कोडाईकनाल वेधशाळेत गोळा केलेला डेटा संशोधकांना सूर्याचे एक रहस्य एकत्र करण्यास मदत करतो

कोडाईकनाल सौर वेधशाळेतील 11 वर्षांच्या स्पेक्ट्रोस्कोपिक डेटाचा वापर करून, भारतीय संशोधकांनी अक्षांशांमध्ये सूर्याची चुंबकीय क्रिया मॅप केली, ज्यामुळे गोलार्धातील विषमता आणि सूर्याचे ठिकाण सहसंबंध उघड झाले. निष्कर्ष सोलर डायनॅमो मॉडेल्स परिष्कृत करतात, अंतराळ-हवामान अंदाज करण्यास मदत करतात आणि हवामान संशोधनास समर्थन देऊ शकतात

चेन्नई: शतकानुशतके जुन्या कोडाईकनाल सोलर वेधशाळेत वर्षानुवर्षे एकत्रित केलेल्या दैनंदिन सौर निरीक्षणांमुळे सूर्याची चुंबकीय क्रिया त्याच्या अक्षांशांमध्ये कशी बदलते हे समजण्यास कारणीभूत ठरले आहे – एक शोध जो सौर डायनॅमोमध्ये अंतर्दृष्टी वाढवू शकतो, अंतराळ-हवामानाच्या अंदाजावर परिणाम करू शकतो आणि हवामान मॉडेल्समध्ये देखील मदत करू शकतो.

विज्ञान आणि तंत्रज्ञान विभाग (DST) अंतर्गत स्वायत्त संस्था इंडियन इन्स्टिट्यूट ऑफ ॲस्ट्रोफिजिक्स (IIA) च्या संशोधकांच्या नेतृत्वाखालील अभ्यासात, सूर्यप्रकाशाच्या कॅल्शियम-के रेषेमध्ये कॅप्चर केलेल्या स्पेक्ट्रोस्कोपिक डेटाचे 11 वर्षांचे (2015-2025) विश्लेषण केले – एक वर्णक्रमीय स्वाक्षरी जे सूर्याच्या मार्ग्नोस्फेयरमध्ये उच्च आणि मार्ग्नेसिफिक सर्व्हिसेस म्हणून तयार होते. क्रियाकलाप

कोडाईकनाल सौर वेधशाळा, ज्याने अलीकडेच 125 वर्षे सतत निरीक्षणे साजरी केली, ती जगातील सर्वात लांब सौर डेटासेटची देखभाल करते, असे अभ्यासाच्या लेखकांपैकी एक अपूर्व श्रीनिवास यांनी सांगितले.

त्यांच्या मते, संशोधन संघाने सूर्याची चुंबकीय तीव्रता अक्षांशांमध्ये कशी बदलते याचा मागोवा घेण्यासाठी या समृद्ध संग्रहाचा वापर केला – सूर्याच्या सुप्रसिद्ध 11-वर्षांच्या सूर्यप्रकाशातील शिखरांच्या चक्राशी सुसंगत वाढलेल्या क्रियाकलापांचे सातत्यपूर्ण झोन उघड करणे.

“सूर्य हा अग्नीचा स्थिर गोळा नाही, तर चुंबकीयदृष्ट्या सक्रिय तारा आहे जो मोठ्या प्रमाणावर क्रियाकलापांचे चक्र अनुसरण करतो,” असे या अभ्यासाचे प्रमुख लेखक केपी राजू म्हणाले.

“सूर्याचे अक्षांश पट्ट्यांमध्ये तुकडे करून आणि प्रत्येकातील एकात्मिक प्रकाशाचे विश्लेषण करून, सूर्यस्पॉट्ससारख्या वेगळ्या वैशिष्ट्यांचा अभ्यास करताना आम्ही अदृश्य नमुने उघड करू शकतो,” IIA मधील माजी प्राध्यापक जोडले.

संघाला असे आढळले की बहुतेक चुंबकीय क्रियाकलाप 40 अंश उत्तर आणि दक्षिण अक्षांश दरम्यान आहेत, ज्यामध्ये 15 अंश ते 20 अंशांच्या आसपास उच्चारित शिखरे आहेत, ज्या झोनमध्ये सूर्याचे ठिपके वारंवार दिसतात.

“हे वर्णक्रमीय भिन्नता सूर्याचे चुंबकीय क्षेत्र कसे उत्क्रांत होते हे थेट प्रतिबिंबित करतात,” सह-लेखक के नागार्जू म्हणाले.

“आम्ही NASA च्या सोलर डायनॅमिक्स ऑब्झर्व्हेटरीमधील डेटा वापरून या सहसंबंधाची पडताळणी केली आहे,” IIA मधील सहयोगी प्राध्यापक जोडले, ज्यांचे संशोधन क्षेत्र सौर चुंबकत्व आहे.

त्यांनी गोलार्धातील विषमता देखील पाहिली – दक्षिण गोलार्धात सामान्यत: सक्रिय किंवा वेगवान भिन्नता दर्शवितात – प्रत्येक सौर चक्रावर अंतर्गत चुंबकीय क्षेत्र स्वतःची पुनर्रचना कशी होते याबद्दल नवीन संकेत प्रदान करते.

हे निष्कर्ष 'रॉयल ​​ॲस्ट्रोनॉमिकल सोसायटीच्या मासिक नोटिसेस' या जर्नलमध्ये प्रकाशित करण्यात आले आहेत आणि ते सौर डायनॅमो मॉडेल्सचे शुद्धीकरण करण्याच्या दिशेने एक पाऊल दर्शवितात, जे चुंबकीय ऊर्जा कशी निर्माण होते आणि सूर्याच्या पृष्ठभागाच्या स्तरांद्वारे कसे चक्र होते हे स्पष्ट करते.

जेव्हा त्यांनी डेटासेटचा अभ्यास करण्यास सुरुवात केली तेव्हा IIA मध्ये इंटर्न केलेले श्रीनिवास आणि सध्या कोईम्बतूर येथील अमृता विश्व विद्यापीठात पीएचडी स्कॉलर असलेले श्रीनिवास म्हणाले की, कोडाईकनाल डेटावरील कामामुळे अनेक नवीन संशोधनाचे मार्ग खुले झाले – ज्यामध्ये सौर अभ्यासामध्ये मशीन लर्निंगचा संभाव्य वापर समाविष्ट आहे.

“जेव्हा आम्ही या अभ्यासासाठी स्पेक्ट्रोस्कोपिक डेटाचे प्रथम विश्लेषण केले तेव्हा मला हे पाहायचे होते की आम्ही सौर क्रियाकलाप ट्रेंडचा अंदाज लावण्यासाठी मशीन लर्निंग लागू करू शकतो का,” ते म्हणाले. “परंतु बऱ्याच चर्चा आणि वाचनानंतर, हे स्पष्ट झाले की अशा मॉडेल्सना अर्थपूर्ण प्रशिक्षण देण्यासाठी आमच्याकडे अद्याप पुरेसा डेटा नाही.”

या जाणिवेमुळे त्याला सूर्याच्या पूर्ण-डिस्क प्रतिमांची तपासणी करण्यास प्रवृत्त केले – भारतातील कोडाईकनाल आणि कोरोनल सोलर ऑब्झर्व्हेटरीचे मोठे फोटोग्राफिक संग्रह, ज्यात कॅल्शियम-के आणि एच-अल्फा तरंगलांबीमध्ये शतकाहून अधिक निरीक्षणे आहेत.

“मला एक डेटासेट हवा होता जो जर मी एआय-आधारित पद्धती लागू केला असेल तर ते अधिक विस्तृत असेल,” अपूर्वाने स्पष्ट केले.

तथापि, प्रतिमा-आधारित संशोधनाकडे वळल्याने स्वतःची आव्हाने आली. “या प्रतिमा गेल्या शतकात फोटोग्राफिक प्लेट्सवर कॅप्चर केल्या गेल्या आणि नंतर डिजिटायझेशन केल्या गेल्या. त्यांपैकी अनेकांवर रेषा, केस, फिंगरप्रिंट्स आहेत – अगदी खराब प्रदीपन किंवा कॉन्ट्रास्टच्या समस्या देखील,” तो म्हणाला.

“म्हणून त्यांचे विश्लेषण करण्यापूर्वी, मला माझ्या विशिष्ट समस्येसाठी कार्य करू शकणारी एक तयार करण्यासाठी अनेक दशकांपासून विकसित केलेल्या प्रतिमा-सफाई पद्धतींची चाचणी आणि समतोल साधावा लागला.” श्रीनिवासाचे सध्याचे लक्ष फिलामेंट्स, प्लेट्स आणि नेटवर्क क्षेत्रे यासारख्या क्रोमोस्फेरिक वैशिष्ट्यांचा मागोवा घेण्यावर आहे — आणि दशकांमध्ये त्यांचा आकार, स्थिती आणि तीव्रता कशी बदलली आहे याचा अभ्यास करणे.

“एकदा ही पद्धत विश्वासार्हतेने कार्य करते की, आपल्याला सूर्याचे क्रोमोस्फियर कसे विकसित झाले आहे याचे विस्तृत चित्र मिळाले पाहिजे आणि ते सूर्याच्या आत चुंबकीय क्षेत्र कसे बदलते याचा अभ्यास करणाऱ्यांना थेट समर्थन देईल,” तो म्हणाला.

पुढे जाऊन, संशोधक पूर्ण-डिस्क प्रतिमा संच (1904-2004) सोबत नवीनतम अभ्यासात वापरलेला स्पेक्ट्रोस्कोपिक डेटासेट (1984-2024) जोडण्याची आशा करतो.

“सुमारे 20 वर्षांचा ओव्हरलॅप आहे,” त्याने नमूद केले. “हे संग्रहण एकत्र करून — आणि शक्यतो इतर वेधशाळांमधील डेटा जोडून — आम्ही वर्णपट आणि भौतिक वैशिष्ट्ये एका शतकापेक्षा अधिक काळ एकमेकांशी कशी जुळतात आणि बदलतात हे पाहण्यास सक्षम असावे,” श्रीनिवास यांनी पीटीआयला सांगितले.

संशोधकांनी सांगितले की डेटाची अशी सातत्य दुर्मिळ आहे आणि भारताच्या वैज्ञानिक समुदायाला जागतिक सौर संशोधनात एक अपवादात्मक धार देते. 1899 मध्ये स्थापन झालेली कोडाईकनाल सोलर ऑब्झर्व्हेटरी, सूर्याचा बदलणारा चेहरा टिपणारी दैनंदिन निरीक्षणे करत राहते – जगातील सर्वात लांब, सर्वात सुसंगत सौर रेकॉर्ड्सपैकी एक राखून ठेवते.

राजू, नागार्जू आणि श्रीनिवास यांच्या व्यतिरिक्त, अभ्यासाचे इतर लेखक आहेत IIT-BHU च्या अनु श्रीदेवी, अमृता विश्व विद्यापीठमचे नारायणकुट्टी करुपथ, आणि पी देवेंद्रन, टी रमेश कुमार आणि IIA चे पी कुमारवेल.