भौतिक विज्ञानका प्रमाणित कतिपय सिद्धान्तले सूर्यका भित्री भागदेखि बाह्य वायुमण्डलमा रहेको तातोपनको भिन्नतालाई अझै प्रष्ट्याउन सकेका छैनन्। सूर्यको सतहभन्दा सूर्यको बाहिरी वायुमण्डल (कोरोना) लाखौं डिग्रीले अधिक तातो किन हुन्छ भन्ने प्रश्नले वैज्ञानिकलाई सताउँदै आएको छ। विशेषगरी कोरोनामा ठुलो मात्रामा ऊर्जा निष्कासन गर्ने विस्फोटहरू भइरहँदा पनि यो सधैं यति तातो कसरी हुन्छ भन्ने प्रश्न पेचिलो बन्दै आएको छ।

भारतको पहिलो अन्तरिक्षस्थित सूर्य अवलोकन अभियान ‘आदित्य–एल–१’ मार्फत हालै उपलब्ध नयाँ तथ्यले यो प्रश्नको उत्तर खोज्न सहयोग गरेको छ। यससम्बन्धी अध्ययनको प्रतिवेदन प्रतिष्ठित वैज्ञानिक जर्नल एस्ट्रोभिजिकल जर्नलको लेटर्समा हालै प्रकाशित भएको छ। अध्ययनको नेतृत्व गरेका भारतीय खगोलविद् तथा इन्डियन इन्स्टिच्युट अफ एस्ट्रोफिजिक्स (आइआइए) का प्राध्यापक आरआर रमेशका अनुसार सूर्यका विभिन्न भागमा हुने तापक्रमको भिन्नता भौतिक विज्ञानका ज्ञात नियमसँग चुनौतीपूर्ण देखिने गरेका छन्।

तहगत हिसाबले सूर्यको सबैभन्दा भित्री भाग (कोर) को तापक्रम करिब १ करोड ५० लाख डिग्री सेल्सियस हुन्छ। कोरबाट बाहिरिँदै जाँदा हामीले पृथ्वीबाट देख्ने सूर्यको सतह (फोटोस्फेयर) को तापक्रम करिब पाँच हजार पाँच सय डिग्री सेल्सियस हुन्छ। तर कोरबाट धेरै टाढा रहेको सूर्यको सबैभन्दा बाहिरी तह (कोरोना) मा तापक्रम करिब २० लाख डिग्री सेल्सियस हुन्छ। कहिलेकाहीं यो चार करोड डिग्री सेल्सियससम्म पनि पुग्न सक्छ।

प्राध्यापक रमेशका अनुसार सूर्यबाट हुने अत्यन्त शक्तिशाली अन्तरिक्षीय गतिविधि जस्तै– सौर्य ज्वाला (सोलार फ्लेयर) र कोरोनल मास इजेक्सन (सिएमई) कोरोनाबाटै उत्पन्न हुन्छन्। सिएमई भनेको सूर्यबाट ठुलो मात्रामा तातो, विद्युतीय रूपमा आवेसित ग्यास र चुम्बकीय पदार्थ अन्तरिक्षतर्फ फ्याँकिने प्रक्रिया हो। यो प्रक्रियामा सूर्यले अन्तरिक्षमा ठुलो मात्रामा ऊर्जा छोड्छ। सिएमईले पृथ्वीबाट देखिने सुन्दर ‘अरोरा’ अर्थात् आकाशमा देखिने रंगीन प्रकाश पैदा गर्न सक्छ। तर यसले पृथ्वीलाई असर पनि पार्न सक्छ। यही सिएमईका कारण भू–चुम्बकीय आँधी (जिओम्यागनेटिक स्टोर्म) आउन सक्छ, जसले विद्युत् प्रसारण प्रणाली बिगार्न, सञ्चार प्रणालीमा असर पार्न तथा मौसम र सञ्चार उपग्रहहरूमा समस्या ल्याउन सक्छ।

सूर्यको गतिविधि सामान्य वा न्यून भएको अवस्थामा सिएमई प्रक्रिया दिनमा सामान्यतः २ देखि ३ पटकसम्म हुन सक्छ। प्रत्येक ११ वर्षमा आउने उच्च सौर्य सक्रियता चरणमा भने सिएमई प्रक्रिया एकै दिनमा १० वा त्योभन्दा बढीसम्म हुन सक्छ।

प्राध्यापक रमेशका अनुसार प्रत्येक सिएमईका क्रममा सूर्यले यति धेरै ऊर्जा गुमाउने हो र त्यो ऊर्जा पुनः फिर्ता नहुने हो भने सूर्यले विस्तारै आफ्नो सबै ऊर्जा गुमाउनुपर्ने हो। त्यस्तो अवस्थामा पृथ्वी अत्यन्त चिसो हुँदै जाने र जीवनका लागि गम्भीर संकट उत्पन्न हुने थियो। तर शौभाग्यवस त्यस्तो भइरहेको छैन। त्यसैले कोरोनाको क्रममा हराएको ऊर्जा पुनः सोधभर्ना हुने खास प्रक्रिया वा संयन्त्र रहेको हुनुपर्ने वैज्ञानिक अनुमान छ। यसका लागि मुख्यतः दुई कारण जिम्मेवार रहेको वैज्ञानिकले ठान्दै आएका छन्।

पहिलो कारण, सूर्यको सतहमा निरन्तर हुने उम्लिने–खलबलिने प्रक्रियाले तरंगहरू उत्पन्न गर्छ। ती तरंगहरू सूर्यको बाहिरी भागतर्फ फैलिँदै जाँदा ऊर्जा पनि कोरोनासम्म पुग्छ। यसलाई समुद्रका छालले फिँज र पानी किनारतर्फ ल्याएको जस्तै भनेर बुझ्न सकिन्छ। दोस्रो कारण, सूर्यको वायुमण्डलमा रहेका जटिल र एक–अर्कासँग जेलिएका चुम्बकीय क्षेत्रका रेखाहरू (म्यागनेटिक फिल्ड लाइन्स) निरन्तर तन्किने, घुम्ने, टुट्ने र फेरि जोडिने गर्छन्।

प्राध्यापक रमेशका अनुसार, चुल्ठो परेको कपालजस्ता देखिने यी चुम्बकीय रेखा अचानक टुट्दा सिएमई उत्पन्न हुन सक्छ। त्यस क्रममा ठुलो मात्रामा ‘चुम्बकीय प्लाज्मा र ग्यास’ अन्तरिक्षमा फ्याँकिन्छ। प्लाज्मा भनेको पदार्थको यस्तो अवस्था हो, जसमा ग्यास अत्यन्त तातो भएर विद्युतीय रूपमा आवेसित हुन्छ। यस्तो सिएमई प्रायः सूर्यको सतहमा देखिने तुलनात्मक रूपमा गाढा र चिसा क्षेत्र (सनस्पट) नजिक उत्पन्न हुन्छ। यी क्षेत्रमा चुम्बकीय क्षेत्र निकै शक्तिशाली हुन्छ। ‘तर महत्ववपूर्ण कुरा के हो भने यी चुम्बकीय रेखाहरू जोडिन्छन् र तिनले सूर्यले गुमाएको ऊर्जा केही घण्टाभित्रै पुनर्भरण गर्छन्,’ प्राध्यापक रमेश बताउँछन्।

भारतीय खगोलशास्त्रीले गरेको यो अध्ययनले यी दुई प्रक्रियाले कोरोनामा कतिकति ऊर्जा पुर्याउँछन् भन्ने गणना गरेको छ। यसले कोरोना सुरुमा यति धेरै तातो किन हुन्छ र लगातार ऊर्जा गुमाउँदा पनि तातो कसरी कायम रहन्छ भन्ने बुझ्न मद्दत गरेको छ। अध्ययनअनुसार, सतहमा हुने उम्लिने र खलबलिने प्रक्रियाबाट उत्पन्न तरंगले केही ऊर्जा सिर्जना गरे पनि त्यसको योगदान निकै कम छ। त्यसले आवश्यक ऊर्जाको सात प्रतिशत मात्र उपलब्ध गराउँछ। 

बाँकी ९३ प्रतिशत ऊर्जा भने सूर्यका चुम्बकीय क्षेत्रका रेखा निरन्तर तन्किने, घुम्ने, टुट्ने र पुनः जोडिदा आपूर्ति हुने अध्ययनले देखाएको छ। यसरी कोरोनालाई तातो राख्न आवश्यक अधिकांश ऊर्जा सूर्यका चुम्बकीय क्षेत्रका रेखाहरू टुट्ने र पुनः जोडिने प्रक्रियाबाट प्राप्त हुनेने अध्ययनको निष्कर्ष छ। यो निष्कर्ष निकाल्न वैज्ञानिकहरूले सन् २०२४ अगस्ट ५ मा भएको अत्यन्त शक्तिशाली सिएमईलाई अध्ययन र विश्लेषण गरेका थिए। अध्ययनका क्रममा ‘आदित्य–एल–१’ मा रहेको ‘भिजिबल इमिसन लाइन कोनोनाग्राफ’ नामक उपकरणले सूर्यको कोरोनाबाट निस्किएको विकिरण र गतिविधि रेकर्ड गरेको थियो।

सूर्यको सतहमा हुने हलचलबाट उत्पन्न तरंगहरूले मात्र कोरोनालाई अत्यधिक तातो बनाइराख्न पर्याप्त ऊर्जा दिन सक्दैन। सूर्यका चुम्बकीय क्षेत्रका रेखाहरू टुट्ने र फेरि जोडिने प्रक्रिया नै कोरोनालाई अधिक ऊर्जा उपलब्ध गराउने मुख्य स्रोत भएको अध्ययनले देखाएको छ।

अध्ययनका क्रममा सिएमई प्रक्रियाभ एको करिब १० घण्टापछि चुम्बकीय क्षेत्रका बेरिएका रेखाहरू पुनः पुरानै अवस्थामा फर्किएको, एकअर्कासँग पुनः जोडिएको र कोरोनाको ऊर्जा संरचना पुनः व्यवस्थित भएको देखिएको प्राध्यापक रमेशले बताएका छन्। उनका अनुसार सूर्यको सतहमा हुने हलचलबाट उत्पन्न तरंगहरूले मात्र कोरोनालाई अत्यधिक तातो बनाइराख्न पर्याप्त ऊर्जा दिन सक्दैन। सूर्यका चुम्बकीय क्षेत्रका रेखाहरू टुट्ने र फेरि जोडिने प्रक्रिया नै कोरोनालाई अधिक ऊर्जा उपलब्ध गराउने मुख्य स्रोत भएको अध्ययनले देखाएको छ।

वैज्ञानिकहरूले यो अध्ययनलाई सूर्यको वायुमण्डलमा ऊर्जा कसरी उत्पन्न हुन्छ भन्ने भविष्यमा हुने थप अध्ययनका लागि महत्वपूर्ण आधार हुने ठानेका छन्। प्राध्यापक रमेशका अनुसार यो अध्ययनको नतिजाले भौतिक विज्ञानका लागि चुनौती बनेका सूर्यसँग सम्बन्धित केही आधारभूत प्रश्नको उत्तर खोज्न थप मद्दत पुग्ने छ। (बिबिसी)