17 मई 2024
मई 2024 की शुरुआत में एक शक्तिशाली सौर तूफान ने पृथ्वी को प्रभावित किया, जो अत्यधिक सक्रिय क्षेत्र एआर13664 से शुरू हुआ। इस क्षेत्र ने पृथ्वी पर निर्देशित एक्स-क्लास प्रज्वालों और प्रभामंडलीय मास विस्फोट (सीएमई) की एक श्रृंखला को उजागर किया। परिणामी भूचुम्बकीय तूफान 2003 (डीएसटी सूचकांक -412 एनटी) के बाद से सबसे तीव्र था, जिससे संचार और जीपीएस प्रणालियों में व्यवधान पैदा हुआ। एम-क्लास और सी-क्लास के कई प्रज्वाल भी हुए हैं। इनमें से कई प्रज्वाल 11 मई 2024 के शुरुआती घंटों में देखे गए भूचुम्बकीय तूफानों के पीछे उच्च ऊर्जा कणों के साथ आभा सीएमई (सीएमई) के साथ थे जो पृथ्वी की ओर निर्देशित हैं। भूचुम्बकीय तूफान सूचकांक (केपी) ने 9 (जो अधिकतम है) को छुआ और बहुत मजबूत एक्स-क्लास प्रज्वाल (एक्स 5.8) दर्ज किया गया। सौर प्रज्वाल चुंबकीय पुनर्संयोजन द्वारा प्रेरित की गई ऊर्जा के प्रस्फोट हैं, जिसे पत्र (बी-एक्स) द्वारा वर्गीकृत किया गया है, जिसमें प्रत्येक पत्र शक्ति में दस गुना वृद्धि का संकेत देता है। एक्स-क्लास प्रज्वालों सबसे शक्तिशाली (पीक प्रवाह रेंज> 10-4 डब्ल्यूएम-2) हैं, जो प्रमुख व्यवधानों को प्रेरित कर सकते हैं। प्रज्वालों का अगला निम्न स्तर, एम क्लास, 10-5-10-4 WM-2 की शीर्ष प्रवाह रेंज का प्रतिनिधित्व करता है। यह 2003 से इसकी ताकत के संदर्भ में सबसे बड़ा भूचुम्बकीय तूफान है, क्योंकि सूर्य पर ज्वलंत क्षेत्र 1859 में हुई ऐतिहासिक रूप से महत्वपूर्ण कैरिंगटन घटना जितना ही बड़ा था पिछले कुछ दिनों में कई एक्स-क्लास के प्रज्वाल और सीएमई ने पृथ्वी पर प्रघात किया है। उच्च अक्षांशों पर इसका गंभीर प्रभाव पड़ा जहां पार-ध्रुवीय उड़ानों को पहले से ही डायवर्ट होने की सूचना दी जा रही है। अगले कुछ दिनों में और अधिक घटनाओं की उम्मीद है। भारतीय क्षेत्र कम प्रभावित हुआ क्योंकि 11 मई की सुबह तूफान का मुख्य प्रघात हुआ, जब आयनमंडल पूरी तरह से विकसित नहीं हुआ। इसके अलावा, निचले अक्षांशों में होने के कारण, भारत में व्यापक पैमाने पर आउटेज की सूचना नहीं दी गई। प्रशांत और अमेरिकी क्षेत्रों पर आयनमंडल बहुत अशांत था।
भूमि से प्रेक्षण
उदयपुर, राजस्थान, भारत में फतेहसागर झील में एक द्वीप पर स्थित उदयपुर सौर वेधशाला (यूएसओ) भारत में प्रमुख सौर प्रेक्षण सुविधाओं में से एक है। द्वीप स्थान हवा की अशांति को कम करके एक अनूठा लाभ प्रदान करता है, जो सूर्य के स्पष्ट और अधिक स्थिर प्रेक्षणों की अनुमति देता है। अहमदाबाद में भौतिक अनुसंधान प्रयोगशाला (पीआरएल) द्वारा प्रबंधित, अंतरिक्ष विभाग (डीओएस), यूएसओ के तहत एक स्वायत्त केंद्र सौर भौतिकी में अपने योगदान के लिए प्रसिद्ध है।
वेधशाला उन्नत दूरबीन और उपकरणों से सुसज्जित है, जो सौर घटनाओं जैसे कि सूर्यधब्बे, सौर प्रज्वाल और सौर चुंबकीय क्षेत्र के विस्तृत अध्ययन को सक्षम बनाता है। ये अध्ययन अंतरिक्ष मौसम और पृथ्वी पर इसके प्रभाव को समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं। यूएसओ हाल की सौर गतिविधियों की सक्रिय रूप से निगरानी कर रहा है, जो उदयपुर में मौसम की स्थिति के अधीन है (भूस्थित दूरबीन से सौर प्रेक्षण क्लाउड कवरेज, वर्षा आदि से प्रभावित होते हैं)। चित्र 1 10 मई को यूएसओ द्वारा देखे गए सक्रिय क्षेत्र एआर13664 को दर्शाते हुए सूर्य की जी-बैंड छवि प्रस्तुत करता है।
चित्र 1: उदयपुर सौर वेधशाला (यूएसओ) से 10 मई, 2024 को लिए गए सूर्य की जी-बैंड छवि सक्रिय क्षेत्र एआर13664 को दर्शाती है, जो कई एम और एक्स-क्लास सौर प्रज्वालों के लिए जिम्मेदार है और 2003 के बाद से सबसे गंभीर सौर तूफान उत्पन्न किया है। जी-बैंड दृश्य वर्णक्रम के नीले हिस्से में 430.5 नैनोमीटर के आसपास सौर वर्णक्रम के एक विशिष्ट क्षेत्र को संदर्भित करता है। जी-बैंड में प्रेक्षणों का उपयोग अक्सर सौर भौतिकी में सूर्य के , विशेष रूप से चुंबकीय क्षेत्रों और धूप के स्थानों की ठीक संरचना का अध्ययन करने के लिए किया जाता है, उच्च विपरीत के कारण यह तरंग दैर्ध्य ऐसे स्थानों के लिए प्रदान करता है।
इस घटना का मुख्य पंच अब तक भारत में 11 मई की सुबह के घंटों में आ गया, जब आयनमंडल पूरी तरह से विकसित नहीं हुआ था। राष्ट्रीय वायुमंडलीय अनुसंधान प्रयोगशाला (एनएआरएल, गादंकी, आंध्र प्रदेश में- समन्वयकों के साथ जीएनएसएस नेटवर्क प्रेक्षण13.4593 N, 79.1684 E) 10 मई की आधी रात से 11 मई की सुबह तक कुल इलेक्ट्रॉन सामग्री (टीईसी) में 50% से अधिक की कमी दिखाते हैं। 11 मई को दिन के समय टीईसी लगभग 10% अधिक था, जिसमें बड़ी भिन्नताएं अशांत आयनमंडल को दर्शाती थीं। शाम को टीईसी लगभग 30% अधिक है। कोई एल बैंड की चमक नहीं देखी गई है। राडार प्रेक्षणों ने कोई बुलबुला नहीं दिखाया, जो टीईसी के अनुरूप था और जीएनएसएस अभिग्राहियों द्वारा देखा गया था।
जबकि यह गादंकी का प्रेक्षण था, इनस्विम (अंतरिक्ष मौसम प्रभाव निगरानी के लिए भारतीय नेटवर्क) नेटवर्क के थुम्बा (8.5310 उ, 76.8750 पू) नोड द्वारा प्रेक्षण अधिक नाटकीय थे। यह उम्मीद की जाती है, जैसा कि आयनमंडलीय रिंग धारा, जो भूचुम्बकीय तूफानों के दौरान बढ़ाई जाती है, थुम्बा के आकाश पर गुजरती है। 11 मई, 2024 को भूचुम्बकीय तूफान के जवाब में, टीईसी मूल्यों में 8 संघ राज्य क्षेत्र के बाद त्रिवेंद्रम में तेज वृद्धि देखी गई और 10 संघ राज्य क्षेत्र तक, इसने 09/10 मई को नियंत्रण दिवस की तुलना में 100% से अधिक वृद्धि की। त्रिवेंद्रम पर भा.मा.स. 09 बजे लगभग 80 टीईसीयू (टीईसीयू की 1 कुल इलेक्ट्रॉन सामग्री इकाई का आशय एक कॉलम एकीकृत अर्थ में प्रति मीटर वर्ग 1016 इलेक्ट्रॉन है) प्लाज्मा। यह एक ही स्थानीय समय में टीईसी के विशिष्ट मूल्य की तुलना में बहुत बड़ा है, जो ~ 10-20 टीईसीयू है।
अंतरिक्ष से प्रेक्षण: लैगरेंज बिंदु एल1 से, चंद्र कक्षा से और पृथ्वी की कक्षा से
इसरो ने इस कार्यक्रम के छवियों को रिकॉर्ड करने के लिए अपने सभी प्रेक्षण प्लेटफॉर्म और प्रणालियां जुटाई हैं। आदित्य-एल1, चंद्रयान-2 और एक्सपोसैट ने प्रेक्षण किए हैं और प्रेक्षित छवियों का विश्लेषण किया गया है।
आदित्य-एल1 द्वारा पृथ्वी-सूर्य लैगरेंज बिंदु-एल1 से प्रेक्षण
इस बीच, आदित्य-एल1 पर एएसपीईएक्स नीतभार उच्च गति की सौर पवन, उच्च तापमान सौर पवन प्लाज्मा और ऊर्जित आयन प्रवाह अब तक दिखा रहा है। एएसपीईएक्स में दो उप-प्रणाली उपकरण शामिल हैं - सौर पवन आयन वर्णक्रममापी (एसडब्ल्यूआईएस) और एसटीईपीएस (अति तापीय और ऊर्जावान कण वर्णक्रममापी)। एसडब्ल्यूआईएस का टीएचए-1 (शीर्ष हैट विश्लेषित्र-1) प्रजातियों के विभेदित मोड में काम करता है और दीर्घवृत्तीय समतल में 2π रेडियन में अलग से एचई++ (अल्फा कण) और एच+ आयनों (प्रोटॉन) को मापता है, जबकि एसडब्ल्यूआईएस का टीएचए-2 (शीर्ष हैट विश्लेषित्र-2) दीर्घवृत्तीय समतल में 2π रेडियन में प्रजातियों के एकीकृत मोड में काम करता है। चित्र 2 एएसपीईएक्स में एसडब्ल्यूआईएस संवेदक के लिए ऊर्जा हिस्टोग्राम दिखाता है।, जो सौर हवा के हस्ताक्षर को प्रग्रहीत करता है। एसडब्ल्यूआईएस ने इस सौर विस्फोटक घटना के हस्ताक्षर के रूप में सौर हवा के अल्फा कण और प्रोटॉन प्रवाह की वृद्धि दर्ज की है।
चित्र 2: टीएचए-1 और 2 एसडब्ल्यूएस प्रेक्षणों से प्रोटोन (लोअर) और अल्फा (अपर) लाइनें देखी जाती हैं। प्रवाह में प्रमुख परिवर्तन को इस सौर विस्फोटक घटना के हस्ताक्षर के रूप में देखा जाता है। ऊपरी और निचला पैनल एसडब्ल्यूएस के टीएचए-1 और टीएचए-2 के प्रेक्षणों का प्रतिनिधित्व करते हैं। लॉग स्केल में रंग बार कच्चे काउंट्स का प्रतिनिधित्व करता है।
चित्र 3 एसटीईपीएस को प्रस्तुत करता है। यह सात ऊर्जा श्रेणियों में सौर पवन आयनों के प्रवाह को मापता है। घटना के दौरान ऊर्जावान आयन प्रवाह में लगातार वृद्धि देखी गई है।
चित्र 3: एसटीईपीएस द्वारा देखे गए आयन प्रवाह में वृद्धि। प्रत्येक वक्र विशिष्ट ऊर्जा बैंड से मेल खाती है।
एडिटीया-एल1 (सोलेक्स और एचईएल1ओएस) पर एक्स-रे नीतभार ने पिछले कुछ दिनों के दौरान इन क्षेत्रों से कई एक्स-और एम-क्लास प्रज्वाल देखे हैं, जबकि यथास्थित चुम्बकत्वमापी (एमएजी) नीतभार ने भी घटनाओं को देखा है जैसा कि एल1 बिंदु द्वारा पारित किया गया है। सोलेक्स, एचईएल1ओएस और एमएजी नीतभारों द्वारा किए गए प्रेक्षणों को क्रमशः चित्र 4, 5 और 6 में प्रस्तुत किया गया है।
चित्र 4: सोलेक्स से लाइटकर्व। इसने नरम एक्स-रे क्षेत्र में एक्स-क्लास के प्रज्वालों के हस्ताक्षर पकड़े हैं
चित्र 5: एचईएल1ओएस से प्रकाश। इसने हार्ड एक्स-रे क्षेत्र में एक्स क्लास ऑफ प्रज्वालों का अंकन किया है।
चित्र 6: एमएजी नीतभार के साथ माप ने सौर विस्फोट के कारण अंतरग्रहीय चुंबकीय क्षेत्र (आईएमएफ) में विक्षोभ का अंकन किया है।
चंद्रयान-2 द्वारा चंद्रमा के चारों ओर कक्षा से प्रेक्षण
जबकि आदित्य-एल1 सूर्य को प्रथम सूर्य पृथ्वी लैगरेंज बिंदु से देखता है, चंद्रयान-2 ऑर्बिटर ने चंद्र ध्रुवीय कक्षा से इन सौर विस्फोट घटनाओं का हस्ताक्षर भी किया है। एक्सएसएम ने इस भूचुंबकीय तूफान से जुड़ी कई दिलचस्प घटनाएं देखी हैं। चित्र 6 में 1 - 8 ए श्रेणी (एनओएए जीओईएस द्वारा उपयोग की जाने वाली समान सीमा) में सौर एक्स-रे प्रवाह दिखाया गया है। स्पाइक के रूप में प्रस्तुत बड़े सौर प्रज्वाल (> M5 वर्ग), को एक्सएसएम के ऑनबोर्ड तर्क द्वारा स्वायत्ततः पहचाना जाता है, जब आंतरिक तंत्र डिटेक्टर के सामने एक फ़िल्टर लाकर घटना एक्स-रे प्रवाह को कम करने के लिए सक्रिय किया गया था, ताकि इसकी संतृप्ति को रोका जा सके।
जबकि एक्सएसएम मुख्य रूप से सौर एक्स-किरणों की निगरानी करता है, इसने उच्च स्तर के विभेद (यूएलडी) की सीमा पार होने पर घटनाओं की गिनती के माध्यम से स्थानीय उच्च ऊर्जा कण पर्यावरण के बारे में भी जानकारी प्रदान की है। पिछले पांच दिनों में यूएलडी इवेंट लाइट वक्र चित्र 7 में दिखाया गया है, जो 9 मई के बाद से स्थानीय चार्ज कण एकाग्रता में वृद्धि को स्पष्ट रूप से दर्शाता है। एक्सएसएम यूएलडी प्रकाश वक्र में देखे गए डिप्स चंद्रमा के आसपास के अंतरिक्षयान की कक्षा से उत्पन्न होने वाले छाया प्रभाव के कारण हैं।
चित्र 6: चंद्रयान-2 1-8 एंगस्ट्रॉम एक्स-रे प्रवाह का एक्सएसएम प्रकाश वक्र। प्रकाश वक्र में अंतराल सूर्य के एक्सएसएम क्षेत्र से बाहर चंद्रयान-2 अंतरिक्षयान कक्षा के रूप में चंद्रमा के आसपास बाहर जाने के कारण हैं। एक्सएसएम के प्रेक्षण संबंधी पहलुओं के बारे में अधिक जानकारी के लिए, कृपया https://www.prl.res.in/ch2xsm/ पर एक्सएसएम वेबसाइट देखें
चित्र 7: चंद्रयान-2 एक्सएसएम द्वारा देखी गई यूएलडी घटनाओं से चंद्र कक्षा में उच्च-ऊर्जा कणों की परिवर्तनशीलता
एक्सएसएम के अलावा, चंद्रयान-2 पर चंद्रयान-2 बड़े क्षेत्र सॉफ्ट एक्स-रे वर्णक्रममापी (सीएलएएसएस) ने भी उच्च सौर गतिविधि के संकेत पाए हैं। सीएलएएसएस मुख्य रूप से चंद्रमा के मौलिक मानचित्रण के लिए चंद्र एक्स-रे फ्लोरोसेंस (एक्सआरएफ) स्पेक्ट्रा को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया है। हालांकि, इसके संसूचक कणों को समझने में भी सक्षम रहे हैं, जैसा कि सितंबर 2019 में परिचालन शुरू होने के बाद से जियोटेल और सौर ऊर्जावान कण घटनाओं के प्रेक्षणों द्वारा प्रदर्शित किया गया है।
चित्र 8 में 11 मई 2024 से एक स्पेक्ट्रोग्राम दिखाया गया है, जहां चंद्र XRF उज्ज्वल लाल क्षैतिज रेखाओं के रूप में दिखाई देता है, और उच्च कण हस्ताक्षर भी देखे जा सकते हैं। चित्र में, 7 केईवी से नीचे की ऊर्जा चंद्रमा से एक्सआरएफ का प्रतिनिधित्व करती है, जबकि उच्च ऊर्जा चंद्रमा की कक्षा में कणों को मजबूत सौर गतिविधि के कारण इंगित करती है। चित्र 9 चंद्रमा की कक्षा में 11-12 मई के आसपास कणों में वृद्धि दर्शाता है
चित्र 8: उच्च सौर गतिविधि से संबंधित चंद्रमा पर पहुंचने वाले कणों के कारण चंद्र एक्स-रे के साथ-साथ संकेत दिखाने वाला क्लास स्पेक्ट्रोग्राम
चित्र 9: 7-16 केवी ऊर्जा बैंड में क्लास में सिग्नल कणों से उत्पन्न होता है। उच्च सौर गतिविधि के कारण बढ़ी हुई दरों को हल्के वक्र में देखा जा सकता है
निम्न पृथ्वी कक्षा से एक्सपोसैट द्वारा प्रेक्षण।
इसरो के भू-केंद्रों से दिखाई देने वाले इसरो के किसी भी भूप्रेक्षण उपग्रह में कोई भी क्षोभ या अवरोध नहीं था।
कम झुकाव (~ 6 डिग्री) 650 किमी कक्षा में एक्स-रे ध्रुवणमापी उपग्रह (एक्सपोसैट) ने भी उच्च सौर गतिविधि के संकेत पाए हैं। एक्सएसपीईसीटी एक्सपोसैट पर एक एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी और टाइमिंग नीतभार है, जो सॉफ्ट एक्स-रे में तेज समय और अच्छा स्पेक्ट्रोस्कोपिक रिज़ॉल्यूशन प्रदान कर सकता है। एक्सएसपीईसीटी पृथ्वी के वायुमंडल (चित्र 10) से बिखरे हुए सौर एक्स-किरणों के साथ-साथ ऑर्गन से एक्स-रे फ्लोरोसेंस का भी प्रेक्षण करता है, जो वायुमंडल का लगभग 0.9% है। चित्र 11 एक्सएसपीईसीटी में कणों के हस्ताक्षर दिखाता है जहां गहन सौर गतिविधियों के दौरान कण प्रवाह में वृद्धि देखी जा सकती है।
चित्र 10 पृथ्वी के वायुमंडल में बिखरी हुई सौर एक्स-किरणें एक्सएसपीईसीटी द्वारा अपनी कक्षा के दिन के दौरान एक्सपोसैट पर देखे जाते हैं। सिग्नल में आर्गन से एक्स-रे फ्लोरोसेंस फोटॉन भी शामिल हैं। इन्सैट में सोलेक्स/आदित्य-एल1 प्रकाश वक्र है जो सौर फ्लेरों को दर्शाता है।
चित्र 11 गहन सौर गतिविधियों के कारण एक्सएसपीईसीटी में देखे गए कण प्रवाह में वृद्धि।
अंतरिक्ष यान स्वास्थ्य पर
इसरो में मुख्य नियंत्रण सुविधा (एमसीएफ) टीम जियो अंतरिक्षयान द्वारा अनुभव की गई किसी भी भूचुम्बकीय गतिविधि के प्रति सतर्क और सावधान थी। अंतरिक्षयानों पर गड़बड़ी के संबंध में, गड़बड़ी के बढ़ते संचय के कारण चुंबकीय टॉर्कर ड्यूटी चक्र बदलता है जिसके परिणामस्वरूप बार-बार गति डंप होता है।
कुछ अंतरिक्षयानों में एमटीसी की वर्तमान संतृप्ति के साथ गति चक्र गति विचलन देखा गया। एकतरफा पैनल वाले अंतरिक्षयान में प्रमुख हस्ताक्षर भिन्नताएं थीं जिनके लिए बार-बार गति डंपिंग की आवश्यकता होती थी। अन्यथा, समग्र संचालन सामान्य था। एक भी घटना उपद्रव नहीं देखा गया। मिशन के अनुसार इन्सैट-3डीएस में स्टार संवेदक (एसएस-2) तथा इन्सैट-3डीआर में स्टार संवेदक (एसएस-3) को बंद कर दिया गया।
इसके अलावा अब तक 30 जीईओ अंतरिक्षयानों में से किसी में भी कोई बड़ी खराबी या विसंगति नहीं देखी गई है।
इसरो के भू-केंद्रों से दिखाई देने वाले इसरो के किसी भी भूप्रेक्षण उपग्रह में कोई भी खराबी या अवरोध नहीं था।
इस तरह की सौर घटनाओं के दौरान सूर्य की गर्मी से निकलने वाली ऊर्जा और ऊपरी वातावरण का विस्तार करती है। यह उपग्रह की ऊंचाई पर वायुमंडलीय घनत्व में वृद्धि उपग्रहों पर अधिक खिंचाव पैदा करती है, जिससे वे धीरे-धीरे ऊंचाई खो देते हैं। यह प्रभाव निम्न-पृथ्वी कक्षा में उपग्रहों के लिए सबसे स्पष्ट है। उपग्रह कक्षा क्षय के कुछ मामले भी देखे गए हैं चित्र 12. लगभग 153 किलोग्राम द्रव्यमान के साथ ~430 किमी पर ईओएस-07 का कक्षा क्षय नाममात्र 300 मीटर है और 11 मई को क्षय ने 600 मीटर मनाया। लगभग 688 किलोग्राम के द्रव्यमान के साथ 505 किमी पर कार्टोसैट-2एफ का कक्षा क्षय सामान्य रूप से 35 से 40 मीटर है और 11 मई को देखा गया क्षय 180 मीटर था (चित्र देखें)। 13. सामान्य तौर पर, सभी उपग्रहों के कक्षा क्षय में 11 मई 2024 को नाममात्र मूल्य की तुलना में 5 से 6 गुना वृद्धि हुई।
चित्र 12: 10 मई, 2024 को विभिन्न उपग्रहों के लिए कक्षा क्षय
इसरो नौवहन केंद्र ने अब तक नाविक सेवा मीट्रिक में कोई महत्वपूर्ण गिरावट नहीं देखी है, जो भूचुम्बकीय तूफान से कोई या नगण्य प्रभाव नहीं दर्शाता है।