நாசா ஆய்வு சூரியனின் மாறும் காந்த எல்லை மற்றும் அதன் வளர்ச்சியை முதல் முறையாக வரைபடமாக்குகிறது

சர்வதேச விஞ்ஞானிகள் குழு, நாசாவின் பார்க்கர் சோலார் ப்ரோப் மூலம் சேகரிக்கப்பட்ட தரவுகளைப் பயன்படுத்தி, சூரியனின் காந்த விளிம்பின் முதல் தொடர்ச்சியான இரு பரிமாண வரைபடத்தை உருவாக்க முடிந்தது. ஹீலியோபிசிக்ஸின் இந்த மைல்கல், அல்ஃப்வென் மேற்பரப்பு என்று அழைக்கப்படுவதைப் பற்றிய முன்னோடியில்லாத காட்சியை வழங்குகிறது, சூரியப் பொருள் நட்சத்திரத்தின் காந்த செல்வாக்கிலிருந்து தப்பித்து, முழு கிரக அமைப்பு வழியாக சூரியக் காற்றாக மாறும் முக்கியமான எல்லை.

இந்த எல்லை ஒரு மென்மையான, சீரான கோளம் அல்ல, மாறாக சிக்கலான, ஒழுங்கற்ற மற்றும் தொடர்ந்து மாறிவரும் மேற்பரப்பு என்று ஆராய்ச்சி வெளிப்படுத்துகிறது. சூரிய செயல்பாட்டின் 11 ஆண்டு சுழற்சியின் படி அதன் வடிவம் மற்றும் உயரம் கடுமையாக மாறுபடுகிறது என்பதை அவதானிப்புகள் உறுதிப்படுத்துகின்றன, இது சூரியனால் ஆற்றல் எவ்வாறு வெளியிடப்படுகிறது என்பதைப் புரிந்துகொள்வதற்கான முக்கிய காரணியாகும்.

இந்த விரிவான மேப்பிங் சூரிய அறிவியலுக்கான குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றத்தைக் குறிக்கிறது, ஏனெனில் இது சூரிய வளிமண்டலத்தைப் பற்றிய கோட்பாட்டு மாதிரிகளை சரிபார்க்கும் மற்றும் மேம்படுத்தும் உறுதியான தரவை வழங்குகிறது. ஆல்ஃப்வெனின் மேற்பரப்பின் இயக்கவியலைப் புரிந்துகொள்வது சூரிய கரோனாவின் ஒழுங்கற்ற வெப்பம் மற்றும் சூரியக் காற்றின் முடுக்கம் போன்ற பண்டைய மர்மங்களை அவிழ்க்க முக்கியமானது.

பார்க்கர் சோலார் ப்ரோப் சோலார் கரோனாவுக்கான பயணம்

2018 இல் தொடங்கப்பட்ட, பார்க்கர் சோலார் ப்ரோப் பணியானது, “சூரியனைத் தொடுதல்” என்ற துணிச்சலான குறிக்கோளுடன் வடிவமைக்கப்பட்டது, மற்ற எந்த மனித கலைப்பொருளையும் விட நமது நட்சத்திரத்தை நெருங்குகிறது. அதிநவீன வெப்பக் கவசத்துடன் பொருத்தப்பட்ட, ஆய்வு நீள்வட்ட சுற்றுப்பாதையை செய்கிறது, இது சூரியனின் வெளிப்புற வளிமண்டலமான கொரோனாவில் மீண்டும் மீண்டும் டைவ் செய்கிறது. பெரிஹெலியா எனப்படும் இந்தப் பத்திகளின் போதுதான் விண்கலம் ஒரு தீவிரமான மற்றும் முன்னர் ஆராயப்படாத சூழலைப் பற்றிய விலைமதிப்பற்ற தரவுகளை சேகரிக்கிறது.

சூரியக் காற்றின் துகள்களை நேரடியாக அளவிடும் SWEAP (Solar Wind Electrons Alphas and Protons)க்கு முக்கியத்துவம் கொடுக்கப்பட்ட அதிநவீன கருவிகளின் தொகுப்புடன் இந்த ஆய்வு பொருத்தப்பட்டுள்ளது. சூரியனால் உமிழப்படும் ஒளியை பகுப்பாய்வு செய்யும் தொலைநிலை கண்காணிப்பு நிலையங்கள் போலல்லாமல், பார்க்கர் சிட்டுவில் அளவீடுகளை செய்கிறார், அதாவது தளத்தில். இந்த திறன் பல சந்தர்ப்பங்களில் அல்ஃப்வெனின் மேற்பரப்பை உடல் ரீதியாக கடக்க அனுமதித்தது, புதிய வரைபடத்தை உருவாக்குவதில் பயன்படுத்தப்படும் தரவுகளுக்கு அத்தியாவசிய சரிபார்ப்பை வழங்கியது மற்றும் இந்த கண்ணுக்கு தெரியாத எல்லையின் சரியான இருப்பிடத்தை உறுதிப்படுத்தியது.

Alfvén மேற்பரப்பு வரைபடம் எவ்வாறு உருவாக்கப்பட்டது

முன்னோடியில்லாத வரைபடத்தை உருவாக்குவது பல்வேறு தரவு மூலங்களை இணைக்கும் ஒரு சிக்கலான முயற்சியாகும். ஆராய்ச்சியாளர்கள் பார்க்கர் சோலார் ஆய்வின் நேரடி அளவீடுகளை மட்டும் நம்பவில்லை. அவர்கள் இந்தத் தகவலை மற்ற மூலோபாய விண்வெளிப் பயணங்களின் தொலைநிலை அவதானிப்புகளுடன் ஒருங்கிணைத்து, சூரிய எல்லையின் முழுமையான மற்றும் வலுவான உருவப்படத்தை உருவாக்கினர்.

சூரியனை ஒரு இடைநிலை தூரத்தில் இருந்து கவனிக்கும் ESA மற்றும் NASA ஆகியவற்றின் ஒத்துழைப்பு, சூரிய சுற்றுப்பாதை ஆய்வு மற்றும் பூமியை நெருங்கும் சூரியக் காற்றைத் தொடர்ந்து கண்காணிக்கும் L1 Lagrange Point இல் நிலைநிறுத்தப்பட்ட விண்கலம் ஆகியவற்றின் தரவு முக்கியமானது. அளவிடுதல் நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி, விஞ்ஞானிகள் சூரியனுக்கு அருகாமையில் அதிக தொலைவில் எடுக்கப்பட்ட அளவீடுகளை முன்வைத்தனர்.

ஆய்வின் முக்கிய அம்சம், உண்மையான பார்க்கர் கிராசிங்குகளை “அடி உண்மையாக” பயன்படுத்துவதாகும். ஆய்வு எல்லையைத் தாண்டியபோது, ​​சேகரிக்கப்பட்ட தரவு தொலைநிலை கணிப்புகளிலிருந்து உருவாக்கப்பட்ட வரைபடத்தின் துல்லியத்தை அளவீடு செய்து உறுதிப்படுத்த பயன்படுத்தப்பட்டது. மதிப்பீடுகள் மற்றும் நேரடி அளவீடுகளுக்கு இடையே உள்ள குறிப்பிடத்தக்க தற்செயல், பயன்படுத்தப்படும் முறைக்கு அதிக நம்பகத்தன்மையைக் கொடுத்தது.

காலப்போக்கில் சூரிய எல்லையின் இயக்கவியல்

வரைபடத்தால் வெளிப்படுத்தப்பட்ட மிகவும் தாக்கமான கண்டுபிடிப்புகளில் ஒன்று அல்ஃப்வெனின் மேற்பரப்பின் மிகவும் ஆற்றல்மிக்க தன்மை ஆகும், இது சூரிய சுழற்சியுடன் ஒத்திசைவில் வியத்தகு முறையில் மாறுகிறது. குறைந்தபட்சம் சூரிய சுழற்சி 25 க்கு மாறுவதை உள்ளடக்கிய ஆறு வருட அவதானிப்புகள், சராசரி மேற்பரப்பு உயரம் தோராயமாக 30% அதிகரித்துள்ளது என்று விஞ்ஞானிகள் பதிவு செய்தனர். இதன் பொருள் சூரியனின் செயல்பாடு தீவிரமடையும் போது, ​​அதிக சூரிய புள்ளிகள் மற்றும் எரிப்புகளுடன், அதன் காந்த செல்வாக்கு மேலும் விண்வெளியில் விரிவடைந்து, எல்லையை வெளிப்புறமாகத் தள்ளுகிறது. மேற்பரப்பின் வடிவமும் உருவாகிறது: சூரிய அமைதியின் காலங்களில், அது மிகவும் வட்டமாகவும் மென்மையாகவும் இருக்கும். இருப்பினும், சூரிய அதிகபட்சத்தின் போது, ​​இது மிகவும் ஒழுங்கற்ற மற்றும் கூர்முனை அமைப்பைப் பெறுகிறது, அடிபட்ட காந்தப்புலத்தின் சிக்கலைப் பிரதிபலிக்கும் வீக்கம் மற்றும் பள்ளத்தாக்குகள். இந்த மாற்றங்கள் சூரியக் காற்று எப்படி, எங்கு வெளியிடப்படுகிறது என்பதை நேரடியாகப் பாதிக்கிறது, அது இறுதியாக பூமியையும் மற்ற கிரகங்களையும் அடையும் போது அதன் வேகம் மற்றும் அடர்த்தி போன்ற பண்புகளை பாதிக்கிறது.

காந்த விளிம்பின் ஒழுங்கற்ற வடிவம் என்ன வெளிப்படுத்துகிறது

ஆல்ஃப்வெனின் மேற்பரப்பு சரியான கோளத்திலிருந்து வெகு தொலைவில் இருப்பதை வரைபடம் உறுதிப்படுத்துகிறது, இது ஒரு சிக்கலான நிலப்பரப்பை முன்வைக்கிறது, இது விஞ்ஞானிகளால் “முட்கள் நிறைந்தது” அல்லது “சுருக்கமானது” என்று விவரிக்கப்பட்டது. இந்த ஒழுங்கற்ற அமைப்பு சூரியனின் புலப்படும் மேற்பரப்பில் இருந்து வெளிப்படும் காந்தப்புலங்களின் சிக்கலான வலையின் நேரடி பிரதிபலிப்பாகும்.

இந்த புடைப்புகள் மற்றும் ப்ரோட்ரஷன்கள் வெறும் நிலப்பரப்பு விவரங்கள் அல்ல; அவை சேனல்கள் அல்லது முன்னுரிமைப் பகுதிகளாகச் செயல்படுகின்றன, இதன் மூலம் சூரிய பிளாஸ்மா கிரகங்களுக்கு இடையேயான விண்வெளியில் எளிதில் தப்பிக்க முடியும், இது தனித்துவமான குணாதிசயங்களைக் கொண்ட சூரியக் காற்று நீரோட்டங்களை உருவாக்குகிறது.

சுவாரஸ்யமாக, அதன் முதல் சில சுற்றுப்பாதைகளின் போது, ​​பார்க்கர் ஆய்வு ஆல்ஃப்வெனின் மேற்பரப்பின் முக்கிய அடுக்குக்கு கீழே தொடர்ந்து டைவ் செய்வதற்கு முன், இந்த வீக்கங்களின் உச்சியை அடிக்கடி “சறுக்கியது”. சூரிய செயல்பாட்டின் தீவிரத்தால் மட்டுமே, துணை-ஆல்ஃப்வெனிக் சூழலில் ஆய்வு அதிக நேரம் செலவிடும் அளவுக்கு எல்லை விரிவடைந்தது.

இந்த எல்லையின் சிக்கலானது, காந்த மறுஇணைப்பு மற்றும் பிளாஸ்மா கொந்தளிப்பு போன்ற கொரோனாவில் நிகழும் அடிப்படை இயற்பியல் செயல்முறைகளுடன் நேரடியாக இணைக்கப்பட்டுள்ளது. அதன் வடிவத்தைப் புரிந்துகொள்வது, சூரியக் காற்றின் காந்தப்புலத்தில் “சுவிட்ச்பேக்குகள்”, ஜிக்ஜாக் வடிவ மடிப்புகள் போன்ற நிகழ்வுகளின் தோற்றத்தை விஞ்ஞானிகள் நன்கு புரிந்துகொள்ள உதவுகிறது.

கரோனல் வெப்பமாக்கலின் ரகசியங்களைத் திறக்கிறது

ஆல்ஃப்வெனின் மேற்பரப்பில் ஆராய்ச்சியானது வானியற்பியலில் மிகப்பெரிய புதிர்களில் ஒன்றான கரோனல் வெப்பமாக்கலின் பிரச்சனைக்கு நேரடியான தாக்கங்களைக் கொண்டுள்ளது. சூரிய கரோனா மில்லியன் டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையை அடைகிறது, இது அதன் அடியில் தெரியும் மேற்பரப்பை விட நூற்றுக்கணக்கான மடங்கு வெப்பத்தை உருவாக்குகிறது, இது வழக்கமான வெப்ப இயக்கவியலின் விதிகளை மீறும் ஒரு எதிர் நிகழ்வு.

கரோனாவை வெப்பப்படுத்தும் ஆற்றல் சூரியனின் உட்புறத்தில் இருந்து அல்ஃப்வென் அலைகள் எனப்படும் காந்த அலைகளால் கடத்தப்படுவதாக நம்பப்படுகிறது. ஆல்ஃப்வென் மேற்பரப்பு என்பது இந்த அலைகளும் பிளாஸ்மாவும் பிரிக்கும் பகுதி, ஆற்றல் பரிமாற்ற வரம்பை வரையறுக்கிறது. இந்த எல்லையைத் துல்லியமாக வரைபடமாக்குவது, இந்த ஆற்றல் கொரோனாவில் எவ்வாறு டெபாசிட் செய்யப்படுகிறது என்பதைப் பற்றிய கோட்பாடுகளைச் சோதிக்க விஞ்ஞானிகளை அனுமதிக்கிறது, பின்னர் சூரியக் காற்றை விரைவுபடுத்த பயன்படுத்தப்படுகிறது.

துல்லியமான அளவீடுகளுக்குப் பின்னால் உள்ள தொழில்நுட்பம்

இந்த முன்னோடியில்லாத மேப்பிங்கின் வெற்றியை ஒரே பணிக்குக் காரணமாகக் கூற முடியாது, மாறாக வெவ்வேறு விண்வெளிக் கண்காணிப்பகங்களுக்கிடையேயான ஒருங்கிணைந்த ஒத்துழைப்பிற்குக் காரணம். முன்னோக்குகளின் கலவையானது ஹீலியோஸ்பியரின் முப்பரிமாண மற்றும் தற்காலிக வளமான பார்வையை வழங்கியது. பார்க்கர் சோலார் ப்ரோப் நேரடித் தொடர்புத் தரவை வழங்கியபோது, ​​சோலார் ஆர்பிட்டர் மத்திய தூர சூழலை வழங்கியது, மேலும் L1 இல் உள்ள விண்கலம் பூமிக்கு அருகில் சூரியக் காற்றின் “பினிஷ் லைன்” மானிட்டர்களாகச் செயல்பட்டது, விஞ்ஞானிகள் நமது கிரகத்தில் ஏற்படும் தாக்கங்களுடன் கொரோனாவில் உள்ள நிகழ்வுகளை இணைக்க அனுமதிக்கிறது.

விண்வெளி புயல் முன்னறிவிப்பை மேம்படுத்துதல்

அடிப்படை அறிவியலுக்கான அதன் மதிப்புக்கு கூடுதலாக, இந்த ஆராய்ச்சி விண்வெளி வானிலை துறையில் நேரடி நடைமுறை பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. சூரியக் காற்றின் தோற்றம் மற்றும் பரவலின் மிகவும் துல்லியமான மாதிரிகள் சூரிய புயல்கள் மற்றும் பூமிக்கு கரோனல் வெகுஜன வெளியேற்றங்களின் வருகையை முன்னறிவிக்கும் திறனை மேம்படுத்துவதற்கு அவசியம்.

தரையிலும் விண்வெளியிலும் முக்கியமான உள்கட்டமைப்பைப் பாதுகாப்பதற்கு மிகவும் துல்லியமான மற்றும் தொலைதூர முன்னறிவிப்பு இன்றியமையாதது. கடுமையான புவி காந்த புயல்கள் தகவல் தொடர்பு மற்றும் ஜிபிஎஸ் செயற்கைக்கோள்களை சேதப்படுத்தும், மின் கட்டங்களை ஓவர்லோட் செய்யலாம் மற்றும் சுற்றுப்பாதையில் உள்ள விண்வெளி வீரர்களுக்கு ஆரோக்கிய ஆபத்தை ஏற்படுத்தலாம், இந்த முன்னேற்றம் உலகளாவிய தொழில்நுட்ப பாதுகாப்பை நோக்கிய ஒரு முக்கியமான படியாகும்.