मयुरेश प्रभुणे
गेल्या आठवड्यात अमेरिका आणि युरोपमध्ये अनेक ठिकाणांहून नॉदर्न लाईट्स दिसले. रात्रीच्या आकाशात दिसलेल्या गुलाबी, जांभळ्या, हिरव्या रंगाच्या चमकणाऱ्या ढगांचे शेकडो फोटो इंस्टाग्राम, ट्विटर, फेसबुकवर शेअर केले गेले. हे दुर्मिळ दृश्य अगदी साध्या मोबाईल फोनच्या कॅमेरातही टिपले गेले. नयनरम्य दिसणाऱ्या या दृश्यामागे मात्र सूर्यमालेतील गेल्या दोन दशकांतील सर्वात मोठे स्फोट कारणीभूत होते, असे शास्त्रज्ञांचे म्हणणे आहे.
११ मेच्या सकाळपासूनच इंटरनेटवर युरोपमधील इंग्लंड, जर्मनी, स्वित्झर्लंड, डेन्मार्क, पोलंड आदी देशांतून; तर अमेरिकेतून अगदी कॅलिफोर्नियाच्या उत्तर भागांतून आकाशातील गुलाबी, हिरव्या रंगांच्या ढगांचे फोटो शेअर केले जाऊ लागले. आणि हे फोटो फक्त आकाश निरीक्षकच नाही, तर अगदी सर्वसामान्यांन नागरिकांनी आपल्या मोबाईल फोनच्या कॅमेरातून टिपले होते. काही तासांनी चीन, भारतातील लडाख, तर दक्षिण गोलार्धात ऑस्ट्रेलियाच्या दक्षिण भागांतूनही हे नयनरम्य दृश्य पाहिले गेल्याच्या बातम्या आल्या. सर्वसाधारणपणे उत्तर आणि दक्षिण ध्रुवीय प्रदेशांतून दिसणारा हा नजारा अगदी भारताच्या उत्तर भागापर्यंत कसा काय दिसला याबाबत आश्चर्य व्यक्त झाले.
अमेरिकी अवकाश संशोधन संस्था- नासा आणि अमेरिकेची हवामानशास्त्र संस्था- नोआ यांनी या घटनेची कारणमीमांसाही केली. त्यांनी दिलेल्या माहितीनुसार १० मे रोजी सूर्याच्या वातावरणातून उसळलेल्या एक्स क्लास किंवा सर्वोच्च श्रेणीच्या सौरज्वाळेतून निघालेल्या विद्युत भारीत कणांमुळे पृथ्वीवर दोन्ही गोलार्धात ध्रुवीय प्रकाश किंवा अरोरा दिसला. या सौरज्वाळेसाठी कारणीभूत ठरले, ते सूर्यावरील तीव्र चुंबकीय क्षेत्र- एआर ३६६४. हे क्षेत्र किंवा गडद डाग पृथ्वीपेक्षा १७ पट मोठा असल्याची माहितीही शास्त्रज्ञांनी दिली. सूर्याकडून आलेल्या कणांच्या तीव्र वादळाचा पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राशी संयोग झाला. त्यामुळे या क्षेत्रात मोठे बदल घडून तीव्र स्वरूपाचे भू चुंबकीय वादळ म्हणजेच जिओ मॅग्नेटिक स्टॉर्मही निर्माण झाले. या जिओ मॅग्नेटिक स्टॉर्मची श्रेणी सर्वोच्च म्हणजे जी ५ इतकी होती. १० मे च्या पाठोपाठ ११ मे ला देखील तशाच तीव्रतेची आणखी एक ज्वाळा सूर्याच्या वातावरणातून उसळली. तिचा प्रभावही पुढील काही तास पृथ्वीच्या बाह्य वातावरणावर दिसून आला. १५ मेला देखील सूर्यावरून एक्स श्रेणीची सौर ज्वाळा उसळली. चालू वर्षात अशा घटना अनेकदा अनुभवायला मिळतील असे शास्त्रज्ञांचे म्हणणे आहे.
सूर्याच्या पृष्ठभागावर काही ठिकाणी चुंबकीय क्षेत्र तीव्र असते. त्या क्षेत्राचे तापमान पृष्ठभागाच्या इतर भागांपेक्षा कमी असते. उदाहरणार्थ सूर्याच्या पृष्ठभागाचे तापमान सहा हजार अंश सेल्सिअस असले, तर तीव्र चुंबकीय क्षेत्राच्या भागात ते चार ते पाच हजार अंश सेल्सिअस असते. तापमानातील या फरकामुळे तीव्र चुंबकीय क्षेत्र असलेला सूर्याचा भाग इतर क्षेत्राच्या तुलनेत गडद दिसतो. यालाच आपण सौर डाग किंवा सन स्पॉट म्हणतो. सनस्पॉट्सच्या क्षेत्रातून अनेकदा तीव्र विद्युत चुंबकीय लहरी सूर्याच्या वातावरणात प्रक्षेपित होतात त्यांना सौरज्वाळा किंवा सोलार फ्लेअर म्हणतात. याच लहरींसोबत सूर्याच्या वातावरणातून प्लाझ्माचे अतिशय तप्त असे विद्युतभारित कणांचे लोटही प्रक्षेपित होतात. या घटनेला कोरोनल मास इंजेक्शन (सीएमई) म्हणतात. हे सीएमई पृथ्वीच्या दिशेने सरळ रेषेत प्रक्षेपित झाले, तर सूर्यावरील विद्युत भारित कणांचे लोट पृथ्वीच्या दिशेने अतिशय वेगाने म्हणजे सेकंदाला ३०० ते ५०० किमी इतक्या वेगाने प्रवास सुरू करतात.
पृथ्वीभोवती हजारो किलोमीटर दूरवर पसरलेल्या चुंबकीय क्षेत्रामुळे बहुतेक वेगवान सौरकण अवकाशातच थोपवले जातात. मात्र, पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राच्या उत्तर- दक्षिण ध्रुवांना जोडणाऱ्या रेषांना धरून त्यांतील काही विद्युत भारित कण उत्तर आणि दक्षिण ध्रुवाभोवतीच्या क्षेत्रांत जमा होतात. याच भागात आल्यावर पृथ्वीच्या वातावरणाच्या बाह्य भागाशी या कणांचा संपर्क येतो. जमिनीपासून सुमारे ५०० ते १५० किलोमीटर उंचीपर्यंत खाली येताना हे सौरकण वातावरणातील वायूंना; प्रामुख्याने ऑक्सिजन आणि नायट्रोजनला धडकतात. सौरकणांशी झालेल्या धडकेतून ऊर्जा मिळालेले ऑक्सिजन आणि नायट्रोजनचे अणु मग प्रकाश उत्सर्जित करतात. हा प्रकाश म्हणजेच अरोरा. अतिशय उंचावरील ऑक्सिजनमुळे रात्रीच्या आकाशात लालसर ढग दिसतात. त्याखालील उंचीवर विद्युतभारित सौरकण आणि ऑक्सिजनचा संयोग झाला, तर हिरव्या रंगाचा प्रकाश दिसतो. अरोरामध्ये सर्वाधिक दिसणारे हेच ढग असतात. वातावरणातील नायट्रोजनमुळे निळे, गुलाबी, जांभळे ढग दिसून येतात.
उत्तर गोलार्धातील ध्रुवीय भागांत दिसणाऱ्या प्रकाशाला नॉदर्न लाईट्स किंवा अरोरा बोरिअलीस, तर दक्षिण गोलार्धातील ध्रुवीय भागांत दिसणाऱ्या प्रकाशाला सदर्न लाईट्स किंवा अरोरा ऑस्ट्रेलिस म्हणतात. साधारणपणे उत्तर आणि दक्षिण ६० अक्षांशांच्या पुढे ही घटना दिसत असते. मात्र, काहीवेळा सूर्याकडून उत्सर्जित झालेले विद्युतभारित कणांचे वादळ तीव्र असेल, तर तीव्र भू चुंबकीय वादळ निर्माण होऊन अगदी ३० – ३५ अक्षांशांपर्यंतही ध्रुवीय प्रकाश पोचल्याच्या नोंदी होतात. सध्या जगभर दिसत असलेले रंगीत ढग अशाच तीव्र सौरवादळामुळे दिसत आहेत.
या आधी २००३ मध्ये अशाच अति शक्तिशाली सौरज्वाळेमुळे तीव्र सौरवादळ उसळले होते तेव्हा स्वीडनमध्ये वीज प्रवाह खंडित झाला होता. दर काही ठराविक वर्षांनी अशा घटना घडण्याचे कारण आहे, सौरडागांच्या संख्येचे अकरा वर्षांचे चक्र, म्हणजेच सोलार सायकल. साडेपाच वर्षांनी सनस्पॉट्सची संख्या सर्वात कमी किंवा शून्य होते या घटनेला सोलार मिनिमा म्हणतात; तर त्या नंतरच्या साडेपाच वर्षांनी ती सर्वाधिक होते त्याला सोलार मॅक्सिमा म्हणतात. थोडक्यात, दर अकरा वर्षांनी सूर्याच्या पृष्ठभागावर सौरडागांची संख्या सर्वाधिक असते. सोलार मॅक्सिमाच्या काळात सूर्याच्या पृष्ठभागावर पृथ्वीपेक्षा कित्येक पटींनी मोठे सौरडाग निर्माण होतात. याच सौरडागांच्या क्षेत्रातून शक्तिशाली सौरज्वाळा अवकाशात उसळतात. त्यांच्याशी संलग्न सूर्याच्या वातावरणातून म्हणजेच करोनामधून सौरकणांचे लोटही प्रक्षेपित होतात.
विद्युतभारित सौरकणांचे लोट म्हणजेच सौर वादळ. सूर्यावर जेव्हा सौर डागांची संख्या वाढते, तेव्हा पृथ्वीच्या दिशेने येणाऱ्या सौरवादळांची संख्याही वाढते. सौरडागांच्या नियमित नोंदी घ्यायला सुरुवात झाल्यापासून सध्या २५ वे सोलार सायकल सुरू आहे. या सोलार सायकलची तीव्रता २०२४-२५ मध्ये सर्वाधिक राहणार आहे. त्यामुळे या वर्षी सूर्यावर सौर डागांची संख्या वाढलेली तर दिसलेच, पण त्याला जोडून सौरज्वाळा आणि सौर वादळांचे प्रमाणही वाढलेले असेल.
सूर्याकडून येणारे विद्युतभारित कण अतिशय ऊर्जावान असतात. पृथ्वीला चुंबकीय क्षेत्र नसते आणि हे कण जर थेट पृथ्वीवर येऊन आदळले असते, तर कदाचित पृथ्वीवर जीवसृष्टीची निर्मितीही झाली नसती. सूर्याकडून येणाऱ्या विद्युतभारित कणांचे लोट पृथ्वीभोवती फिरणाऱ्या सॅटेलाईटची इलेक्ट्रॉनिक यंत्रणा, बॅटरी क्षणार्धात निकामी करू शकतात. या कणांचा पृथ्वीच्या बाह्य वातावरणाशी संयोग आल्यामुळे वातावरणाचा तो भाग प्रसरण पावतो. या प्रसारणामुळे पृथ्वी नजीकच्या कक्षेतून फिरणाऱ्या सॅटेलाईटचा वातावरणातील कणांशी संपर्क येऊ लागतो. या संपर्कामुळे सॅटेलाईटचा वेग काहीसा कमी होतो आणि ते जमिनीकडे गुरुत्वाकर्षणामुळे खेचले जातात. त्यामुळे सॅटेलाईटचा कार्यकाळ कमी होतो. विद्युतभारित सौरकण वातावरणातील आयनोस्फिअरच्या संपर्कात आल्यामुळे रेडिओ संपर्क खंडित होतो. सॅटेलाईटकडून मिळणाऱ्या माहितीत अडथळा निर्माण होतो. जीपीएसच्या सिग्नलमध्ये अडथळा निर्माण झाल्यामुळे स्थाननिश्चिती अचूक होत नाही.
११ मे रोजी सूर्यावरून उसळलेल्या भारित कणांच्या वादळांमुळे पृथ्वी नजीकच्या कक्षेतून फिरणाऱ्या भारताच्या काही उपग्रहांच्या कक्षेवर परिणाम झाल्याची माहिती भारतीय अवकाश संशोधन संस्थेने (इस्रो) दिली. सौर वादळामुळे पृथ्वी नजीकच्या कक्षेतून फिरणाऱ्या भारतीय उपग्रहांची कक्षा दैनंदिन सरासरीपेक्षा पाच ते सहा पटींनी आकुंचन पावली. मात्र, भारताचे सर्व उपग्रह सौरवादळाच्या धक्क्यातून बचावल्याचे इस्रोने नमूद केले. इस्रोने दिलेल्या माहितीनुसार, भूस्थिर कक्षेत (जमिनीपासून सुमारे ३६ हजार किमी) असलेल्या उपग्रहांवर भू चुंबकीय वादळाचा काहीसा परिणाम झाला. काही उपग्रहांवरील मोमेंटम व्हीलच्या वेगात फरक आढळून आला. विशेषतः एकाच बाजूला सोलार पॅनल असलेल्या उपग्रहांच्या आचरणात ११ मे रोजी बदल दिसून आला. या उपग्रहांच्या कक्षेत अपेक्षित सुधारणा करण्यात आली. इनसॅट ३डीएस आणि इनसॅट ३डीआर यांच्या स्थाननिश्चितीसाठी आवश्यक स्टार सेन्सर वादळाच्या दरम्यान बंद ठेवण्यात आले होते.
पृथ्वी नजीकच्या कक्षेतील भारतीय उपग्रहांच्या कक्षा मात्र सरासरीच्या तुलनेत जास्त आकुंचन पावल्या. सौरवादळातील विद्युतभारित कणांच्या माऱ्यामुळे पृथ्वीच्या वातावरणाच्या बाह्य भागाचे तापमान वाढून ते उपग्रहांच्या कक्षेपर्यंत प्रसरण पावले. त्यामुळे उपग्रहांना वातावरणातील कणांचा विरोध होऊन त्यांचा वेग काहीसा मंदावला. १५३ किलो वजनाच्या ईओएस ०७ या उपग्रहाची कक्षा रोज सरासरी ३०० मीटरने आकुंचन पावते. मात्र, ११ मे रोजी सौर वादळाचा परिणाम म्हणून ही कक्षा ६०० मीटरने कमी झाली. स्वदेशी जीपीएसची सेवा देणाऱ्या नाविक शृंखलेतील उपग्रहांच्या कक्षांवर मात्र विशेष परिणाम झाला नाही.
काहीवेळा तीव्र सौरज्वाळेमुळे जमिनीवरील विद्युत पुरवठा पूर्णपणे खंडित होतो. अशाच तीव्र सौरज्वाळांमुळे एक सप्टेंबर १८५९ मध्ये अमेरिका आणि युरोपमध्ये टेलिग्राफचे जाळे बंद पडले होते. टेलिग्राफ यंत्रे हाताळणाऱ्या कर्मचाऱ्यांना शॉक बसले, तर काही ठिकाणी यंत्रणेला आगही लागली. या जिओ मॅग्नेटिक स्टॉर्मची नोंद मुंबईतील कुलाबा वेधशाळेने घेतली होती. ९ मार्च १९८९ ला कॅनडाच्या क्युबेक मधील वीजपुरवठा अशाच भू- चुंबकीय वादळामुळे खंडित झाला होता. तेव्हा ६० लाख लोकांना नऊ तास विजेशिवाय राहावे लागले होते.
आजच्या काळात उपग्रहीय सेवा आणि वीजपुरवठा मानवी जीवनाचा अविभाज्य भाग आहेत. एक सौरज्वाळा हजारो कोटी रुपयांचे नुकसान करू शकते. सूर्यावरून सौरज्वाळा उसळल्यावर प्रचंड ऊर्जेच्या कणांपासून धोका निर्माण होऊ नये यासाठी आंतरराष्ट्रीय अवकाश स्थानकात राहणाऱ्या अंतराळवीरांना देखील सुरक्षित कवच असलेल्या भागात थांबवले जाते. अशा घटना आपण थांबवू शकत नाही. मात्र, त्यांपासून होणारे नुकसान काही प्रमाणात कमी करू शकतो. सूर्याकडून येणाऱ्या वादळांचा पृथ्वीवर होणारा परिणाम अखंड अभ्यासण्यासाठी स्पेस वेदर ही शाखाच गेल्या काही दशकांत विकसित झाली आहे. अमेरिका, युरोपनंतर आता भारतही चोवीस तास स्पेस वेदरवर लक्ष ठेवण्यासाठी सज्ज आहे. अवकाशात सूर्याचा अभ्यास करणारे उपग्रह, याने पाठवून सूर्यावरून उत्सर्जित होणाऱ्या तीव्र आणि शक्तिशाली ज्वाळांवर सातत्याने नजर ठेवली जाते. त्यानंतर काही तासांनी पृथ्वीवर पोचणाऱ्या विद्युतभारित सौर वादळांचा अंदाज मॉडेलद्वारे वर्तवण्यात येतो. हा अंदाज मिळाल्यानंतर उपग्रह आणि वीज पुरवठ्यासंबंधी योग्य ती काळजी घेणे शक्य होते. भारताचे आदित्य यान सूर्यावरील अशाच घडामोडींच्या अभ्यासासाठी पाठवण्यात आले आहे. सध्याच्या घडामोडींच्या आदित्य एल १ ने घेतलेल्या नोंदींच्या साह्याने भारतीय शास्त्रज्ञांनी केलेले विश्लेषणही लवकरच आपल्याला वाचायला मिळेल अशी आशा करूयात.
——————