सूर्याच्या ‘दुर्मिळ’ श्वेत-प्रकाश ज्वाला सर्वत्र आहेत

सौर ज्वाला म्हणजे चुंबकीय ऊर्जेचे अचानक मुक्त होणे. त्या प्रारण, ऊर्जावान कण आणि प्लाझ्मा बाहेर फेकतात, जे संपूर्ण सूर्यमालेतील अवकाश-हवामान घडवतात. एक विशेष प्रकार सूर्याचा दृश्य प्रकाशही उजळवतो: श्वेत-प्रकाश ज्वाला (white-light flares). नोंदलेली पहिली अशी ज्वाला 1859 मध्ये Carrington आणि Hodgson यांनी स्वतंत्रपणे पाहिली होती.

तेव्हापासून, त्या दुर्मिळ आणि टोकाच्या मानल्या गेल्या आहेत. ज्वालेची बहुतेक ऊर्जा किरीटात (corona) उंचावर मुक्त होते, आणि दृश्य प्रकाश उत्सर्जित करणारे खोल थर तापवण्याइतकी ऊर्जा खाली वाहून नेणे कठीण असते. जमिनीवरून केलेल्या सुरुवातीच्या अभ्यासांनी वर्षाला केवळ काही ज्वाला मोजल्या. NASA च्या सोलर डायनॅमिक्स ऑब्झर्व्हेटरीपूर्वी (SDO), केवळ सुमारे 150 ज्वाला ठामपणे श्वेत-प्रकाश ज्वाला म्हणून ओळखल्या गेल्या होत्या; आज ही संख्या काहीशे आहे, बहुतेक सर्वात मोठ्या वर्गांतील, X आणि M. ज्वालांचे त्यांच्या क्ष-किरण तेजस्वितेनुसार B, C, M आणि X या वर्गांमध्ये वर्गीकरण केले जाते, सर्वात क्षीण ते सर्वात प्रबळ. दुसरा गट फार पूर्वीपासून उलट युक्तिवाद करत आला आहे: प्रत्येक ज्वाला श्वेत प्रकाशात चमकत असू शकते, आणि ते पाहण्याइतकी संवेदनशीलता दुर्बिणींमध्ये नव्हती, इतकेच.

पिक्सेल-दर-पिक्सेल

चीनच्या राष्ट्रीय खगोलशास्त्रीय वेधशाळा आणि चायना वेस्ट नॉर्मल विद्यापीठातील Shuanghong Li, Yongliang Song आणि सहकाऱ्यांनी SDO च्या HMI कॅमेऱ्याच्या साहाय्याने हा प्रश्न निकाली काढायचे ठरवले; हा कॅमेरा 15 वर्षांहून अधिक काळ, सुमारे अर्ध्या आर्कसेकंद रुंदीच्या पिक्सेलसह (आर्कसेकंद हा अगदी लहान कोन आहे, अंशाचा 1/3600 भाग), दर 45 सेकंदांनी सूर्याच्या दृश्य पृष्ठभागाचे छायाचित्र घेत आला आहे.

त्यांची पद्धत जाणीवपूर्वक साधी आहे. ज्वाला उठत असलेल्या प्रदेशातील प्रत्येक पिक्सेलसाठी, ते काळानुसार त्याच्या तेजस्वितेचा मागोवा घेतात, संथ पार्श्वभूमी वजा करतात, आणि स्पंदने शोधतात. ज्वालेदरम्यानचे सर्वात प्रबळ स्पंदन त्याच्या आधीच्या आणि नंतरच्या स्पंदनांपेक्षा, त्यांच्या विखुरण्याच्या किमान सहापट इतके उठून दिसले, तर तो पिक्सेल चमकणारा मानला जातो. वैश्विक किरणांचे आघात आणि गोंगाटयुक्त पिक्सेल टाळण्यासाठी, एक किंवा दोन पिक्सेलचे अलग ठिपके बाद केले जातात. प्रत्येक ज्वालेला तोच उंबरठा लागू होतो.

त्यांनी एक कठोर नमुना निवडला: जानेवारी 2011 ते मे 2025 दरम्यान, प्रत्येकी दहापेक्षा कमी ज्वाला निर्माण करणारे आणि सर्वात कमी सक्रिय प्रदेशांमधून निवडलेले 769 सक्रिय प्रदेश — सौरडागांभोवतीचे चुंबकीय भाग, जिथे ज्वाला उफाळतात. त्यातून 1,951 ज्वाला मिळाल्या — नमुन्यातील सर्वात क्षीण श्रेणी असलेल्या B वर्गाच्या 547, C वर्गाच्या 1,316, M वर्गाच्या 88, आणि X वर्गाची एकही महाकाय ज्वाला नाही.

दोनपैकी एक ज्वाला

1,951 पैकी 1,012 ज्वाला श्वेत प्रकाशात चमकल्या: 51.9%. ज्वालेच्या आकारासोबत हा वाटा वाढतो: B वर्गासाठी 36.9%, C वर्गासाठी 55.9% आणि M वर्गासाठी 85.2%. “प्रथमच,” लेखक लिहितात, श्वेत-प्रकाश उत्सर्जन B वर्गाच्या ज्वालांमध्येही व्यापक असल्याचे दिसून येते.

दोन-तृतीयांश शांत प्रदेशांनी (769 पैकी 508) किमान एक श्वेत-प्रकाश ज्वाला निर्माण केली. प्रदेशाने जितक्या अधिक ज्वाला निर्माण केल्या, तितकी शक्यता अधिक: एकच ज्वाला असलेल्या प्रदेशांपैकी 43.6%, दोन असलेल्यांपैकी 68.1%, तीन असलेल्यांपैकी 76.5%, चार असलेल्यांपैकी 86.1%, आणि सहा किंवा अधिक असलेल्यांपैकी जवळजवळ सर्व. वर्षागणिक, हा दर नमुन्यातील प्रदेशांमधील सौरडागांच्या संख्येशी जवळून जुळत गेला (सहसंबंध r ≈ 0.85). त्याने कोणत्याही अक्षांशाला पसंती दाखवली नाही, आणि सौरचक्राचे अनुसरण केले: 24 व्या चक्रात सुमारे 57% ज्वाला, 25 व्या चक्रात आतापर्यंत 45%.

उघड्यावरच लपलेल्या

त्या इतका काळ का निसटल्या? चमकणारे ठिपके, ज्यांना लेखक गाभे (kernels) म्हणतात, इवलेसे असतात: बहुतेक 2 चौरस आर्कसेकंदांपेक्षा लहान (म्हणजे सुमारे आठ कॅमेरा पिक्सेल), आणि कधीही 5 चौरस आर्कसेकंदांपेक्षा अधिक नाहीत. ते बहुतेक 6 ते 16 मिनिटे टिकतात आणि पृष्ठभाग केवळ 3 ते 20%, सामान्यतः 6 ते 9%, उजळवतात — आधीच्या अनेक अभ्यासांनी शोध मानण्यासाठी वापरलेल्या 8% उंबरठ्याच्या अगदी आसपास.

सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे, त्यांपैकी बहुतेक सौरडागांबाहेर, शांत सूर्यावर असतात: B वर्गाच्या ज्वालांमधील 91.4% गाभे, C वर्गातील 86.1% आणि M वर्गातीलही 74.4%. तिथे, आधीच तेजस्वी असलेल्या पार्श्वभूमीवर, भेद क्षीण असतो आणि डोळ्यांनी ओळखणे कठीण असते. आणि एखाद्या ज्वालेत अनेक गाभे असतात, तेव्हा ते सहसा एकमेकांशी ताळमेळ न ठेवता उजळतात, त्यामुळे केवळ दोन क्षणचित्रांची तुलना केल्यास त्यांपैकी काही निसटतात. लहान ज्वालांमध्ये बहुतेक एकच गाभा असतो; M वर्गाच्या ज्वालांमध्ये सहसा तीनपेक्षा अधिक.

चमक कशावर ठरते

तथापि, गाभ्याच्या तेजस्वितेचा ज्वालेचा वर्ग, स्थानिक चुंबकीय क्षेत्र किंवा गाभ्याचा आकार यांच्याशी कोणताही संबंध दिसत नाही. ती गाभा किती काळ टिकतो आणि उजळायला किती वेळ घेतो यांच्याशी निगडित आहे. लेखकांना शंका आहे की ज्वालेच्या क्षणी असलेली चुंबकीय मांडणी खोल वातावरण किती कार्यक्षमतेने तापते हे ठरवते. सुमारे निम्मे गाभे ज्वालेच्या क्ष-किरण संकेतातील दोन खुणांदरम्यान शिखर गाठतात, जे तापवण्याच्या प्रक्रियांचे मिश्रण सूचित करते.

सूर्यापलीकडे

हा शोध आपल्या ताऱ्यापलीकडेही पोहोचतो. श्वेत-प्रकाश सौर ज्वाला इतर ताऱ्यांवरील ज्वालांसारख्या असतात, आणि क्षीण तारकीय ज्वाला संपूर्ण ताऱ्याच्या प्रकाशात बुडून जातात. लेखक सुचवतात की ज्या ताऱ्यांवर कोणतीही ज्वाला दिसलेली नाही, ते सूर्याइतकेच सक्रिय असू शकतात. ते स्वतःच्या मर्यादाही नोंदवतात: 45 सेकंदांपेक्षा क्षणिक किंवा अर्ध्या आर्कसेकंदापेक्षा लहान काहीही कॅमेऱ्यातून निसटते, अलग ठिपके बाद केले गेले, आणि नमुन्यात बहुतेक लहान ज्वाला आहेत.

लेखक नमूद करतात की हा अभ्यास Carrington यांच्या निरीक्षणानंतर 170 हून अधिक वर्षांनी येतो — आणि त्यांच्या जन्माच्या 200 व्या वर्धापनदिनाच्या वर्षात.