சூரியனின் வளிமண்டலம் அதிக வெப்பமாக இருப்பது ஏன்? நீண்ட கால மர்மத்தை விளக்கும் காந்த அலைகள்

அறிவியல் உலகின் நீண்ட காலப் புதிர்

சூரியனைப் பற்றி நாம் அனைவரும் அறிந்த ஒரு அடிப்படை உண்மை, அதன் மேற்பரப்பு (Photosphere) வெப்பநிலை சுமார் 10,000°F (5,500°C) மட்டுமே. ஆனால், சூரியனின் வெளிப்புற வளிமண்டலமான 'கரோனாவின்' (Corona) வெப்பநிலை வியக்கத்தக்க வகையில் 2 மில்லியன்°F (1.1 மில்லியன்°C) வரை கொதிப்பதாக இருக்கும்.

வெப்பத்தின் ஆதாரம் (சூரியனின் உட்பகுதி) அருகில் இருக்கும்போது வெப்பநிலை குறைவாகவும், அதை விட்டு விலகிச் செல்லும்போது வெப்பநிலை பல நூறு மடங்கு அதிகரிப்பதும் இயற்பியலுக்கு முரணான ஒரு நீண்ட காலப் புதிராக இருந்தது.

நார்தம்ப்ரியா பல்கலைக்கழகத்தின் (Northumbria University) சூரிய இயற்பியலாளர் ரிச்சர்ட் மோர்டன் தலைமையிலான ஆய்வுக் குழு, இந்தப் புதிருக்கான புதிய தீர்வை இப்போது கண்டறிந்துள்ளது.

உலகின் மிகப்பெரிய டெலஸ்கோப் மூலம் அரிய கண்டுபிடிப்பு

இந்த ஆய்வுக் குழு, ஹவாயில் அமைந்துள்ள, உலகின் மிகப்பெரிய தரைப்  பகுதிச் சூரியத் தொலைநோக்கியான டேனியல் கே. இனூயே சூரியத் தொலைநோக்கியில் (DKIST) இருந்து பெறப்பட்ட தரவுகளைப் பயன்படுத்தியது.

• நோக்கம்: சூரியனின் வளிமண்டலத்தில் ஏற்படும் “காந்த அலைகள்” (Magnetic Waves) இந்த அதீத வெப்பத்திற்குக் காரணமாக இருக்கக்கூடும் என்ற கருதுகோளைச் சோதிக்கவே இந்த ஆய்வு நடத்தப்பட்டது.

பல தசாப்தங்களாக, சூரியனின் மேற்பரப்பில் உருவாகும் ஆற்றல் எவ்வாறு கரோனாவுக்கும், மணிக்கு 1 மில்லியன் மைல் வேகத்தில் (1.6 மில்லியன் கி.மீ/மணி) பயணிக்கும் சூரியக் காற்றுக்கும் (Solar Wind) கடத்தப்படுகிறது என்பதைப் புரிந்துகொள்ள விஞ்ஞானிகள் போராடி வந்தனர்.

மர்மமான 'ஆல்ஃப்வென் அலைகள்' - முதல் நேரடிச் சான்று!

ஆல்ஃப்வென் அலைகள் (Alfven Waves) எனப்படும் காந்த அலைகள் ஒரு முக்கியப் பங்கை வகிக்கின்றன என்பது விஞ்ஞானிகளின் கருதுகோளாக இருந்தது. ஆல்ஃப்வென் அலைகள் என்பவை, சூரியனின் காந்தப்புலக் கோடுகள் வழியாகப் பரவும், குறைந்த அதிர்வெண் கொண்ட மின்காந்த அலைகளாகும்.

• இந்த அதிமுக்கியமான ஆய்வு வரை, இந்த அலைகள் கரோனாவில் நேரடியாக ஒருபோதும் கண்டறியப்படவில்லை. முந்தைய கருவிகளில் இந்த நுண்ணிய இயக்கங்களைக் கவனிக்கும் திறன் இல்லை. இந்த புதிய கண்டுபிடிப்புகள், ஆல்ஃப்வென் அலைகளின் இருப்பை உறுதிப்படுத்தி, சூரியனின் இயக்கவியல் பற்றிய நமது புரிதலில் ஒரு புரட்சியை ஏற்படுத்தக் கூடும்.

தொலைநோக்கியின் துல்லியமான பார்வை

டேனியல் கே. இனூயே சூரியத் தொலைநோக்கியின் (DKIST) 4 மீட்டர் விட்டம் கொண்ட கண்ணாடி, சூரியனைக் கவனிப்பதற்கு விதிவிலக்கான துல்லியத்தைத் தருகிறது. இந்தக் குழு, அங்கிருக்கும் கிரையோ-என்ஐஆர்எஸ்பி (Cryo-NIRSP) கருவியைப் பயன்படுத்திக் கரோனல் ஆல்ஃப்வென் அலைகளை ஆய்வு செய்தது.

இந்தக் கருவி, டாப்ளர் ஷிஃப்ட் விளைவு (Doppler Shift Effect) மூலம் சூரிய பிளாஸ்மாவில் ஏற்படும் இயக்க மாற்றங்களை அளவிட்டது. ஆய்வில் கண்டறியப்பட்ட தனித்துவமான சிவப்பு மற்றும் நீல டாப்ளர் மாற்றங்கள், ஆல்ஃப்வென் அலைகளின் இருப்பை சமிக்ஞை செய்தன.

இந்த அலைகள், கரோனாவின் காந்தப்புலத்தில் முறுக்கு வடிவங்களாகக் (Twisting Patterns) காணப்பட்டன. இது சூரியனின் வளிமண்டலம் முழுவதும் அவை பரவலாக இருப்பதைச் சுட்டிக்காட்டுகிறது.

• ஆல்ஃப்வென் அலைகள் குறிப்பிடத்தக்க ஆற்றலைக் கொண்டு செல்லக்கூடும்- இது சூரியனின் கரோனா ஏன் இவ்வளவு வெப்பமடைகிறது என்ற தற்போதைய விவாதத்தில் மிக முக்கியமான கண்டுபிடிப்பாகும், என்று ஆய்வுக்குத் தலைமை தாங்கிய மோர்டன் வலியுறுத்தினார்.

வெப்பமூட்டலில் ஆல்ஃப்வென் அலைகளின் பங்கு

முந்தைய விண்கலத் தரவுகள், ஒன்றோடொன்று பிணைந்திருக்கும் காந்தப்புலங்கள் ஆற்றலை வெளியிடும் காந்த மறுஇணைவு (Magnetic Reconnection) தான் கரோனாவை வெப்பமாக்குவதற்கான முக்கியப் பொறிமுறை என்று சுட்டிக் காட்டின.

ஆனால் டேனியல் கே. இனூயே சூரியத் தொலைநோக்கியின் (DKIST) முடிவுகள், ஆல்ஃப்வென் அலைகளும் காந்த மறுஇணைவும் சூரியனின் வளிமண்டலத்தில் அடிக்கடி ஒன்றாகவே நிகழ்கின்றன என்பதைக் காட்டுகிறது. கரோனாவை வெப்பப்படுத்தத் தேவையான ஆற்றலில் குறைந்தபட்சம் பாதியைக் காந்த அலைகள் வழங்கக்கூடும் என்று இந்த ஆய்வு தெரிவிக்கிறது. இருப்பினும் அவற்றின் ஆற்றலைத் துல்லியமாக அளவிடுவது சவாலாகவே உள்ளது.

இந்த ஆல்ஃப்வென் அலைகளின் மற்றும் காந்த மறுஇணைவின் ஒருங்கிணைந்த செயல்பாட்டைப் புரிந்துகொள்வது, சூரிய வெப்பமூட்டலைப் புரிந்துகொள்வதோடு மட்டுமல்லாமல், சூரியனின் கதிர்வீச்சு வெளியீட்டைக் (Radiative Output) கணிப்பதற்கும் மிகவும் முக்கியமானதாகும்.

இந்த ஆராய்ச்சி சூரியக் குடும்ப அமைப்புகளின் நீண்ட கால பரிணாம வளர்ச்சியையும், குறுகிய கால சூரியக் காற்று முன்னறிவிப்புகளை மேம்படுத்துவதற்கும் பரந்த தாக்கங்களைக் கொண்டுள்ளது. எதிர்கால ஆய்வுகள் ஆல்ஃப்வென் அலைகளின் பண்புகளைப் பற்றி மேலும் வெளிச்சம் போட்டு, தற்போதைய மாதிரிகளையும் கணிப்புகளையும் செம்மைப்படுத்தும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.

இந்த செய்தியை ஆங்கிலத்தில் வாசிக்க இங்கே கிளிக் செய்யுங்கள்!