को वर्गीकृत करने के लिए मल्टी-स्पेसक्राफ्ट इन सीटू डेटा और रिमोट सेंसिंग अवलोकनों का उपयोग करता है।

इन सीटू माप: ऊर्जावान कण डेटा सोलर आइसोटोप स्पेक्ट्रोमीटर (SIS) पर SO और एनर्जेटिक पार्टीकल इन्वेस्टिगेशन (EPI-Hi/LET) पर PSP से प्राप्त किया गया था। इन उपकरणों ने $^3$ He, $^4$ He और भारी आयनों (C–Fe) के लिए उच्च-परिशुद्धता द्रव्यमान रिज़ॉल्यूशन, साथ ही विभिन्न लुक एंगल (सूर्य-मुखी बनाम एंटी-सनवर्ड) वाले टेलीस्कोपों के माध्यम से दिशात्मक फ्लक्स माप प्रदान किया। सौर पवन प्लाज्मा पैरामीटर और अंतर-ग्रहीय चुंबकीय क्षेत्र (IMF) डेटा को स्थानीय वातावरण को वर्गीकृत करने के लिए SWA (SO) और SWEAP (PSP) से प्राप्त किया गया था।
पथ लंबाई विश्लेषण: कण यात्रा पथ की लंबाई को संबंधित टाइप III रेडियो बर्स्ट के साथ संबद्ध सौर रिलीज समय को परिभाषित करके और विशिष्ट ऊर्जा बिन (SO के लिए 1.47 MeV/nuc, PSP के लिए 1.68 MeV/nuc) के आगमन समय को मापकर गणना की गई थी। वेलोसिटी डिस्पर्सन प्रोफाइल की तुलना नोमिनल पार्कर स्पाइरल अपेक्षाओं के विरुद्ध की गई थी।
एनिसोट्रॉपी परिमाणीकरण: कणों के बल्क फ्लो दिशा को निर्धारित करने के लिए विपरीत टेलीस्कोपों (जैसे, SIS-A बनाम SIS-B) के बीच फ्लक्स अनुपात का उपयोग करके प्रथम-क्रम की एनिसोट्रॉपी की गणना की गई थी, जिसे सौर पवन फ्रेम में डेटा को रूपांतरित करने के लिए कॉम्प्टन-गेटिंग प्रभाव (Compton-Getting effect) द्वारा सुधारा गया था।
रिमोट सेंसिंग और मॉडलिंग: सौर स्रोत क्षेत्रों को SO/EUI (EUV) और SO/STIX (X-ray) डेटा का उपयोग करके पहचाना गया। SOHO/LASCO व्हाइट-लाइट कोरोनाग्राफ छवियों में एक संभावित कोरोनल मास इजेक्शन (CME) की पहचान की गई। LASCO डिफरेंस इमेजेस में CME फ्रंट के एलिप्टिकल फिट का उपयोग करके CME की गतिज (गति, त्वरण) और ज्यामिति (उत्केंद्रता, चौड़ाई) को मॉडल किया गया। इसके बाद, प्रगाती ICME के चारों ओर लिपटे हुए चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं पर SEP प्रसार का अनुमान लगाने के लिए एक ज्यामितीय मॉडल बनाया गया।

प्रमुख परिणाम

सूर्य-मुखी स्ट्रीमिंग एनिसोट्रॉपी: दोनों घटनाओं के डिस्पर्सिव चरण के दौरान SO और PSP दोनों ने एक विशिष्ट नकारात्मक एनिसोट्रॉपी (सूर्य की ओर बल्क फ्लो) देखी। SO में, एंटी-सनवर्ड-फेसिंग टेलीस्कोप (SIS-B) ने सनवर्ड-फेसिंग टेलीस्कोप (SIS-A) की तुलना में उच्च फ्लक्स दर्ज किया, जो कोरोनल रिलीज के अपेक्षित दिशा का विलोम है। इसकी पुष्टि PSP द्वारा भी की गई, जहाँ एंटी-सनवर्ड टेलीस्कोप (LET-B, LET-C) ने सनवर्ड-फेसिंग LET-A की तुलना में उच्च तीव्रता दर्ज की।
असामान्य रूप से लंबी पथ लंबाई: गणना की गई यात्रा पथ लंबाई नोमिनल पार्कर स्पाइरल मानों से काफी अधिक थी। पहली घटना के लिए, SO ने $0.98 \pm 0.05$ AU (3.3x नोमिनल) की पथ लंबाई मापी और PSP ने $1.37 \pm 0.05$ AU (8.6x नोमिनल) मापी। दूसरी घटना ने SO पर $0.83 \pm 0.05$ AU की पथ लंबाई दिखाई, जो अभी भी नोमिनल मान से लगभग तीन गुना अधिक है।
अस्थायी आगमन क्रम: PSP द्वारा सूर्य के करीब (0.16 AU) होने के बावजूद, SO से पहले SEPs पहुँचे। यह टेम्पोरल इन्वर्जन (temporal inversion) एक सूर्य-मुखी निर्देशित कण आबादी के बाहरी हेलियोस्फीयर से भीतर की ओर यात्रा करने का प्रत्यक्ष प्रमाण प्रदान करता है।
स्रोत और CME का रिमोट सेंसिंग: घटनाएँ AR 13615 से उत्पन्न हुईं, जो EUV जेट्स और लो C-क्लास फ्लेयर्स से जुड़ी थीं। SEP घटनाओं से लगभग 48 घंटे पहले उसी क्षेत्र से उत्पन्न एक धीमी CME (गति $\approx 368$ km/s) की पहचान की गई, जो संभावित रूप से पुनर्निर्देशन एजेंट (redirecting agent) थी।
मॉडल सत्यापन: एक मॉडल जिसने माना कि SEPs को ICME फ्रंट के चारों ओर लिपटे हुए चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं पर इंजेक्ट किया गया था, ने SO के लिए 0.76–0.95 AU और PSP के लिए 0.94–1.1 AU की पथ लंबाई प्रदान की। हालांकि ये मॉडल किए गए मान प्रेक्षित मानों से थोड़े कम हैं, फिर भी वे उचित सहमति में हैं और इस परिकल्पना का समर्थन करते हैं कि कणों ने ICME लिम्ब के चारों ओर यात्रा की।

प्रमुख योगदान

प्रथम मल्टी-स्पेसक्राफ्ट अवलोकन: यह कार्य सूर्य-मुखी स्ट्रीमिंग $^3$ He-समृद्ध SEPs का पहला समवर्ती, मल्टी-स्पेसक्राफ्ट अवलोकन प्रस्तुत करता है।
पथ लंबाई दीर्घीकरण के लिए तंत्र: यह अध्ययन साक्ष्य प्रदान करता है कि आंतरिक हेलियोस्फेरिक ICMEs SEPs को पुनर्निर्देशित कर सकते हैं, जिससे वे केवल फील्ड लाइन मेन्डरिंग (field line meandering) के बजाय, ICME संरचना के चारों ओर लिपटे हुए लंबे चुंबकीय पथों के साथ यात्रा करते हैं।
व्यापक वितरण के लिए स्पष्टीकरण: लेखक प्रस्ताव करते हैं कि एक धीमी ICME के विस्तृत फ्रंट के साथ SEPs का प्रसार, उन दुर्लभ, व्यापक $^^3$ He-समृद्ध SEP घटनाओं की व्याख्या कर सकता है जो बड़े हेलियोस्फेरिक अनुदैर्ध्यों में फैली हुई हैं, जो स्वयं के CME जुड़ाव से स्वतंत्र हैं।
सीड पॉपुलेशन निहितार्थ: यह अवलोकन सुझाव देता है कि $^3$ He-समृद्ध सामग्री को वापस सौर कोरोना की ओर पुनर्निर्देशित किया जा सकता है, जिससे बाद के बड़े प्रगाती (gradual) SEP घटनाओं के लिए पूर्व-त्वरित सीड सामग्री वाला क्षेत्र संभावित रूप से समृद्ध हो सकता है।

महत्व और दावे
लेखक दावा करते हैं कि ये निष्कर्ष $^3$ He-समृद्ध SEP परिवहन को समझने के लिए एक नवीन तंत्र प्रस्तुत करते हैं। यह प्रदर्शित करके कि SEPs को एक धीमी, पूर्व-मौजूद ICME द्वारा पुनर्निर्देशित किया जा सकता है, यह पेपर इन घटनाओं में देखे गए अत्यधिक पथ लंबाई और प्रति-सहज (counter-intuitive) सूर्य-मुखी प्रवाह दोनों के लिए एक तर्कसंगत स्पष्टीकरण प्रदान करता है। अध्ययन इस बात पर प्रकाश डालता है कि सौर अधिकतम (solar maximum) के दौरान यह पुनरनिर्देशन एक सामान्य घटना हो सकती है, क्योंकि आंतरिक हेलियोस्फीयर में ICMEs की उच्च आवृत्ति होती है। इसके अतिरिक्त, कार्य यह सुझाव देता कि प्रगाती SEP घटनाओं के लिए "सीड" आबादी को संभवतः कोरोना में वापस लौटे अवशेष $^3$ He-समृद्ध सामग्री द्वारा महत्वपूर्ण रूप से समृद्ध किया जा सकता है, एक ऐसी प्रक्रिया जिसमें बाद के त्वरण के समय कोई रिमोट सिग्नेचर (जैसे EUV जेट्स) नहीं मिलेंगे। लेखक इस घटना की आवृत्ति के संबंध में विनम्र रहते हैं, यह नोट करते हुए कि हालांकि ICME परिकल्पना डेटा के अनुकूल है, फिर भी स्पेसक्राफ्ट स्थानों पर निर्णायक इन सीटू ICME सिग्नेचर का पता नहीं चला, जिसका अर्थ है कि स्पेसक्राफ्ट शायद ICME कोर को चूक गया होगा। इस परिवहन तंत्र की व्याख्या को परिष्कृत करने और इसकी व्यापकता को निर्धारित करने के लिए भविष्य के मल्टी-स्पेसक्राफ्ट अवलोकनों की आवश्यकता है।