കൊടൈക്കനാൽ ഒബ്സർവേറ്ററി സോളാർ ഡാറ്റ സൂര്യന്റെ കാന്തികത ഏറ്റവും ശക്തമായത് എവിടെയാണെന്ന് കൃത്യമായി കണ്ടെത്താൻ സഹായിക്കുന്നു

ചെന്നൈ: നൂറ്റാണ്ടുകൾ പഴക്കമുള്ള കൊടൈക്കനാൽ സോളാർ ഒബ്സർവേറ്ററിയിൽ വർഷങ്ങളായി ശേഖരിക്കുന്ന ദൈനംദിന സൗര നിരീക്ഷണങ്ങൾ, സൂര്യന്റെ കാന്തിക പ്രവർത്തനം അതിന്റെ അക്ഷാംശങ്ങളിൽ എങ്ങനെ വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു എന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള ഒരു വഴിത്തിരിവ് മനസ്സിലാക്കാൻ കാരണമായി - സോളാർ ഡൈനാമോയെക്കുറിച്ചുള്ള ഉൾക്കാഴ്ചകൾ ആഴത്തിലാക്കാനും, ബഹിരാകാശ-കാലാവസ്ഥാ പ്രവചനത്തെ സ്വാധീനിക്കാനും, കാലാവസ്ഥാ മാതൃകകളെ പോലും സഹായിക്കാനും കഴിയുന്ന ഒരു കണ്ടെത്തൽ.

ശാസ്ത്ര സാങ്കേതിക വകുപ്പിന് (DST) കീഴിലുള്ള സ്വയംഭരണ സ്ഥാപനമായ ഇന്ത്യൻ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ആസ്ട്രോഫിസിക്സിലെ (IIA) ഗവേഷകർ നയിച്ച പഠനം, സൂര്യപ്രകാശത്തിന്റെ കാൽസ്യം-കെ ലൈനിൽ പകർത്തിയ 11 വർഷത്തെ (2015–2025) സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പിക് ഡാറ്റ വിശകലനം ചെയ്തു - സൂര്യന്റെ ക്രോമോസ്ഫിയറിൽ ഉയർന്ന അളവിൽ രൂപപ്പെടുകയും കാന്തിക പ്രവർത്തനത്തിന്റെ സെൻസിറ്റീവ് മാർക്കറായി പ്രവർത്തിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന ഒരു സ്പെക്ട്രൽ ഒപ്പ്.

സൗര അക്ഷാംശങ്ങളിലുടനീളം കാന്തിക പ്രവർത്തനം മാപ്പ് ചെയ്യുന്നു

125 വർഷത്തെ തുടർച്ചയായ നിരീക്ഷണം ആഘോഷിച്ച കൊടൈക്കനാൽ സോളാർ ഒബ്സർവേറ്ററി ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും ദൈർഘ്യമേറിയ സൗര ഡാറ്റാസെറ്റുകളിൽ ഒന്ന് നിലനിർത്തുന്നുവെന്ന് പഠനത്തിന്റെ രചയിതാക്കളിൽ ഒരാളായ അപൂർവ ശ്രീനിവാസ പി.ടി.ഐയോട് പറഞ്ഞു.

അക്ഷാംശങ്ങളിലുടനീളം സൂര്യന്റെ കാന്തിക തീവ്രത എങ്ങനെ മാറുന്നുവെന്ന് ട്രാക്ക് ചെയ്യാൻ ഗവേഷണ സംഘം ഈ സമ്പന്നമായ ആർക്കൈവ് ഉപയോഗിച്ചു - സൂര്യന്റെ അറിയപ്പെടുന്ന 11 വർഷത്തെ സൂര്യകളങ്ക കൊടുമുടികളുടെ ചക്രവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന ഉയർന്ന പ്രവർത്തനത്തിന്റെ സ്ഥിരതയുള്ള മേഖലകൾ ഇത് വെളിപ്പെടുത്തുന്നു.

“സൂര്യൻ ഒരു സ്ഥിരമായ അഗ്നിഗോളമല്ല, മറിച്ച് വലിയ തോതിലുള്ള പ്രവർത്തന ചക്രങ്ങളെ പിന്തുടരുന്ന ഒരു കാന്തികമായി സജീവമായ നക്ഷത്രമാണ്,” പഠനത്തിന്റെ മുഖ്യ രചയിതാവ് കെ.പി. രാജു പറഞ്ഞു.

“സൂര്യനെ അക്ഷാംശ ബാൻഡുകളായി മുറിച്ച് ഓരോന്നിൽ നിന്നും സംയോജിത പ്രകാശം വിശകലനം ചെയ്യുന്നതിലൂടെ, സൂര്യകളങ്കങ്ങൾ പോലുള്ള ഒറ്റപ്പെട്ട സവിശേഷതകൾ പഠിക്കുമ്പോൾ അദൃശ്യമായ പാറ്റേണുകൾ നമുക്ക് വെളിപ്പെടുത്താൻ കഴിയും,” IIA-യിലെ മുൻ പ്രൊഫസർ കൂട്ടിച്ചേർത്തു.

40 ഡിഗ്രി വടക്കും തെക്കും അക്ഷാംശങ്ങൾക്കിടയിലും 15 ഡിഗ്രി മുതൽ 20 ഡിഗ്രി വരെ ഉച്ചസ്ഥായിയിലുള്ള കൊടുമുടികളുള്ളതും സൂര്യകളങ്കങ്ങൾ ഏറ്റവും കൂടുതലായി കാണപ്പെടുന്നതുമായ മേഖലകളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നതായി സംഘം കണ്ടെത്തി.

“ഈ സ്പെക്ട്രൽ വ്യതിയാനങ്ങൾ സൂര്യന്റെ കാന്തികക്ഷേത്രം എങ്ങനെ പരിണമിക്കുന്നു എന്നതിനെ നേരിട്ട് പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു,” സഹ-രചയിതാവ് കെ നാഗാർജു പറഞ്ഞു.

ബഹിരാകാശത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള നിരീക്ഷണങ്ങളുമായി ക്രോസ്-ചെക്കിംഗ്

കണ്ടെത്തലുകൾ സാധൂകരിക്കുന്നതിന്, ഗവേഷകർ അവരുടെ ഫലങ്ങൾ നാസയുടെ സോളാർ ഡൈനാമിക്സ് ഒബ്സർവേറ്ററിയിൽ നിന്നുള്ള ഡാറ്റയുമായി താരതമ്യം ചെയ്തു. “നാസയുടെ സോളാർ ഡൈനാമിക്സ് ഒബ്സർവേറ്ററിയിൽ നിന്നുള്ള ഡാറ്റ ഉപയോഗിച്ച് ഞങ്ങൾ ഈ പരസ്പരബന്ധം പരിശോധിച്ചു,” സൗര കാന്തികതയെ ഗവേഷണ മേഖലയായി കണക്കാക്കുന്ന IIA-യിലെ അസോസിയേറ്റ് പ്രൊഫസർ കൂട്ടിച്ചേർത്തു.

ഓരോ സൗരചക്രത്തിലും ആന്തരിക കാന്തികക്ഷേത്രം എങ്ങനെ പുനഃക്രമീകരിക്കപ്പെടുന്നു എന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള പുതിയ സൂചനകൾ നൽകുന്ന അർദ്ധഗോള അസമമിതികളും അവർ നിരീക്ഷിച്ചു.

'റോയൽ ആസ്ട്രോണമിക്കൽ സൊസൈറ്റിയുടെ പ്രതിമാസ അറിയിപ്പുകൾ' എന്ന ജേണലിൽ കണ്ടെത്തലുകൾ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു, കൂടാതെ കാന്തിക ഊർജ്ജം എങ്ങനെ ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നുവെന്നും സൂര്യന്റെ ഉപരിതല പാളികളിലൂടെ ചക്രങ്ങൾ സഞ്ചരിക്കുന്നുവെന്നും വിശദീകരിക്കുന്ന സോളാർ ഡൈനാമോ മോഡലുകൾ പരിഷ്കരിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു ചുവടുവയ്പ്പിനെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു.

സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി മുതൽ നൂറ്റാണ്ട് പഴക്കമുള്ള സോളാർ ഇമേജുകൾ വരെ

ഡാറ്റാസെറ്റുകൾ പഠിക്കാൻ തുടങ്ങിയപ്പോൾ IIA-യിൽ ഇന്റേൺഷിപ്പ് ചെയ്യുകയായിരുന്ന ശ്രീനിവാസ, നിലവിൽ കോയമ്പത്തൂരിലെ അമൃത വിശ്വ വിദ്യാപീഠത്തിൽ പിഎച്ച്ഡി സ്കോളറാണ്. കൊടൈക്കനാൽ ഡാറ്റയെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനം നിരവധി പുതിയ ഗവേഷണ പാതകൾ തുറന്നുവെന്ന് അദ്ദേഹം പറഞ്ഞു - സൗരോർജ്ജ പഠനങ്ങളിൽ മെഷീൻ ലേണിങ്ങിന്റെ സാധ്യമായ ഉപയോഗം ഉൾപ്പെടെ.

“ഈ പഠനത്തിനായി ഞങ്ങൾ ആദ്യമായി സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പിക് ഡാറ്റ വിശകലനം ചെയ്തപ്പോൾ, സൗരോർജ്ജ പ്രവർത്തന പ്രവണതകൾ പ്രവചിക്കാൻ മെഷീൻ ലേണിംഗ് പ്രയോഗിക്കാൻ കഴിയുമോ എന്ന് കാണാൻ ഞാൻ ആഗ്രഹിച്ചു,” അദ്ദേഹം പറഞ്ഞു. “എന്നാൽ ധാരാളം ചർച്ചകൾക്കും വായനയ്ക്കും ശേഷം, അത്തരം മോഡലുകളെ അർത്ഥവത്തായി പരിശീലിപ്പിക്കാൻ ആവശ്യമായ ഡാറ്റ ഇതുവരെ നമ്മുടെ പക്കലില്ലെന്ന് വ്യക്തമായി.”

ആ തിരിച്ചറിവ് അദ്ദേഹത്തെ സൂര്യന്റെ ഫുൾ-ഡിസ്ക് ഇമേജുകൾ അന്വേഷിക്കാൻ പ്രേരിപ്പിച്ചു - ഇന്ത്യയിലെ കൊടൈക്കനാലിൽ നിന്നും കൊറോണൽ സോളാർ ഒബ്സർവേറ്ററിയിൽ നിന്നുമുള്ള വലിയ ഫോട്ടോഗ്രാഫിക് ആർക്കൈവുകൾ, കാൽസ്യം-കെ, എച്ച്-ആൽഫ തരംഗദൈർഘ്യങ്ങളിൽ ഒരു നൂറ്റാണ്ടിലേറെ പഴക്കമുള്ള നിരീക്ഷണങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു.

“എഐ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള രീതികൾ പ്രയോഗിക്കണമെങ്കിൽ കൂടുതൽ വിപുലമായ ഒരു ഡാറ്റാസെറ്റ് ഞാൻ ആഗ്രഹിച്ചു,” അപൂർവ വിശദീകരിച്ചു.

ചരിത്രപരമായ സൗരോർജ്ജ രേഖകൾ വൃത്തിയാക്കലും വിശകലനം ചെയ്യലും

ഇമേജ് അധിഷ്ഠിത ഗവേഷണത്തിലേക്കുള്ള മാറ്റം അതിന്റേതായ വെല്ലുവിളികൾ കൊണ്ടുവന്നു. “ഈ ചിത്രങ്ങൾ കഴിഞ്ഞ നൂറ്റാണ്ടിൽ ഫോട്ടോഗ്രാഫിക് പ്ലേറ്റുകളിൽ പകർത്തി പിന്നീട് ഡിജിറ്റൈസ് ചെയ്തു. അവയിൽ പലതിലും വരകൾ, രോമങ്ങൾ, വിരലടയാളങ്ങൾ എന്നിവയുണ്ട് - മോശം പ്രകാശത്തിന്റെയോ കോൺട്രാസ്റ്റിന്റെയോ പ്രശ്നങ്ങൾ പോലും,” അദ്ദേഹം പറഞ്ഞു. “അതിനാൽ അവ വിശകലനം ചെയ്യുന്നതിനുമുമ്പ്, എന്റെ പ്രത്യേക പ്രശ്നത്തിന് ഫലപ്രദമാകുന്ന ഒന്ന് സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന് പതിറ്റാണ്ടുകളായി വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത വ്യത്യസ്ത ഇമേജ്-ക്ലീനിംഗ് രീതികൾ ഞാൻ പരീക്ഷിച്ച് സന്തുലിതമാക്കേണ്ടിവന്നു.”

ഫിലമെന്റുകൾ, പ്ലേജുകൾ, നെറ്റ്‌വർക്ക് മേഖലകൾ തുടങ്ങിയ ക്രോമോസ്ഫെറിക് സവിശേഷതകൾ ട്രാക്ക് ചെയ്യുന്നതിലും അവയുടെ വലുപ്പം, സ്ഥാനം, തീവ്രത എന്നിവ പതിറ്റാണ്ടുകളായി എങ്ങനെ മാറിയെന്ന് പഠിക്കുന്നതിലുമാണ് ശ്രീനിവാസയുടെ ഇപ്പോഴത്തെ ശ്രദ്ധ.

“ഈ രീതി വിശ്വസനീയമായി പ്രവർത്തിച്ചുകഴിഞ്ഞാൽ, സൂര്യന്റെ ക്രോമോസ്ഫിയർ എങ്ങനെ വികസിച്ചു എന്നതിന്റെ വിശാലമായ ചിത്രം നമുക്ക് ലഭിക്കണം, കൂടാതെ സൂര്യനുള്ളിൽ കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങൾ എങ്ങനെ വ്യത്യാസപ്പെടുന്നുവെന്ന് പഠിക്കുന്നവരെ അത് നേരിട്ട് പിന്തുണയ്ക്കും,” അദ്ദേഹം പറഞ്ഞു.

ഒരു നൂറ്റാണ്ടിലുടനീളമുള്ള ഡാറ്റാസെറ്റുകളെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു

മുന്നോട്ട് പോകുമ്പോൾ, ഏറ്റവും പുതിയ പഠനത്തിൽ ഉപയോഗിച്ചിരിക്കുന്ന സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പിക് ഡാറ്റാസെറ്റിനെ (1984–2024) ഫുൾ-ഡിസ്ക് ഇമേജ് സെറ്റുമായി (1904–2004) ബന്ധിപ്പിക്കാൻ ഗവേഷകൻ പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.

"ഏകദേശം 20 വർഷത്തെ ഓവർലാപ്പ് ഉണ്ട്," അദ്ദേഹം കുറിച്ചു. "ഈ ആർക്കൈവുകൾ സംയോജിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെയും - മറ്റ് നിരീക്ഷണാലയങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള ഡാറ്റ ചേർക്കുന്നതിലൂടെയും - ഒരു നൂറ്റാണ്ടിലേറെയായി സ്പെക്ട്രലും ഭൗതിക സവിശേഷതകളും എങ്ങനെ പൊരുത്തപ്പെടുന്നുവെന്നും വ്യത്യാസപ്പെടുന്നുവെന്നും നമുക്ക് കാണാൻ കഴിയും," ശ്രീനിവാസ പി.ടി.ഐ.യോട് പറഞ്ഞു.

ഡാറ്റകളുടെ ഇത്തരം തുടർച്ച അപൂർവമാണെന്നും ആഗോള സൗര ഗവേഷണത്തിൽ ഇന്ത്യയുടെ ശാസ്ത്ര സമൂഹത്തിന് അസാധാരണമായ ഒരു മുൻതൂക്കം നൽകുമെന്നും ഗവേഷകർ പറഞ്ഞു. 1899-ൽ സ്ഥാപിതമായ കൊടൈക്കനാൽ സോളാർ ഒബ്സർവേറ്ററി, സൂര്യന്റെ മാറുന്ന മുഖം പകർത്തുന്ന ദൈനംദിന നിരീക്ഷണങ്ങൾ തുടരുന്നു - ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും ദൈർഘ്യമേറിയതും സ്ഥിരതയുള്ളതുമായ സൗര രേഖകളിൽ ഒന്ന് നിലനിർത്തുന്നു.

രാജു, നാഗാർജു, ശ്രീനിവാസ എന്നിവരെ കൂടാതെ, ഐ.ഐ.ടി-ബി.എച്ച്.യുവിലെ അനു ശ്രീദേവി, അമൃത വിശ്വ വിദ്യാപീഠത്തിലെ നാരായണൻകുട്ടി കറുപ്പത്ത്, ഐ.ഐ.എയിലെ പി. ദേവേന്ദ്രൻ, ടി. രമേശ് കുമാർ, പി. കുമാരവേൽ എന്നിവരാണ് പഠനത്തിന്റെ മറ്റ് രചയിതാക്കൾ.