Solar filament migration across activity cycles: The emergence of a late-cycle high-latitude population
यह अध्ययन एक शताब्दी से अधिक के सौर फिलामेंट डेटा का विश्लेषण करता है जिससे यह पता चलता है कि प्रत्येक गतिविधि चक्र के अंत में एक विशिष्ट उच्च-अक्षांश फिलामेंट आबादी उभरती है, जो एक पूर्ववर्ती के रूप में कार्य करती है जो अगले चक्र में संक्रमण को दर्शाती है और अगले चक्र की सनस्पॉट गतिविधि शुरू होने से लगभग 1.1 से 2.2 वर्ष पहले दिखाई देती है।
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सूर्य एक स्थिर आग का गोला नहीं है; यह एक उथल-पुथल भरा, चुंबकीय इंजन है जो तीव्र गतिविधि के नियमित कालखंडों और उसके बाद शांत समय से गुजरता है। यह लय, जिसे सौर चक्र (सोलर साइकिल) कहा जाता है, लगभग ग्यारह वर्षों तक चलती है। इस चक्र के शिखर के दौरान, सूर्य की सतह गहरे धब्बों से भर जाती है जिन्हें सनस्पॉट्स (सूर्य के धब्बे) कहा जाता है, जो तीव्र चुंबकीय क्षेत्रों वाले क्षेत्र होते हैं। ये धब्बे यादृच्छिक रूप से दिखाई नहीं देते; वे एक अनुमानित पैटर्न का पालन करते हैं। वे पहले मध्य-अक्षांशों पर उभरते हैं, जो भूमध्य रेखा से उत्तर और दक्षिण में लगभग तीस डिग्री पर होते हैं, और फिर जैसे-जैसे चक्र आगे बढ़ता है, वे धीरे-धीरे भूमध्य रेखा की ओर खिसकते जाते हैं। यह प्रवास एक ग्राफ पर एक आकार बनाता है जो तितली के पंखों जैसा दिखता है, एक ऐसा पैटर्न जिसे खगोलविदों ने एक सदी से अधिक समय से पहचाना है।
हालाँकि, सूर्य की चुंबकीय कहानी केवल सनस्पॉट्स से कहीं अधिक जटिल है। सूर्य के ऊपरी वायुमंडल में गैस के विशाल, ठंडे बादल लटके होते हैं जिन्हें फिलामेंट्स (तंतु) कहा जाता है। जब इन्हें सूर्य के चमकीले डिस्क के विरुद्ध देखा जाता है, तो ये गहरे, घुमावदार धागों की तरह दिखाई देते हैं। सनस्पॉट्स की तरह, इन्हें भी चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा थामे रखा जाता है, लेकिन वे बहुत व्यापक अक्षांशों पर बन सकते हैं, जो ध्रुवों तक पहुँच जाते हैं। क्योंकि वे सूर्य की बड़े पैमाने की चुंबकीय संरचना को दर्शाते हैं, इसलिए फिलामेंट्स अकेले सनस्पॉट्स की तुलना में सौर चक्र का एक अलग और व्यापक दृश्य प्रस्तुत करते हैं। वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि जहाँ निम्न-अक्षांश वाले फिलामेंट्स भूमध्य रेखा की ओर बढ़ते हैं, वहीं उच्च-अक्षांश वाले ध्रुवों की ओर बढ़ सकते हैं। लेकिन एक अनसुलझा प्रश्न बना हुआ था: जब एक सौर चक्र समाप्त होता है और दूसरा शुरू होता है, तो फिलामेंट्स का समग्र वितरण क्या होता है? क्या फिलामेंट्स की पूरी आबादी अचानक दिशा बदल देती है, या कुछ और हो रहा है?
जौनी ताकालो द्वारा किया गया एक हालिया अध्ययन इस प्रश्न की जांच करता है, जो 1909 से 2022 तक, सौर चक्र पंद्रह से चौबीस तक के अवलोकन को देखता है। शोधकर्ता ने पंद्रह विभिन्न ऐतिहासिक और आधुनिक अभिलेखों से संकलित फिलामेंट क्षेत्रों के एक विशाल, एकीकृत रिकॉर्ड का उपयोग किया। व्यक्तिगत फिलामेंट्स को ट्रैक करने के बजाय, अध्ययन ने प्रत्येक अक्षांश पर मौजूद फिलामेंट सामग्री की कुल मात्रा को समय के साथ मापा। चक्रों को तुलनीय बनाने के लिए, डेटा को इस तरह समायोजित किया गया कि प्रत्येक ग्यारह साल की अवधि को एक मानक समयरेखा में खींचा या संकुचित किया गया, जिससे उन पैटर्न को स्पष्ट रूप से देखा जा सके जो हर चक्र में दोहराए जाते हैं, ताकि वे थोड़े लंबे या छोटे चक्रों के शोर के बीच उभर सकें।
विश्लेषण ने फिलामेंट्स के मुख्य समूह के अपेक्षित व्यवहार की पुष्टि की: निम्न और मध्य-अक्षांश वाले फिलामेंट्स चक्र परिपक्व होने के साथ भूमध्य रेखा की ओर निरंतर प्रवास करते हैं। लेकिन जैसे ही चक्र अपने अंत के करीब पहुँचा, सभी फिलामेंट्स का औसत अक्षांश फिर से बढ़ने लगा। पहली नज़र में, यह सुझाव दे सकता है कि मुख्य फिलामेंट समूह ने अचानक दिशा बदल ली है और ध्रुवों की ओर वापस जाने लगा है। हालाँकि, अध्ययन स्पष्ट रूप से इस विचार को खारिज करता है। डेटा को निम्न-अक्षांश और उच्च-अक्षांश समूहों में विभाजित करके, शोधकर्ता ने पाया कि निम्न-अक्षांश वाले फिलामेंट्स ने कभी भी अपना रास्ता नहीं बदला; वे चक्र समाप्त होने तक भूमध्य रेखा की ओर अपने निरंतर प्रवास को जारी रखते हैं।
औसत अक्षांश में वृद्धि उच्च-अक्षांश वाले फिलामेंट्स के एक पूरी तरह से अलग समूह के आगमन के कारण हुई थी, जो ध्रुवों के पास दिखाई दिए। यह उच्च-अक्षांश वाली आबादी एक सौर चक्र के अंतिम चरणों के दौरान महत्वपूर्ण रूप से बढ़ती है, ठीक उसी समय जब निम्न-अक्षांश वाली गतिविधि कम हो रही होती है। क्योंकि ये नए, उच्च-अक्षांश वाले फिलामेंट्स पुराने, निम्न-अक्षांश वाले फिलामेंट्स के साथ ही मौजूद होते हैं, वे सभी फिलामेंट्स की औसत स्थिति को ऊपर की ओर खींच लेते हैं, जिससे दिशा परिवर्तन का भ्रम पैदा होता है। अध्ययन दिखाता है कि यह मुख्य समूह के लिए दिशा का परिवर्तन नहीं है, बल्कि दो अलग-अलग आबादी का मिश्रण है: पुराने चक्र के अवशेष और नए चक्र की उभरती संरचनाएं।
इस संक्रमण के समय को समझने के लिए, अध्ययन ने उच्च-अक्षांश वाले फिलामेंट्स की उपस्थिति की तुलना अगले सनस्पॉट चक्र के पहले संकेतों से की। शोधकर्ताओं ने नए चक्र के पहले सनस्पॉट्स की तलाश की और उनके आगमन के समय की तुलना उच्च-अक्षांश वाले फिलामेंट्स के उदय से की। परिणामों ने एक स्पष्ट क्रम दिखाया। नौ में से आठ चक्र संक्रमणों में, उच्च-अक्षांश वाले फिलामेंट्स नए चक्र के पहले सनस्पॉट्स के प्रकट होने से पहले दिखाई दिए। जब शोधकर्ताओं ने केवल पहले अलग-थलग समूह के बजाय एक अधिक स्थापित, निरंतर पैटर्न वाले सनस्पॉट्स को देखा, तो देरी और भी अधिक स्पष्ट हो गई। उच्च-अक्षांश वाले फिलामेंट्स लगातार नए सनस्पॉट गतिविधि के मजबूती से स्थापित होने से लगभग दो साल पहले दिखाई दिए।
यह समय अंतराल बताता है कि उच्च-अक्षांश वाले फिलामेंट्स सूर्य के चुंबकीय क्षेत्र के पुनर्गठन की शुरुआत का संकेत हैं, जो नए चक्र के सनस्पॉट्स के दृश्यमान होने से बहुत पहले होता है। फिलामेंट्स एक प्रारंभिक संकेतक के रूप में कार्य करते हैं, जो दो सौर चक्रों के बीच के ओवरलैप के दौरान होने वाले चुंबकीय परिवर्तनों को दर्शाते हैं। हालांकि अध्ययन यह सिद्ध नहीं करता कि ये उच्च-अक्षांश वाले फिलामेंट्स चुंबकीय रूप से नए चक्र के हैं, लेकिन नए सनस्पॉट्स से पहले उनकी व्यवस्थित उपस्थिति यह दर्शाती है कि वे संक्रमण प्रक्रिया का हिस्सा हैं। निष्कर्ष इस विचार को पुख्ता करते हैं कि सौर चक्र अलग-थलग, ग्यारह-वर्षीय ब्लॉक नहीं हैं, बल्कि ओवरलैपिंग चरण हैं जहाँ अतीत और भविष्य की चुंबकीय संरचनाएं सौर सतह पर सह-अस्तित्व में रहती हैं। इन उच्च-अक्षांश वाले फिलामेंट्स को देखकर, वैज्ञानिक वर्षों पहले ही देख सकते हैं कि सूर्य अपनी अगली सक्रियता के लिए कैसे तैयारी कर रहा है।
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