A high-frequency type II radio burst associated with an X2.3 class flare
यह अध्ययन 6 नवंबर, 2024 को एक X2.3-श्रेणी के फ्लेयर से जुड़े एक दुर्लभ उच्च-आवृत्ति वाले टाइप II रेडियो बर्स्ट का विश्लेषण करता है, जो यह प्रदर्शित करता है कि कॉम्पैक्ट फ्लक्स रोप विस्फोट निम्न-कोरोना शॉक उत्पन्न कर सकते हैं और बिना किसी पता लगाने योग्य बड़े पैमाने के व्हाइट-लाइट कोरोनल मास इजेक्शन के भी ऐसे उत्सर्जन पैदा कर सकते हैं।
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सूर्य एक अशांत तारा है, जो निरंतर चुंबकीय ऊर्जा से उथल-पुथल भरा रहता है जो हिंसक विस्फोटों के रूप में फूट सकती है। जब ये विस्फोट होते हैं, तो वे अक्सर सौर वायुमंडल की पतली, अत्यधिक गर्म गैस, जिसे कोरोना कहा जाता है, के माध्यम से लहरों की तरह दौड़ने वाली शॉक वेव्स (आघात तरंगें) भेजते हैं। वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि ये शॉक वेव्स शक्तिशाली त्वरक (एक्सेलेरेटर) के रूप में कार्य करती हैं जो इलेक्ट्रॉनों को अविश्वसनीय गति से फेंक सकती हैं। जब ये तेज़ गति वाले इलेक्ट्रॉन आसपास की गैस के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, तो वे आकाश में एक सायरन की तरह गूँजने वाली रेडियो तरंगें उत्पन्न करते हैं, जिनकी आवृत्ति (फ्रीक्वेंसी) जैसे-जैसे शॉक बाहर की ओर बढ़ता है, कम होती जाती है। ये रेडियो संकेत, जिन्हें टाइप II बर्स्ट कहा जाता है, आमतौर पर सौर पदार्थ के एक विशाल बादल का संकेत होते हैं, जिसे कोरोनल मास इजेक्शन (CME) के रूप में जाना जाता है, जो सूर्य से दूर तेजी से निकलता है। दशकों तक, प्रचलित विचार यह था कि इन विशिष्ट रेडियो संकेतों को उत्पन्न करने के लिए आपको एक विशाल, दृश्य विस्फोट की आवश्यकता होती है। यदि रेडियो सायरन सुनाई देता था, तो माना जाता था कि एक विशाल प्लाज्मा क्लाउड ही इसका चालक है।
हालाँकि, 6 नवंबर, 2024 को हुई एक शक्तिशाली सौर ज्वाला (सोलर फ्लेयर) का हालिया अध्ययन इस लंबे समय से चली आ रही धारणा को चुनौती देता है। शोधकर्ताओं ने अंतरिक्ष और ज़मीनी आधारित दूरबीनों के एक समूह का उपयोग करके एक दुर्लभ घटना देखी जहाँ बिना किसी साथ में दिखने वाले बड़े पैमाने के विस्फोट के एक उच्च-पिच वाला रेडियो बर्स्ट उत्पन्न हुआ। इस घटना की शुरुआत एक X2.3 क्लास फ्लेयर के साथ हुई, जो सूर्य के एक विशिष्ट सक्रिय क्षेत्र से ऊर्जा का एक विशाल उत्सर्जन था। हालांकि फ्लेयर तीव्र था, लेकिन सामान्य संदिग्ध—प्लाज्मा के विशाल, फैलते हुए बादल जो आमतौर पर ऐसी रेडियो तरंगों को संचालित करते हैं—कोरोनाग्राफ द्वारा ली गई छवियों में कहीं भी नहीं मिले, जो सूर्य के चमकीले चेहरे को अवरुद्ध करके उसके बाहरी वातावरण को प्रकट करने के लिए डिज़ाइन किए गए उपकरण हैं। एक विशाल उत्सर्जन के बजाय, डेटा ने एक बहुत अधिक सघन और स्थानीयकृत घटना की ओर इशारा किया। रेडियो डेटा को अत्यधिक पराबैंगनी (एक्सट्रीम अल्ट्रावॉयलेट) छवियों और एक्स-रे माप के साथ जोड़कर, टीम ने चुंबकीय क्षेत्रों के एक छोटे, मुड़े हुए बंडल के उभरने की कहानी को जोड़ा, जिसने एक शॉक वेव बनाई जो रेडियो बर्स्ट उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त मजबूत थी, जबकि वह बड़े पैमाने के बादलों की तलाश करने वाले उपकरणों के लिए अदृश्य बनी रही।
जांच की शुरुआत रेडियो संकेतों को ट्रैक करने से हुई। ज़मीन पर लगे उपकरणों ने रेडियो तरंगों के एक विस्फोट को पकड़ा जो लगभग 750 मेगा हर्ट्ज़ की बहुत उच्च आवृत्ति से शुरू हुआ और दस मिनट की अवधि में 45 मेगा हर्ट्ज़ तक गिर गया। आवृत्ति में यह तीव्र गिरावट सूर्य से दूर जा रहे एक शॉक वेव का हस्ताक्षर है, जो उस गैस के माध्यम से यात्रा करता है जो सूर्य से दूर जाने पर कम घनी होती जाती है। रेडियो छवियों ने दिखाया कि इन तरंगों का स्रोत आकाश के तल में लगभग स्थिर रहा, लेकिन उन्होंने बाहर की ओर फैलती हुई कोई विशाल संरचना प्रकट नहीं की। इस शॉक को क्या चला रहा था, इसे समझने के लिए शोधकर्ताओं ने उन दूरबीनों का रुख किया जो सूर्य को प्रकाश के विभिन्न रंगों में देखती हैं। सोलर डायनेमिक्स ऑब्जर्वेटरी और STEREO-A अंतरिक्ष यान ने अत्यधिक पराबैंगनी प्रकाश में सूर्य के वायुमंडल की छवियां कैद कीं। इन छवियों ने सतह से ऊपर उठते चुंबकीय क्षेत्रों के एक छोटे, सघन विस्फोट को प्रकट किया, जिसके साथ कोरोना में फैलने वाली एक विक्षोभ की लहर भी जुड़ी थी। यह लहर लगभग 536 किलोमीटर प्रति सेकंड की गति से चली, जो कि रेडियो डेटा से अनुमानित शॉक वेव की गति से मेल खाती थी।
महत्वपूर्ण रूप से, शोधकर्ताओं ने उन विशाल, सफेद-प्रकाश वाले बादलों की तलाश की जो आमतौर पर ऐसी घटनाओं के साथ आते हैं। उन्होंने SOHO और STEREO अंतरिक्ष यान के डेटा की जांच की, जिनके पास विशेष रूप से इन विशाल विस्फोटों को पहचानने के लिए कैमरे हैं। शॉक वेव और एक उठती हुई चुंबकीय संरचना के स्पष्ट प्रमाण के बावजूद, किसी भी व्हाइट-लाइट इमेज में कोई बड़े पैमाने का कोरोनल मास इजेक्शन नहीं पाया गया। यह विस्फोट इतना छोटा और सीमित था कि इसे एक विशाल बादल के रूप में देखा नहीं जा सका, फिर भी यह एक शॉक उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त ऊर्जावान था। इस घटना के यांत्रिकी को समझने के लिए, टीम ने फ्लेयर से होने वाले एक्स-रे उत्सर्जन का विश्लेषण किया। डेटा ने दिखाया कि फ्लेयर ने इलेक्ट्रॉनों को उच्च ऊर्जा तक त्वरित किया, जिससे गर्म गैस और तेज़ गति वाले कणों का मिश्रण बना। इस विस्फोट से पहले क्षेत्र के चुंबकीय क्षेत्रों को मैप करके, वैज्ञानिकों ने सतह के नीचे स्थित एक कसकर लिपटे हुए चुंबकीय रस्सी (मैग्नेटिक रोप) का चित्र पुनर्गठित किया। जब यह रस्सी अस्थिर होकर उभरी, तो इसने एक पिस्टन की तरह कार्य किया, आसपास की गैस को धक्का दिया और शॉक वेव बनाई जिसने रेडियो बर्स्ट उत्पन्न किया।
अध्ययन का सुझाव है कि शॉक को प्लाज्मा के एक विशाल, फैलते हुए बादल द्वारा नहीं, बल्कि इस सघन चुंबकीय रस्सी के तीव्र विस्तार द्वारा संचालित किया गया था। दो अलग-अलग अंतरिक्ष यान दृष्टिकोणों से 3D त्रिकोणीयकरण (ट्रायंगुलेशन) का उपयोग करके मापी गई रस्सी के उठने की गति, रेडियो संकेतों से प्राप्त शॉक वेव की गति के लगभग समान थी। यह करीबी मिलान इस बात का पुख्ता सबूत है कि छोटा विस्फोट ही शॉक का प्रत्यक्ष कारण था। शोधकर्ताओं ने यह भी नोट किया कि शॉक अपेक्षाकृत कमजोर था, जो कि एक ऐसी गति से चल रहा था जो उस क्षेत्र के चुंबकीय तरंगों से बस थोड़ी ही तेज़ थी। यह खोज महत्वपूर्ण है क्योंकि यह दिखाती है कि भले ही मामूली विस्फोट हों, यदि वे सूर्य की सतह के पास सही परिस्थितियों में होते हैं, तो वे उच्च-आवृत्ति वाले रेडियो बर्स्ट उत्पन्न करने के लिए आवश्यक शक्तिशाली शॉक वेव्स पैदा कर सकते हैं। यह सौर तूफानों के शुरू होने के बारे में समझ को विस्तृत करता है, यह सिद्ध करते हुए कि एक विशाल, दृश्य विस्फोट हमेशा सौर वायुमंडल में दौड़ने वाली शॉक वेव भेजने के लिए आवश्यक नहीं है।
यह खोज उन मॉडलों को परिष्कृत करने में मदद करती है जिनका उपयोग वैज्ञानिक अंतरिक्ष मौसम की भविष्यवाणी करने के लिए करते हैं, जो पृथ्वी पर उपग्रहों और बिजली ग्रिडों को प्रभावित कर सकता है। यह दिखाकर कि छोटे, स्थानीयकृत विस्फोट शॉक को संचालित कर सकते हैं, अध्ययन यह संकेत देता है कि सूर्य की इन व्यवधानों को उत्पन्न करने की क्षमता पहले की तुलना में अधिक विविध है। यह घटना एक अनुस्मारक के रूप में कार्य करती है कि सूर्य की चुंबकीय गतिविधि सूक्ष्म लेकिन शक्तिशाली हो सकती है, जो बिना किसी बड़े दृश्य तमादरे के भी वही रेडियो हस्ताक्षर बनाने में सक्षम है जो एक विशाल विस्फोट से मिलते हैं। रेडियो, पराबैंगनी और एक्स-रे डेटा के संयोजन ने इस घटना की एक पूर्ण तस्वीर प्रदान की, जो प्रारंभिक चुंबकीय विस्फोट को परिणामी शॉक वेव और त्वरित कणों से जोड़ती है। यह पुष्टि करता है कि हालांकि बड़े कोरोनल मास इजेक्शन इन रेडियो बर्स्ट के सबसे आम चालक हैं, लेकिन वे अकेले नहीं हैं, और सूर्य का निचला वायुमंडल अपने स्वयं के शक्तिशाली शॉक के माध्यम से सघन, स्थानीयकृत विस्फोटों के माध्यम से भी इन्हें उत्पन्न कर सकता है।
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