Heliophysics: why study it? What can it teach us about the search for extraterrestrial life?

 सौर भौतिकी: इसका अध्ययन क्यों करें? यह हमें पृथ्वी से परे जीवन खोजने के बारे में क्या सिखा सकता है?

यूनिवर्स टुडे ने प्रभाव क्रेटरों, ग्रहों की सतहों, एक्सोप्लैनेट और खगोल विज्ञान के अध्ययन के महत्व की जांच की है, और ये विषय शोधकर्ताओं और जनता दोनों को पृथ्वी से परे जीवन खोजने के बारे में क्या सिखा सकते हैं। यहां, हम सौर भौतिकी (जिसे हेलियोफिजिक्स भी कहा जाता है) के आकर्षक क्षेत्र पर चर्चा करेंगे, जिसमें वैज्ञानिक इसका अध्ययन क्यों करते हैं, इसका अध्ययन करने के लाभ और चुनौतियां, यह हमें पृथ्वी से परे जीवन खोजने के बारे में क्या सिखा सकता है, और आने वाले छात्र सौर ऊर्जा का अध्ययन कैसे कर सकते हैं भौतिक विज्ञान। तो, सौर भौतिकी का अध्ययन करना इतना महत्वपूर्ण क्यों है?

प्रोफेसर मारिया कज़ाचेंको, जो एक सौर खगोल भौतिकीविद् और कोलोराडो विश्वविद्यालय, बोल्डर में खगोल भौतिकी और ग्रह विज्ञान विभाग में सहायक प्रोफेसर हैं, यूनिवर्स टुडे को बताती हैं, "सौर भौतिकी अध्ययन करती है कि हमारा सूर्य कैसे काम करता है, और हमारा सूर्य एक तारा है। हमें समझना चाहिए हमारा गृह तारा विभिन्न कारणों से कैसे कार्य करता है। सबसे पहले, तारे हमारे ब्रह्मांड के निर्माण खंड हैं। यहां तक कि हम भी तारों की धूल से बने हैं। दूसरा, हमारा सूर्य जीवन के लिए ऊर्जा प्रदान करता है और पृथ्वी पर हमारे जीवन को प्रभावित करता है (अंतरिक्ष मौसम, डिजिटल सुरक्षा, अंतरिक्ष यात्री) ' सुरक्षा)। इसलिए, सुरक्षित रहने के लिए हमें अपने तारे को समझने की जरूरत है। अंत में, सूर्य ही एकमात्र तारा है जहां से हम चुंबकीय क्षेत्र के उच्च-गुणवत्ता वाले मानचित्र प्राप्त कर सकते हैं, जो तारकीय गतिविधि को परिभाषित करते हैं। संक्षेप में, सूर्य का अध्ययन करना मौलिक है हमारी अंतरिक्ष सुरक्षा और ब्रह्मांड को समझने के लिए।"

सौर भौतिकी का क्षेत्र 1300 ईसा पूर्व बेबीलोनिया का है, जहां खगोलविदों ने कई सौर ग्रहणों का दस्तावेजीकरण किया था, और ग्रीक रिकॉर्ड बताते हैं कि मिस्रवासी सौर ग्रहणों की भविष्यवाणी करने में बहुत कुशल हो गए थे। इसके अतिरिक्त, प्राचीन चीनी खगोलविदों ने 720 ईसा पूर्व और 480 ईसा पूर्व के बीच कुल 37 सूर्य ग्रहणों का दस्तावेजीकरण किया, साथ ही 800 ईसा पूर्व के आसपास दृश्यमान सूर्य धब्बों के अवलोकन का भी रिकॉर्ड रखा। सनस्पॉट को पहली बार 1610 में टेलीस्कोप का उपयोग करके कई अंतरराष्ट्रीय खगोलविदों द्वारा देखा गया था, जिसमें गैलीलियो गैलीली भी शामिल थे, जिनके चित्र आज तक रखे गए हैं।

वर्तमान में, सौर भौतिकी अध्ययन जमीन और अंतरिक्ष-आधारित दूरबीनों और वेधशालाओं दोनों द्वारा आयोजित किए जाते हैं, जिनमें हवाई में स्थित नेशनल साइंस फाउंडेशन (एनएसएफ) के डैनियल के. इनौये सोलर टेलीस्कोप और नासा के पार्कर सोलर प्रोब शामिल हैं, जिनमें बाद वाला 7.26 के भीतर आता है। सितंबर 2023 में सूर्य की सतह से मिलियन किलोमीटर (4.51 मिलियन मील)। लेकिन इस पूरे इतिहास और वैज्ञानिक उपकरणों के साथ , सौर भौतिकी के अध्ययन के कुछ लाभ और चुनौतियाँ क्या हैं?

1. Grab the tail of the comet to protect Earth from the sun

प्रोफेसर कज़ाचेंको ने यूनिवर्स टुडे को बताया कि सौर भौतिकी के अध्ययन के कुछ वैज्ञानिक लाभों में "प्रचुर मात्रा में अवलोकन और काम करने के लिए कई विज्ञान समस्याएं शामिल हैं; क्रॉस-डिसिप्लिनरी रिसर्च (तारकीय भौतिकी, एक्सोप्लैनेट समुदाय) से लाभ" के साथ-साथ कुछ वैज्ञानिक चुनौतियां भी शामिल हैं। रिमोट सेंसिंग का उपयोग करने की आवश्यकता, जिसके परिणामस्वरूप कभी-कभी डेटा की गलत व्याख्या हो जाती है।

पेशेवर पहलुओं के बारे में, प्रो. कज़ाचेंको यूनिवर्स टुडे को बताते हैं कि कुछ लाभों में "छोटा और मैत्रीपूर्ण समुदाय, अद्भुत नई टिप्पणियों और जटिल सिमुलेशन पर निर्भर बड़ी विविधता वाली अनुसंधान समस्याएं, विभिन्न प्रकार की समस्याओं (इंस्ट्रूमेंटेशन, अंतरिक्ष मौसम) पर काम करने की क्षमता शामिल है। संचालन, अनुसंधान)'' में स्थायी रोजगार खोजने सहित कुछ पेशेवर चुनौतियाँ शामिल हैं, जिसके बारे में उनका कहना है कि यह ''विज्ञान में हर जगह की तरह'' है।

As noted, the study of solar physics involves investigating space weather, which is when the solar wind interacts with the Earth, specifically with our magnetic field, resulting in the beautiful auroras observed in the high northern and southern latitudes. On occasion, the solar wind is strong enough to wreak havoc on satellites and even knock out power grids across the Earth's surface.

इसे 1-2 सितंबर, 1859 को कैरिंगटन इवेंट में प्रदर्शित किया गया था, जब दुनिया भर में टेलीग्राफ स्टेशनों पर आग लगने की सूचना मिली थी, साथ ही कई मजबूत अरोरा अवलोकन भी हुए थे। हालाँकि यह घटना तब घटित हुई जब पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र बड़े पैमाने पर आने वाली सौर हवा को विक्षेपित कर रहा था, हमारे चुंबकीय क्षेत्र की रक्षा के बिना इस ग्रह पर जीवन नष्ट हो सकता था। इसलिए, सौर भौतिकी हमें पृथ्वी से परे जीवन खोजने के बारे में क्या सिखा सकती है?

1. Super strong magnetic fields leave imprint on nuclear matter

प्रोफेसर कज़ाचेंको ने यूनिवर्स टुडे को बताया, "सूर्य हमें तारकीय गतिविधि के बारे में बता सकता है, जिसमें ज्वालाएं और कोरोनल द्रव्यमान उत्सर्जन शामिल हैं जो ग्रहों पर जीवन के निर्माण के लिए महत्वपूर्ण हो सकते हैं। ये ज्वालाएं कितनी बार होती हैं? वे कितनी मजबूत हो सकती हैं? क्यों हैं कुछ ज्वालाएँ विस्फोटित होती हैं (तारे को छोड़कर) और अन्य सीमित रहती हैं (प्रस्फुटित प्लाज्मा को तारे पर बनाए रखती हैं)? हम अन्य तारों पर अधिकांशतः सीमित ज्वालाएँ क्यों देखते हैं? सूर्य हमें दीर्घकालिक तारकीय विकास (तारकीय चक्र) के पीछे के विज्ञान के बारे में भी बता सकता है , तारकीय डायनेमो)।"

अधिकांश वैज्ञानिक विषयों की तरह, सौर भौतिकी में असंख्य पृष्ठभूमि के शोधकर्ता शामिल हैं, जिनमें उपरोक्त एक्सोप्लैनेट समुदाय भी शामिल हैं, लेकिन इसमें मानक भौतिकी, खगोल भौतिकी, कंप्यूटर विज्ञान, प्लाज्मा भौतिकी और द्रव गतिशीलता भी शामिल हैं, बस कुछ ही नाम हैं। इन पृष्ठभूमियों से निरंतर सहयोगात्मक और नवीन प्रयासों के माध्यम से शोधकर्ता न केवल हमारे अपने सूर्य का अध्ययन कर सकते हैं, बल्कि पूरे ब्रह्मांड में अन्य सौर प्रणालियों के सूर्य का भी अध्ययन कर सकते हैं। इसलिए, प्रोफेसर कज़ाचेंको उन आगामी छात्रों को क्या सलाह दे सकते हैं जो सौर भौतिकी का अध्ययन करना चाहते हैं?

प्रोफेसर कज़ाचेंको यूनिवर्स टुडे को बताते हैं, "बहादुर, महत्वाकांक्षी बनें और कड़ी मेहनत करें।" "उन छात्रों और वैज्ञानिकों से बात करें जो क्षेत्र में काम करते हैं और उन वैज्ञानिकों से संपर्क करने से न डरें जिनके साथ आप काम करना चाहते हैं। अपने गणित और संचार कौशल पर काम करें।"

जैसा कि उल्लेख किया गया है, सौर ग्रहण सौर भौतिकी के अध्ययन का एक महत्वपूर्ण पहलू है, क्योंकि इन्हें दुनिया भर में असंख्य सभ्यताओं द्वारा हजारों वर्षों से देखा और प्रलेखित किया गया है। ग्रहणों का पवित्र भोज पूर्ण सूर्य ग्रहण है, जो तब होता है जब चंद्रमा पूरी तरह से सूर्य को अवरुद्ध कर देता है, जिससे सौर भौतिकविदों को कोरोनल मास इजेक्शन का निरीक्षण करने और अध्ययन करने का एक दुर्लभ अवसर मिलता है, जिसका प्रोफेसर कज़ाचेंको ने उल्लेख किया है कि यह जीवन के निर्माण के लिए महत्वपूर्ण हो सकता है।

आगामी पूर्ण सूर्य ग्रहण जो कुछ महीनों में संयुक्त राज्य अमेरिका को पार कर जाएगा, वैज्ञानिकों को सूर्य की कई विशेषताओं का अध्ययन करने के लिए और भी अधिक अवसर प्रदान करेगा, यहां तक कि 2017 के पूर्ण सूर्य ग्रहण से भी अधिक। इस आगामी ग्रहण के लिए, प्रो. कज़ाचेंको ने राष्ट्रीय सौर वेधशाला की शिक्षा और सार्वजनिक आउटरीच टीम के साथ ईगल पास, टेक्सास में एक अभियान "एक्लिप्स एन ला फ्रोंटेरा" का नेतृत्व करने की योजना बनाई है।

प्रोफ़ेसर कज़ाचेंको ने यूनिवर्स टुडे को बताया, "वलयाकार सूर्य ग्रहण (अक्टूबर 2023 में) के दौरान हमने बहुत अच्छा समय बिताया, इसलिए अब हम समग्रता के लिए वापस आ रहे हैं।"

प्रो. कज़ाचेंको आगे कहते हैं, "8 अप्रैल, 2024 को सूर्य ग्रहण नजदीक है। यह जीवन बदलने वाला अनुभव है। इसलिए नहीं कि मैं एक सौर भौतिक विज्ञानी हूं, बल्कि इसलिए कि यह आपको ऐसा महसूस कराता है जैसे आप ब्रह्मांड का हिस्सा हैं।" अमेरिका में इसे देखने के लिए सबसे अच्छी जगह टेक्सास (उदाहरण के लिए सैन एंटोनियो, ऑस्टिन, या डलास) होगी, क्योंकि ग्रहण पथ के बाकी हिस्सों में बादल छाए रह सकते हैं।"