सूर्य के वातावरण में उतार-चढ़ाव की अद्भुत लय और गतिविधि के प्रवाह का बोलबाला है। सनस्पॉट, जिनमें से सबसे बड़े बिना दूरबीन के भी दिखाई देते हैं, एक तारे की सतह पर अत्यंत मजबूत चुंबकीय क्षेत्र के क्षेत्र हैं। एक विशिष्ट परिपक्व स्थान सफेद और डेज़ी के आकार का होता है। इसमें एक गहरा केंद्रीय कोर होता है जिसे अम्ब्रा कहा जाता है, जो नीचे से लंबवत रूप से फैले चुंबकीय प्रवाह का एक लूप होता है, और इसके चारों ओर तंतुओं का एक हल्का वलय होता है, जिसे पेनम्ब्रा कहा जाता है, जिसमें चुंबकीय क्षेत्र क्षैतिज रूप से बाहर की ओर फैलता है।
सनस्पॉट
बीसवीं सदी की शुरुआत में। जॉर्ज एलेरी हेल ने वास्तविक समय में सौर गतिविधि का निरीक्षण करने के लिए अपनी नई दूरबीन का उपयोग करते हुए पाया कि सनस्पॉट का स्पेक्ट्रम शांत लाल एम-प्रकार के सितारों के समान है। इस प्रकार, उन्होंने दिखाया कि छाया अंधेरा दिखाई देती है क्योंकि इसका तापमान केवल 3000 K है, जो 5800 K के परिवेश के तापमान से बहुत कम है।प्रकाशमंडल मौके पर चुंबकीय और गैस का दबाव आसपास के दबाव को संतुलित करना चाहिए। इसे ठंडा किया जाना चाहिए ताकि गैस का आंतरिक दबाव बाहरी दबाव से काफी कम हो जाए। "शांत" क्षेत्रों में गहन प्रक्रियाएं होती हैं। संवहन के दमन द्वारा सनस्पॉट को ठंडा किया जाता है, जो एक मजबूत क्षेत्र द्वारा नीचे से गर्मी को स्थानांतरित करता है। इस कारण इनके आकार की निचली सीमा 500 किमी है। छोटे धब्बे परिवेशी विकिरण से जल्दी गर्म हो जाते हैं और नष्ट हो जाते हैं।
संवहन की कमी के बावजूद, पैच में बहुत अधिक संगठित आंदोलन होता है, ज्यादातर आंशिक छाया में जहां क्षेत्र की क्षैतिज रेखाएं इसकी अनुमति देती हैं। इस तरह के आंदोलन का एक उदाहरण एवरशेड प्रभाव है। यह आंशिक भाग के बाहरी आधे हिस्से में 1 किमी/सेकेंड की गति के साथ एक प्रवाह है, जो चलती वस्तुओं के रूप में अपनी सीमा से परे फैली हुई है। उत्तरार्द्ध चुंबकीय क्षेत्र के तत्व हैं जो स्थान के आसपास के क्षेत्र में बाहर की ओर बहते हैं। इसके ऊपर के क्रोमोस्फीयर में, रिवर्स एवरशेड प्रवाह सर्पिल के रूप में प्रकट होता है। उपछाया का भीतरी आधा भाग छाया की ओर बढ़ रहा है।
सनस्पॉट में भी उतार-चढ़ाव होता है। जब "लाइट ब्रिज" के रूप में जाना जाने वाला फोटोस्फीयर का एक पैच छाया को पार करता है, तो एक तेज क्षैतिज प्रवाह होता है। हालांकि छाया क्षेत्र गति की अनुमति देने के लिए बहुत मजबूत है, फिर भी क्रोमोस्फीयर में 150 एस की अवधि के साथ तेजी से दोलन होते हैं। आंशिक छाया के ऊपर तथाकथित हैं। यात्रा तरंगें 300-s अवधि के साथ रेडियल रूप से बाहर की ओर फैलती हैं।
सूर्य के धब्बों की संख्या
सौर गतिविधि व्यवस्थित रूप से 40°. के बीच तारे की पूरी सतह के ऊपर से गुजरती हैअक्षांश, जो इस घटना की वैश्विक प्रकृति को इंगित करता है। चक्र में महत्वपूर्ण उतार-चढ़ाव के बावजूद, यह समग्र रूप से प्रभावशाली रूप से नियमित है, जैसा कि सनस्पॉट की संख्यात्मक और अक्षांशीय स्थिति में सुस्थापित क्रम से प्रमाणित है।
अवधि की शुरुआत में, समूहों की संख्या और उनके आकार में तेजी से वृद्धि होती है जब तक कि 2-3 साल बाद अधिकतम संख्या तक नहीं पहुंच जाती है, और एक और वर्ष के बाद - अधिकतम क्षेत्र। एक समूह का औसत जीवनकाल सूर्य का लगभग एक चक्कर है, लेकिन एक छोटा समूह केवल 1 दिन ही चल सकता है। सबसे बड़े सनस्पॉट समूह और सबसे बड़े विस्फोट आमतौर पर सनस्पॉट की सीमा तक पहुंचने के 2 या 3 साल बाद होते हैं।
में 10 समूह और 300 स्पॉट हो सकते हैं, और एक समूह में 200 तक हो सकते हैं। चक्र का क्रम अनियमित हो सकता है। अधिकतम के पास भी, सनस्पॉट की संख्या अस्थायी रूप से काफी कम हो सकती है।
11 साल का चक्र
हर 11 साल में कम से कम सनस्पॉट की संख्या लौट आती है। इस समय, सूर्य पर कई छोटी समान संरचनाएं होती हैं, आमतौर पर कम अक्षांश पर, और महीनों तक वे पूरी तरह से अनुपस्थित हो सकती हैं। पिछले चक्र से विपरीत ध्रुवता के साथ, 25° और 40° के बीच उच्च अक्षांशों पर नए सनस्पॉट दिखाई देने लगते हैं।
साथ ही, उच्च अक्षांशों पर नए धब्बे और निम्न अक्षांशों पर पुराने धब्बे मौजूद हो सकते हैं। नए चक्र के पहले धब्बे छोटे होते हैं और कुछ ही दिन रहते हैं। चूंकि रोटेशन की अवधि 27 दिन (उच्च अक्षांशों पर) है, वे आमतौर पर वापस नहीं आते हैं, और नए लोग भूमध्य रेखा के करीब होते हैं।
11 साल के चक्र के लिएसनस्पॉट समूहों की चुंबकीय ध्रुवता का विन्यास किसी दिए गए गोलार्ध में समान होता है और दूसरे गोलार्ध में विपरीत दिशा में होता है। यह अगली अवधि में बदल जाता है। इस प्रकार, उत्तरी गोलार्ध में उच्च अक्षांशों पर नए सनस्पॉट में एक सकारात्मक ध्रुवता और फिर एक नकारात्मक ध्रुवता हो सकती है, और कम अक्षांश पर पिछले चक्र के समूहों का विपरीत अभिविन्यास होगा।
धीरे-धीरे, पुराने धब्बे गायब हो जाते हैं, और नए धब्बे कम अक्षांशों पर बड़ी संख्या और आकार में दिखाई देते हैं। इनका वितरण तितली के आकार का होता है।
पूरा चक्र
चूंकि सनस्पॉट समूहों की चुंबकीय ध्रुवता का विन्यास हर 11 साल में बदलता है, यह हर 22 साल में समान मूल्य पर लौटता है, और इस अवधि को एक पूर्ण चुंबकीय चक्र की अवधि माना जाता है। प्रत्येक अवधि की शुरुआत में, ध्रुव पर प्रमुख क्षेत्र द्वारा निर्धारित सूर्य के कुल क्षेत्र में पिछले एक के धब्बे के समान ध्रुवता होती है। जैसे ही सक्रिय क्षेत्र टूटते हैं, चुंबकीय प्रवाह को सकारात्मक और नकारात्मक चिह्न वाले वर्गों में विभाजित किया जाता है। एक ही क्षेत्र में कई धब्बे दिखाई देने और गायब होने के बाद, एक या दूसरे चिन्ह वाले बड़े एकध्रुवीय क्षेत्र बनते हैं, जो सूर्य के संबंधित ध्रुव की ओर बढ़ते हैं। ध्रुवों पर प्रत्येक न्यूनतम के दौरान, उस गोलार्द्ध में अगली ध्रुवता का प्रवाह हावी होता है, और यह वह क्षेत्र है जो पृथ्वी से देखा जाता है।
लेकिन अगर सभी चुंबकीय क्षेत्र संतुलित हैं, तो वे बड़े एकध्रुवीय क्षेत्रों में कैसे विभाजित होते हैं जो ध्रुवीय क्षेत्र को नियंत्रित करते हैं? इस प्रश्न का उत्तर नहीं दिया गया है।भूमध्यरेखीय क्षेत्र में ध्रुवों के पास आने वाले क्षेत्र सूर्य के धब्बों की तुलना में अधिक धीमी गति से घूमते हैं। अंततः कमजोर क्षेत्र ध्रुव पर पहुंच जाते हैं और प्रभावी क्षेत्र को उलट देते हैं। यह उस ध्रुवता को उलट देता है जिसे नए समूहों के प्रमुख स्थानों को लेना चाहिए, इस प्रकार 22 साल के चक्र को जारी रखना चाहिए।
ऐतिहासिक साक्ष्य
यद्यपि सौर गतिविधि का चक्र कई शताब्दियों से काफी नियमित रहा है, लेकिन इसमें महत्वपूर्ण बदलाव हुए हैं। 1955-1970 में, उत्तरी गोलार्ध में बहुत अधिक सनस्पॉट थे, और 1990 में वे दक्षिणी में हावी थे। 1946 और 1957 में चरमोत्कर्ष पर पहुंचे दो चक्र, इतिहास में सबसे बड़े थे।
अंग्रेज़ी खगोलशास्त्री वाल्टर मंदर ने कम सौर चुंबकीय गतिविधि की अवधि के लिए सबूत पाया, यह दर्शाता है कि 1645 और 1715 के बीच बहुत कम सनस्पॉट देखे गए थे। हालाँकि इस घटना को पहली बार 1600 के आसपास खोजा गया था, लेकिन इस अवधि के दौरान कुछ दृश्य दर्ज किए गए थे। इस अवधि को न्यूनतम टीला कहा जाता है।
अनुभवी पर्यवेक्षकों ने एक महान घटना के रूप में स्पॉट के एक नए समूह की उपस्थिति की सूचना दी, यह देखते हुए कि उन्होंने उन्हें कई सालों से नहीं देखा था। 1715 के बाद यह घटना लौट आई। यह 1500 से 1850 तक यूरोप में सबसे ठंडी अवधि के साथ मेल खाता था। हालांकि, इन घटनाओं के बीच संबंध सिद्ध नहीं हुआ है।
लगभग 500 साल के अंतराल पर अन्य समान अवधियों के लिए कुछ सबूत हैं। जब सौर गतिविधि अधिक होती है, तो सौर पवन द्वारा उत्पन्न मजबूत चुंबकीय क्षेत्र पृथ्वी के पास आने वाली उच्च-ऊर्जा गांगेय ब्रह्मांडीय किरणों को अवरुद्ध करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कमकार्बन-14 का निर्माण। पेड़ के छल्ले में 14С मापना सूर्य की कम गतिविधि की पुष्टि करता है। 11 साल के चक्र की खोज 1840 के दशक तक नहीं हुई थी, इसलिए उस समय से पहले के अवलोकन अनियमित थे।
क्षणिक क्षेत्र
सूर्य के धब्बों के अलावा, कई छोटे द्विध्रुव हैं जिन्हें अल्पकालिक सक्रिय क्षेत्र कहा जाता है जो औसतन एक दिन से भी कम समय में मौजूद होते हैं और पूरे सूर्य में पाए जाते हैं। इनकी संख्या प्रतिदिन 600 तक पहुंचती है। हालांकि अल्पकालिक क्षेत्र छोटे हैं, वे सूर्य के चुंबकीय प्रवाह का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बना सकते हैं। लेकिन चूंकि वे तटस्थ और अपेक्षाकृत छोटे हैं, वे शायद चक्र के विकास और वैश्विक क्षेत्र मॉडल में कोई भूमिका नहीं निभाते हैं।
प्रमुखता
यह सबसे खूबसूरत घटनाओं में से एक है जिसे सौर गतिविधि के दौरान देखा जा सकता है। वे पृथ्वी के वायुमंडल में बादलों के समान हैं, लेकिन गर्मी के प्रवाह के बजाय चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा समर्थित हैं।
सौर वातावरण बनाने वाले आयनों और इलेक्ट्रॉनों का प्लाज्मा गुरुत्वाकर्षण बल के बावजूद क्षैतिज क्षेत्र रेखाओं को पार नहीं कर सकता है। प्रमुखता विपरीत ध्रुवों के बीच की सीमाओं पर होती है, जहां क्षेत्र रेखाएं दिशा बदलती हैं। इस प्रकार, वे अचानक क्षेत्र परिवर्तन के विश्वसनीय संकेतक हैं।
क्रोमोस्फीयर की तरह, सफेद रोशनी में प्रमुखता पारदर्शी होती है और कुल ग्रहणों को छोड़कर, Hα (656, 28 एनएम) में देखा जाना चाहिए। ग्रहण के दौरान, लाल Hα रेखा प्रमुखता को एक सुंदर गुलाबी रंग देती है। उनका घनत्व प्रकाशमंडल की तुलना में बहुत कम है, क्योंकि यह बहुत अधिक हैकुछ टकराव। वे नीचे से विकिरण को अवशोषित करते हैं और इसे सभी दिशाओं में उत्सर्जित करते हैं।
ग्रहण के दौरान पृथ्वी से दिखाई देने वाली रोशनी आरोही किरणों से रहित होती है, इसलिए प्रमुखताएं गहरी दिखाई देती हैं। लेकिन चूंकि आकाश और भी गहरा है, इसलिए वे इसकी पृष्ठभूमि के खिलाफ उज्ज्वल दिखाई देते हैं। इनका तापमान 5000-50000 K होता है।
प्रमुखता के प्रकार
प्रमुखता के दो मुख्य प्रकार हैं: शांत और संक्रमणकालीन। पूर्व बड़े पैमाने पर चुंबकीय क्षेत्रों से जुड़े हैं जो एकध्रुवीय चुंबकीय क्षेत्रों या सनस्पॉट समूहों की सीमाओं को चिह्नित करते हैं। चूंकि ऐसे क्षेत्र लंबे समय तक रहते हैं, शांत प्रमुखता के लिए भी यही सच है। उनके पास विभिन्न आकार हो सकते हैं - हेजेज, निलंबित बादल या फ़नल, लेकिन वे हमेशा द्वि-आयामी होते हैं। स्थिर तंतु अक्सर अस्थिर हो जाते हैं और फट जाते हैं, लेकिन आसानी से गायब भी हो सकते हैं। शांत प्रमुखता कई दिनों तक जीवित रहती है, लेकिन चुंबकीय सीमा पर नए बन सकते हैं।
क्षणिक महत्व सौर गतिविधि का एक अभिन्न अंग हैं। इनमें जेट शामिल हैं, जो एक भड़कने वाली सामग्री का एक अव्यवस्थित द्रव्यमान है, और क्लंप, जो छोटे उत्सर्जन की धाराएं हैं। दोनों ही मामलों में कुछ मामला सतह पर लौट आता है।
लूप के आकार की प्रमुखता इन घटनाओं के परिणाम हैं। भड़कने के दौरान, इलेक्ट्रॉन प्रवाह सतह को लाखों डिग्री तक गर्म करता है, जिससे गर्म (10 मिलियन K से अधिक) कोरोनल प्रमुखता बनती है। वे दृढ़ता से विकीर्ण होते हैं, ठंडा हो जाते हैं, और समर्थन से वंचित हो जाते हैं, सतह पर उतरते हैंबल की चुंबकीय रेखाओं का अनुसरण करते हुए सुरुचिपूर्ण लूप।
चमक
सौर गतिविधि से जुड़ी सबसे शानदार घटना फ्लेयर्स हैं, जो सनस्पॉट के क्षेत्र से चुंबकीय ऊर्जा की एक तेज रिहाई हैं। उच्च ऊर्जा के बावजूद, उनमें से अधिकांश दृश्य आवृत्ति रेंज में लगभग अदृश्य हैं, क्योंकि ऊर्जा उत्सर्जन एक पारदर्शी वातावरण में होता है, और केवल प्रकाशमंडल, जो अपेक्षाकृत कम ऊर्जा स्तर तक पहुंचता है, दृश्य प्रकाश में देखा जा सकता है।
फ्लेयर्स को Hα लाइन में सबसे अच्छा देखा जाता है, जहां चमक पड़ोसी क्रोमोस्फीयर की तुलना में 10 गुना अधिक हो सकती है, और आसपास के सातत्य की तुलना में 3 गुना अधिक हो सकती है। Hα में, एक बड़ी चमक कई हजार सौर डिस्क को कवर करेगी, लेकिन दृश्य प्रकाश में केवल कुछ छोटे चमकीले धब्बे दिखाई देते हैं। इस मामले में जारी ऊर्जा 1033 erg तक पहुंच सकती है, जो कि 0.25 सेकेंड में पूरे तारे के उत्पादन के बराबर है। इस ऊर्जा का अधिकांश भाग शुरू में उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन के रूप में जारी किया जाता है, और दृश्य विकिरण क्रोमोस्फीयर पर कण प्रभाव के कारण होने वाला एक द्वितीयक प्रभाव है।
प्रकोप के प्रकार
फ्लेयर की आकार सीमा विस्तृत है - विशाल से, पृथ्वी पर कणों की बमबारी से, मुश्किल से ध्यान देने योग्य। उन्हें आम तौर पर 1 से 8 एंगस्ट्रॉम के तरंग दैर्ध्य के साथ उनके संबंधित एक्स-रे फ्लक्स द्वारा वर्गीकृत किया जाता है: 10-6, 10-5 से अधिक के लिए Cn, Mn या Xn।और 10-4 डब्ल्यू/एम2 क्रमशः। तो पृथ्वी पर M3 एक 3× फ्लक्स से मेल खाता है10-5 डब्ल्यू/एम2। यह संकेतक रैखिक नहीं है क्योंकि यह केवल शिखर को मापता है न कि कुल विकिरण को। हर साल 3-4 सबसे बड़े फ्लेयर्स में निकलने वाली ऊर्जा अन्य सभी की ऊर्जा के योग के बराबर होती है।
फ्लैश द्वारा निर्मित कणों के प्रकार त्वरण के स्थान के आधार पर बदलते हैं। सूर्य और पृथ्वी के बीच आयनकारी टक्करों के लिए पर्याप्त सामग्री नहीं है, इसलिए वे आयनीकरण की अपनी मूल स्थिति को बनाए रखते हैं। शॉक वेव्स द्वारा कोरोना में त्वरित किए गए कण 2 मिलियन K का एक विशिष्ट कोरोनल आयनीकरण दिखाते हैं। फ्लेयर बॉडी में त्वरित कणों का आयनीकरण काफी अधिक होता है और He3 की अत्यधिक उच्च सांद्रता होती है, जो एक दुर्लभ आइसोटोप है। हीलियम केवल एक न्यूट्रॉन के साथ।
ज्यादातर प्रमुख फ्लेयर्स कम संख्या में अतिसक्रिय बड़े सनस्पॉट समूहों में होते हैं। समूह विपरीत से घिरे एक चुंबकीय ध्रुवता के बड़े समूह हैं। हालांकि इस तरह की संरचनाओं की उपस्थिति के कारण सौर भड़क गतिविधि की भविष्यवाणी संभव है, शोधकर्ता भविष्यवाणी नहीं कर सकते कि वे कब दिखाई देंगे, और यह नहीं जानते कि उन्हें क्या पैदा करता है।
पृथ्वी पर प्रभाव
प्रकाश और गर्मी प्रदान करने के अलावा, सूर्य पराबैंगनी विकिरण, सौर हवा की एक निरंतर धारा और बड़ी ज्वालाओं से कणों के माध्यम से पृथ्वी को प्रभावित करता है। पराबैंगनी विकिरण ओजोन परत बनाता है, जो बदले में ग्रह की रक्षा करता है।
नरम (लंबी तरंग दैर्ध्य) सौर कोरोना से एक्स-रे आयनमंडल की परतें बनाती हैं जो बनाती हैंसंभव शॉर्टवेव रेडियो संचार। सौर गतिविधि के दिनों में, बेहतर परावर्तक परत बनाने के लिए कोरोना (धीरे-धीरे बदलती) और फ्लेयर्स (आवेगपूर्ण) से विकिरण बढ़ जाता है, लेकिन आयनमंडल का घनत्व तब तक बढ़ जाता है जब तक कि रेडियो तरंगें अवशोषित नहीं हो जाती हैं और शॉर्टवेव संचार बाधित हो जाता है।
कठिन (छोटी तरंगदैर्घ्य) ज्वालाओं से एक्स-रे स्पंदें आयनमंडल (डी-परत) की सबसे निचली परत को आयनित करती हैं, जिससे रेडियो उत्सर्जन होता है।
पृथ्वी का घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र सौर हवा को अवरुद्ध करने के लिए पर्याप्त मजबूत है, जिससे एक मैग्नेटोस्फीयर बनता है जिसके चारों ओर कण और क्षेत्र प्रवाहित होते हैं। ल्यूमिनेरी के विपरीत, क्षेत्र रेखाएं एक संरचना बनाती हैं जिसे जियोमैग्नेटिक प्लम या टेल कहा जाता है। जब सौर हवा बढ़ती है, तो पृथ्वी के क्षेत्र में तेज वृद्धि होती है। जब अंतरग्रहीय क्षेत्र पृथ्वी के विपरीत दिशा में स्विच करता है, या जब बड़े कण बादल इससे टकराते हैं, तो प्लम में चुंबकीय क्षेत्र पुनर्संयोजन और ऊर्जा को औरोरा बनाने के लिए जारी किया जाता है।
चुंबकीय तूफान और सौर गतिविधि
हर बार जब कोई बड़ा कोरोनल होल पृथ्वी की परिक्रमा करता है, तो सौर हवा तेज हो जाती है और एक भू-चुंबकीय तूफान आता है। यह 27-दिन का चक्र बनाता है, विशेष रूप से न्यूनतम सनस्पॉट पर ध्यान देने योग्य, जिससे सौर गतिविधि की भविष्यवाणी करना संभव हो जाता है। बड़े फ्लेयर्स और अन्य घटनाएं कोरोनल मास इजेक्शन का कारण बनती हैं, ऊर्जावान कणों के बादल जो मैग्नेटोस्फीयर के चारों ओर एक रिंग करंट बनाते हैं, जिससे पृथ्वी के क्षेत्र में तेज उतार-चढ़ाव होता है, जिसे जियोमैग्नेटिक स्टॉर्म कहा जाता है।ये घटनाएं रेडियो संचार को बाधित करती हैं और लंबी दूरी की लाइनों और अन्य लंबे कंडक्टरों पर पावर सर्ज बनाती हैं।
शायद सभी सांसारिक घटनाओं में सबसे पेचीदा हमारे ग्रह की जलवायु पर सौर गतिविधि का संभावित प्रभाव है। टीला न्यूनतम उचित लगता है, लेकिन अन्य स्पष्ट प्रभाव हैं। अधिकांश वैज्ञानिकों का मानना है कि एक महत्वपूर्ण संबंध है, जो कई अन्य घटनाओं से ढका हुआ है।
चूंकि आवेशित कण चुंबकीय क्षेत्र का अनुसरण करते हैं, इसलिए कणिका विकिरण सभी बड़े ज्वालामुखियों में नहीं देखा जाता है, बल्कि केवल सूर्य के पश्चिमी गोलार्ध में स्थित होता है। इसके पश्चिमी भाग से बल की रेखाएँ पृथ्वी तक पहुँचती हैं, वहाँ कणों को निर्देशित करती हैं। उत्तरार्द्ध ज्यादातर प्रोटॉन हैं, क्योंकि हाइड्रोजन सूर्य का प्रमुख घटक तत्व है। 1000 किमी/सेकेंड की गति से चलने वाले कई कण एक शॉक वेव फ्रंट बनाते हैं। बड़े ज्वालामुखियों में निम्न-ऊर्जा कणों का प्रवाह इतना तीव्र होता है कि यह पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के बाहर अंतरिक्ष यात्रियों के जीवन के लिए खतरा बन जाता है।
