हमारे सूर्य, हमारे सौर प्रणाली के लिए ऊर्जा का प्राथमिक स्रोत होने के नाते हमारे जीवन पर एक महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है, और हमेशा मानव जाति में जिज्ञासा पैदा करता है। हालांकि हमारे पास ऊर्जा के मूल और सूर्य के अन्य विभिन्न पहलुओं की काफी अच्छी समझ है, कई संभावित जीवन बदलते घटना अभी भी एक रहस्य बनी हुई है। निकटतम स्टार होने के नाते, सूर्य को समझने से हमें अन्य दूर सितारों के बारे में बेहतर जानने की अनुमति मिलती है।

इनमें से कुछ रहस्य सूर्य के गर्म बाहरी वातावरण से संबंधित हैं, जिन्हें 'कोरोना' कहा जाता है, जो वास्तव में इलेक्ट्रोमैग्नेटिक स्पेक्ट्रम के अल्ट्रा-वायलेट और एक्स-रे तरंगदैर्ध्य में उत्सर्जित होता है। हम जानते हैं कि कोरोना में एक मिलियन केल्विन से अधिक तापमान पर आयनीकृत गैस होती है, जो 6000 K के फोटोफेरिक तापमान से काफी अधिक है, सूर्य की दृश्य सतह का तापमान। हालांकि, यह अवलोकन प्राकृतिक उम्मीद के खिलाफ है कि तापमान को कम करना चाहिए क्योंकि हम ऊर्जा के स्रोत से दूर जाते हैं, और इसे 'कोरोनल हीटिंग समस्या' कहा जाता है। अवलोकनों से, जैसे कि हॉट्टर कोरोना की उपस्थिति, जिसे सनस्पॉट्स के ऊपर सक्रिय क्षेत्र कहा जाता है (डार्क पैच सूर्य की दृश्य छवियों में देखा जाता है) जहां चुंबकीय क्षेत्र मजबूत होने के लिए जाना जाता है, यह सुझाव दिया जाता है कि चुंबकीय क्षेत्र कोरोनल हीटिंग में महत्वपूर्ण भूमिका है। जबकि वास्तविक तंत्र के बारे में अलग-अलग सिद्धांत हैं, इनमें से एक बड़ी संख्या में छोटे सौर flares की घटना पर निर्भर करता है जिसे 'नानोफ्लेयर' कहा जाता है। कोरोना के बारे में एक और puzzling अवलोकन यह है कि कुछ तत्वों को फोटोस्फीयर की तुलना में सक्रिय क्षेत्रों में तीन से चार गुना अधिक प्रचुरता मिली है। यह उन तत्वों के लिए होता है जो आयनीकरण के लिए आसान होते हैं, या आयनीकरण के लिए कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है। अधिक तकनीकी शर्तों में, इन तत्वों में 10 ईवी से कम उनका पहला आयनीकरण पोटेंशियल (एफआईपी) होता है और इसलिए इस घटना को आम तौर पर 'एफआईपी पूर्वाग्रह' कहा जाता है। FIP पूर्वाग्रह और इसकी उत्पत्ति के पीछे सटीक कारण एक खुला सवाल है।

भौतिक अनुसंधान प्रयोगशाला (पीआरएल), अहमदाबाद के वैज्ञानिकों की एक टीम ने सौर कोरोना के बारे में रोमांचक विवरण जानने के लिए पिछले सौ वर्षों के सबसे गहरे सौर न्यूनतम के दौरान इसरो के चंद्रयान-2 मिशन पर सौर एक्स-रे मॉनिटर (XSM) के साथ नरम एक्स-रे में सूर्य के अवलोकन का इस्तेमाल किया। पहली बार, शांत सौर कोरोना में मौलिक एमजी, अल, सी की पूर्ण बहुतायत ली गई है। टीम ने शांत कोरोना में लगभग 100 "उप-A वर्ग" माइक्रोफ्लेयर्स की खोज की और विशेषता की जो कोरोनियल हीटिंग पहेली में नई अंतर्दृष्टि प्रदान करती है।

एक्सएसएम, विभिन्न इसरो केंद्रों से समर्थन के साथ PRL द्वारा डिजाइन और विकसित, सूर्य के सॉफ्ट एक्स-रे (1-15 keV) स्पेक्ट्रम का माप प्रदान करता है। एक्सएसएम यूआरएससी, बैंगलोर द्वारा विकसित साथी पेलोड क्लास (चंद्रेयान-2 लार्ज एरिया सॉफ्ट एक्स-रे स्पेक्ट्रोमीटर) का उपयोग करके चंद्र सतह के मौलिक बहुतायत के मात्रात्मक माप का भी समर्थन करता है, जो चंद्र सतह से एक्स-रे प्रतिदीप्ति स्पेक्ट्रम को मापता है। वर्तमान में, XSM एकमात्र ऐसा साधन है जो सूर्य के सॉफ्ट एक्स-रे वर्णक्रमीय माप प्रदान करता है, यानी 1 से 15 kev तक विभिन्न ऊर्जाओं में एक्स-रे की तीव्रता को मापता है। इससे भी महत्वपूर्ण बात, XSM ऐसे माप प्रदान करता है जिसमें हर दूसरे पर बहुत अच्छा ऊर्जा संकल्प होता है, जो अब तक किसी भी उपकरण के लिए उच्चतम तालमेल रखता है।

एक्सएसएम ने सितंबर 2019 में सूर्य की अवलोकन शुरू की, जब आम तौर पर सूर्य पर बहुत कम सनस्पॉट और सक्रिय क्षेत्र होते थे तो सौर न्यूनतम अवधि के दौरान। 2019-2020 की सौर न्यूनतम भी अधिक विशिष्ट थी क्योंकि सूर्य बेहद शांत था, और इसकी गतिविधि पिछली सदी में सबसे कम स्तर पर थी। इसने XSM के लिए लंबी अवधि के लिए सक्रिय क्षेत्रों के बिना शांत कोरोना का निरीक्षण करने का एक अनूठा अवसर प्रदान किया। इस अवधि के दौरान XSM द्वारा देखे गए सौर एक्स-रे प्रवाह को आकृति में दिखाया गया है। ब्लू कलर के साथ हाइलाइट किए गए अंतराल 76 दिनों की अवधि के अनुरूप होते हैं जब सौर डिस्क पर कोई सक्रिय क्षेत्र मौजूद नहीं थे, और एक्सएसएम शांत कोरोना का अवलोकन कर रहा था।

एक उल्लेखनीय और आश्चर्यजनक अवलोकन चुप कोरोना में बेहद छोटे flares की एक बड़ी संख्या (98) का पता लगाना है (नीचे चित्र देखें)। ये flares इतने छोटे हैं कि उनकी तीव्रता सौर flares (i.e. A, B, C, M, and X क्लास flares) को वर्गीकृत करने के लिए मानक पैमाने के नीचे अच्छी तरह से है, जहां प्रत्येक वर्ग पिछले से 10 गुना अधिक तीव्र है)। इन माइक्रोफ्लेयरों के एक्स-रे स्पेक्ट्रा का उपयोग करके एक्सएसएम और एक्सट्रीम अल्ट्रा-वायलेट में समकालीन छवियों को नासा के सौर डायनेमिक्स वेधशाला (SDO) के वायुमंडलीय इमेजिंग असेंबली (AIA) के साथ प्राप्त किया गया था, इन flares की ऊर्जा सामग्री का अनुमान लगाया जा सकता है। यह शांत सूर्य में माइक्रोफ्लेयर के इस तरह के एक बड़े नमूने का पहला अवलोकन और सांख्यिकीय अध्ययन था, जो सौर कोरोना पर हर जगह छोटे पैमाने पर चमक की उपस्थिति की परिकल्पना का समर्थन करता था जो कोरोनियल हीटिंग के लिए जिम्मेदार हो सकता है।

इन 76 दिनों में एक्स-रे उत्सर्जन, माइक्रोफ्लेयर्स की अवधि को छोड़कर असामान्य रूप से स्थिर है। यह अंतरिक्ष जनित टिप्पणियों के बाद से सूर्य से मनाया एक्स-रे उत्सर्जन की सबसे कम तीव्रता है। शांत सूर्य के XSM स्पेक्ट्रा का विश्लेषण, सूक्ष्मदर्शी को छोड़कर, विभिन्न तत्वों की बहुतायत का मापन प्रदान किया गया। निम्न FIP तत्वों की बहुतायत एमजी, अल और सी का अनुमान लगाया गया था और सक्रिय क्षेत्र कोरोना में देखी गई बहुतायत से कम पाया गया लेकिन फोटोस्फीयर की तुलना में अधिक। यह बहुतायत के माप की पहली रिपोर्ट है और साथ ही शांत सूर्य में एफआईपी पूर्वाग्रह को कम कर देता है। शांत सूर्य में एफआईपी पूर्वाग्रह के हमारे अवलोकन एफआईपी पूर्वाग्रह को समझने के लिए महत्वपूर्ण इनपुट प्रदान करते हैं और सुझाव देते हैं कि यह बंद चुंबकीय छोरों में अल्फवेन तरंगों की उपस्थिति के कारण उत्पन्न होता है।

सौर कोरोना और हेलीओफिजिक्स पर ये उत्कृष्ट विज्ञान परिणाम एक अद्वितीय सौर अत्यंत शांत अवधि के दौरान प्राप्त किए गए एक संवेदनशील साधन XSM का उपयोग करते हुए चंद्रीयान-2 अवलोकनों को एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स के मई के मुद्दे में दो साथी पेपरों में प्रकाशित किया जाता है।

चंद्रयान-2 ऑर्बिटर और XSM इंस्ट्रूमेंट दोनों बहुत अच्छी तरह से प्रदर्शन कर रहे हैं और कई रोमांचक और नए परिणाम प्रदान करने की उम्मीद की।

चित्रा: पैनल (a) और (b) दो अवलोकन सत्रों के दौरान XSM द्वारा मापा गया के रूप में 120 सेकंड के समय काडेंस के साथ 1-15 keV ऊर्जा रेंज में एक्स-रे प्रवाह दिखाते हैं। विभिन्न पृष्ठभूमि शेड सूर्य पर गतिविधि के स्तर का प्रतिनिधित्व करते हैं, जब सक्रिय क्षेत्र मौजूद होते हैं तो नारंगी प्रतिनिधित्व अवधि के साथ; गुलाबी XSM प्रकाश वक्र के साथ-साथ EUV/X-ray छवियों दोनों में दिखाई देने वाली बढ़ी हुई गतिविधि की अवधि का प्रतिनिधित्व करता है लेकिन सक्रिय क्षेत्रों के रूप में वर्गीकृत नहीं किया जाता है; और वर्तमान अध्ययन के लिए चयनित अवधियों का प्रतिनिधित्व करने वाली नीली अवधि जब सूर्य पर कोई प्रमुख गतिविधि नहीं देखी गई थी। शांत अवधि के दौरान पता लगाया गया सूक्ष्म flares लाल बिंदुओं के साथ चिह्नित कर रहे हैं, जो उनके चोटियों का प्रतिनिधित्व करते हैं; और लाल ऊर्ध्वाधर सलाखों, उनके समय का प्रतिनिधित्व करते हैं।

प्रकाशन:

• "क्विट सन के अवलोकन के दौरान सबसे गहरे सौर चंद्रयान-2 XSM के साथ पिछले सेंचुरी के न्यूनतम: Quiescent Corona में एलीमेंटल बहुतायत"

Vadawale, Santosh V.; Mithun, N. P. S.; Mondal, Biswajit; Sarkar, Aveek; Janardhan, P.; Joshi, Bhuwan; Bhardwaj, Anil; Shanmugam, M.; Patel, Arpit R.; Adalja, Hitesh Kumar L.; Goyal, Shiv Kumar; Ladiya, Tinkal; Tiwari, Neeraj कुमार; सिंह, Nishant; कुमार, Sushil, M.; Patel, Arpit R.; Adalja, Hitesh Kumar L.; Goyal, Shiv Kumar; Ladiya, Tinkal; Tinkal; Tinkal; Tiwari, Tinkal; Tinkal; Tinkal; Tinkal; Tiwari, Neer, Neerajpur, Neer, Neer, Neeraj Kumar, Neer, Neer, Neer, Neeraj Kumar, Neer, Neer, Neer, Nishant; Nishant; Nishant; Nishant; Nishant; Nishant;
खगोलशास्त्रीय जर्नल पत्र, वॉल्यूम 912, आईडी L13(11pp), 2021, https://doi.org/10.3847/2041-8213/abf0b0

"क्वीट सन के अवलोकन गहरे सौर के दौरान चंद्रयान-2 XSM के साथ पिछले सेंचुरी के न्यूनतम: उप-ए क्लास माइक्रोफ्लेयर बाहर सक्रिय क्षेत्र

Vadawale, Santosh V.; Mithun, N. P. S.; Mondal, Biswajit; Sarkar, Aveek; Janardhan, P.; Joshi, Bhuwan; Bhardwaj, Anil; Shanmugam, M.; Patel, Arpit R.; Adalja, Hitesh Kumar L.; Goyal, Shiv Kumar; Ladiya, Tinkal; Tiwari, Neeraj कुमार; सिंह, Nishant; कुमार, Sushil, M.; Patel, Arpit R.; Adalja, Hitesh Kumar L.; Goyal, Shiv Kumar; Ladiya, Tinkal; Tinkal; Tinkal; Tiwari, Tinkal; Tinkal; Tinkal; Tinkal; Tiwari, Neer, Neerajpur, Neer, Neer, Neeraj Kumar, Neer, Neer, Neer, Neeraj Kumar, Neer, Neer, Neer, Nishant; Nishant; Nishant; Nishant; Nishant; Nishant; खगोलशास्त्रीय जर्नल पत्र, वॉल्यूम 912, आईडी L13(11pp), 2021, https://doi.org/10.3847/2041-8213/abf0b0