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Machine Learning-Based Characterization of Solar p-Mode Frequency Shifts during Solar Cycle 25

यह शोध पत्र सौर चक्र 25 के शेष भाग के दौरान सौर p-मोड आवृत्ति परिवर्तनों (frequency shifts) को चित्रित और पूर्वानुमानित करने के लिए मानक समय-श्रृंखला विश्लेषण और मशीन लर्निंग विधियों को विकसित और लागू करता है, जिसका लक्ष्य अंतरिक्ष मौसम के साथ सूर्य की आंतरिक गतिशीलता का एक सुदृढ़ संबंध स्थापित करना और सौर गतिविधि चरणों के लिए एक प्रारंभिक संकेतक प्रदान करना है।

मूल लेखक: Rekha Jain (School of Mathematical and Physical Sciences, University of Sheffield), Akash Kumar (School of Mechanical, Aerospace and Civil Engineering, University of Sheffield), Sushanta C. Tripathy (
प्रकाशित 2026-04-23
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CC BY 4.0

मूल लेखक: Rekha Jain (School of Mathematical and Physical Sciences, University of Sheffield), Akash Kumar (School of Mechanical, Aerospace and Civil Engineering, University of Sheffield), Sushanta C. Tripathy (National Solar Observatory)

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

सूर्य की धड़कन: अगली सौर शांत अवधि की भविष्यवाणी

कल्पना कीजिए कि सूर्य केवल आग का एक दहकता हुआ गोला नहीं है, बल्कि एक विशाल, जीवित ढोल है। जैसे ही ढोल को पीटा जाता है, वह कंपन करता है, वैसे ही सूर्य भी ध्वनि तरंगों के साथ कंपन करता है जो इसके आंतरिक भाग से होकर गुजरती हैं। इन कंपनों को p-modes कहा जाता है।

दशकों से, वैज्ञानिक इस "धड़कन" को सुन रहे हैं। उन्होंने कुछ बहुत ही दिलचस्प देखा है: सूर्य की धड़कन की पिच (आवाज का स्तर) उसके मूड के उतार-चढ़ाव के साथ तालमेल बिठाते हुए बदलती है। जब सूर्य "क्रोधित" होता है (सूर्य के धब्बों और सौर तूफानों से भरा होता है), तो पिच बढ़ जाती है। जब सूर्य "शांत" होता है, तो पिच कम हो जाती है। यह मूड का उतार-चढ़ाव लगभग हर 11 साल में होता है, जिसे सौर चक्र (Solar Cycle) के रूप में जाना जाता है।

समस्या:
हम वर्तमान में 11वें चक्र (सौर चक्र 25) के बीच में हैं। वैज्ञानिक जानना चाहते हैं: यह चक्र कब समाप्त होगा, और सूर्य फिर से कब शांत होगा? यह जानना "स्पेस वेदर" (अंतरिक्ष मौसम) के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है—वे सौर तूफान जो उपग्रहों को ठप कर सकते हैं, GPS को बाधित कर सकते हैं और पृथ्वी पर बिजली ग्रिडों को विफल कर सकते हैं।

समाधान:
यह शोध पत्र एक जासूसी टीम (रेखा जैन, आकाश कुमार और सुशांत त्रिपाठी) की तरह है, जो सूर्य के भविष्य के रहस्य को सुलझाने के लिए दो अलग-अलग उपकरणों का उपयोग कर रही है:

  1. प्रत्यक्ष श्रोता (The Direct Listener): उन्होंने पिछले 30 वर्षों के सूर्य की धड़कन के डेटा को सीधे देखा।
  2. प्रॉक्सी जासूस (The Proxy Detective): उन्होंने गौर किया कि धड़कन दो अन्य प्रसिद्ध सौर "मूड रिंग्स" के साथ तालमेल में बदलती है:
    • सनस्पॉट्स (Sunspots): सूर्य की सतह पर काले धब्बे (जैसे झाइयां)।
    • रेडियो फ्लक्स (Radio Flux): रेडियो तरंगों की मात्रा जो सूर्य बाहर निकालता है (जैसे किसी रेडियो स्टेशन के वॉल्यूम नॉब की तरह)।

उन्होंने इन पैटर्न का विश्लेषण करने और भविष्य की भविष्यवाणी करने के लिए मशीन लर्निंग (स्मार्ट कंप्यूटर प्रोग्राम) का उपयोग किया।

जासूसी कार्य: उन्होंने इसे कैसे किया

सूर्य के डेटा को एक बहुत लंबे, शोर भरे गीत की तरह समझें। संगीत को शोर से अलग करने के लिए वैज्ञानिकों को "मेलोडी" को खोजना था। इसके लिए उन्होंने तीन अलग-अलग "फिल्टर्स" (एल्गोरिदम) का उपयोग किया:

  1. वेवलेट फिल्टर (The Wavelet Filter): कल्पना कीजिए कि एक गाने को उसके व्यक्तिगत नोट्स में तोड़ने और लय को समझने के लिए उन्हें पूरी तरह से समयबद्ध करने की प्रक्रिया।
  2. स्मूथिंग फिल्टर (The Smoothing Filter - LOESS): कल्पना कीजिए कि एक ऊबड़-खाबड़ सड़क पर अपना हाथ फेरना ताकि गड्ढों को सुधारा जा सके और रास्ते के सामान्य आकार को देखा जा सके।
  3. डीप लर्निंग फिल्टर (The Deep Learning Filter - N-BEATS): यह एक सुपर-स्मार्ट AI की तरह है जिसने लाखों गाने सुने हैं और जटिल, छिपे हुए पैटर्न के आधार पर अगले नोट का अनुमान लगाना सीख लिया है।

उन्होंने सूर्य की धड़कन, सनस्पॉट्स और रेडियो तरंगों पर इन फिल्टरों को लागू किया ताकि यह देख सकें कि "वॉल्यूम" अपने सबसे निचले बिंदु (न्यूनतम) तक कब गिरेगा।

निर्णय: उन्हें क्या मिला?

इसके परिणाम कुछ ऐसे हैं जैसे मौसम का पूर्वानुमान देखना जो कहता है, "बारिश होने वाली है, लेकिन सटीक समय इस बात पर निर्भर करता है कि आप किस मॉडल पर भरोसा करते हैं।"

  • वर्तमान स्थिति: सूर्य पहले ही इस चक्र के लिए अपने चरम "तूफानी" स्तर (लगभग 2025 की शुरुआत में) पर पहुँच चुका है और अब धीरे-धीरे शांत हो रहा है।
  • भविष्यवाणी: सभी मॉडल इस बात पर सहमत हैं कि सूर्य अपने सबसे शांत बिंदु (चक्र के निचले स्तर) पर लगभग 2030 या 2031 के आसपास पहुँचेगा।
  • अवधि: यह शांत अवधि लगभग सात वर्षों तक चलेगी, जो पिछले बड़े चक्र के समान है।

"प्रॉक्सी" बनाम "डायरेक्ट" पद्धति का उदाहरण:

  • डायरेक्ट पद्धति (Direct Method): केवल सूर्य की धड़कन को देखकर भविष्य की भविष्यवाणी करना। समस्या क्या है? हमारे पास पर्याप्त इतिहास नहीं है (केवल लगभग 30 वर्ष का डेटा), इसलिए हम सटीक महीने के बारे में 100% निश्चित नहीं हो सकते। यह एक फिल्म के पहले 30 मिनट देखने के बाद फिल्म के अंत की भविष्यवाणी करने जैसा है।
  • प्रॉक्सी पद्धति (Proxy Method): सूर्य के "झाइयों" (सनस्पॉट्स) और "रेडियो वॉल्यूम" (F10) को सुराग के रूप में उपयोग करना। चूंकि हमारे पास 1800 के दशक से सनस्पॉट्स का रिकॉर्ड मौजूद है, इसलिए यह कंप्यूटर को सीखने के लिए एक बहुत लंबा इतिहास प्रदान करता है। इस पद्धति ने 2030 की थोड़ी अधिक विश्वसनीय भविष्यवाणी दी।

आपको इसकी परवाह क्यों करनी चाहिए?

आप सोच सकते हैं, "मैं सूर्य पर नहीं रहता हूँ, मुझे इसकी धड़कन से क्या लेना-देना?"

  1. स्पेस वेदर (अंतरिक्ष मौसम): जब सूर्य शांत होता है (लगभग 2030 के आसपास), तो पृथ्वी पर बड़े सौर तूफानों के टकराने का जोखिम काफी कम हो जाता है। यह हमारे उपग्रहों, अंतरिक्ष यात्रियों और बिजली ग्रिडों के लिए अच्छी खबर है।
  2. कड़ियों को जोड़ना: यह अध्ययन सिद्ध करता है कि सूर्य के गहरे हिस्से में (जहाँ ध्वनि तरंगें यात्रा करती हैं) जो होता है, वह सतह (सनस्पॉट्स) और वायुमंडल (रेडियो तरंगों) में होने वाली घटनाओं से सीधे जुड़ा हुआ है। यह बिल्कुल वैसा ही है जैसे यह महसूस करना कि किसी व्यक्ति की धड़कन, त्वचा का तापमान और आवाज का स्वर सभी आपस में जुड़े हुए हैं।
  3. बेहतर पूर्वानुमान: मशीन लर्निंग का उपयोग करके, वैज्ञानिक अंतरिक्ष के लिए एक बेहतर "मौसम पूर्वानुमान" बना रहे हैं। जिस तरह हम पृथ्वी पर बारिश की भविष्यवाणी करने के लिए कंप्यूटर का उपयोग करते हैं, वैसे ही हम सौर तूफानों की भविष्यवाणी करना सीख रहे हैं।

निष्कर्ष

सूर्य वर्तमान में अपने 11-वर्षीय तूफान चक्र को धीरे-धीरे समाप्त कर रहा है। स्मार्ट कंप्यूटरों और चतुर गणित की मदद से, अब हम विश्वास के साथ कह सकते हैं कि सूर्य लगभग 2030-2031 के आसपास अपने "नींद के समय" (विश्राम) पर पहुँचेगा।

हालांकि सटीक महीना अभी भी थोड़ा अस्पष्ट हो सकता है (जैसे मौसम का पूर्वानुमान कहना कि "अगले सप्ताह कभी भी बारिश हो सकती है"), लेकिन बड़ी तस्वीर स्पष्ट है: सूर्य एक लंबी, शांत विश्राम की तैयारी कर रहा है। इससे हमें गतिविधि के अगले चक्र के लिए अपनी तकनीक को तैयार करने का समय मिलता है, जो अंततः फिर से बनना शुरू हो जाएगा।

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