अंतरिक्ष में मौसम कैसा होता है? – What’s the Weather Like in Space? – SPACE WEATHER IN HINDI

अंतरिक्ष में मौसम चलती हुयी घड़ी की तरह होता है, पलक झपकते ही मौसम बदलने की संभावना होती है। हमारे आसपास के ग्रहो के मौसम के साथ भी अंतरिक्ष का भी अपना मौसम होता है। यह मौसम सूर्य पर विभिन्न विस्फोटों से प्रेरित गड़बड़ी के कारण बदलता रहता है , जो कि इंटरप्लेनेटरी स्पेस (हेलीओस्फीयर) की विशालता और पृथ्वी के निकट अंतरिक्ष वातावरण में होती है।

जिस प्रकार पृथ्वी पर मौसम होता है बस वैसे ही पृथ्वी की तरह, अंतरिक्ष का मौसम भी चौबीसों घंटे होता है, लगातार और इच्छानुसार बदलता रहता है, और यह मौसम अंतरिक्ष में इंसानो द्वारा बनाई गई तकनीकी वस्तुओ , उपग्रहों, मानव प्रौद्योगिकियों और अंतरिक्ष में मौजूद मानवों के जीवन के लिए हानिकारक हो सकता है। (अंतरिक्ष में मौसम)

हालाँकि, चूंकि अंतरिक्ष लगभग पूर्ण निर्वात है यानी कि इसमें कोई हवा नहीं है और यह ज्यादातर खाली अनन्त विस्तार है। अंतरिक्ष के मौसम के प्रकार पृथ्वी के लोगों के लिए काफी अलग होते हैं। जबकि पृथ्वी का मौसम पानी के अणुओं और चलती हवा से बना होता है, उसी प्रकार अंतरिक्ष का मौसम “स्टार स्टफ” से बना होता है जिसमें – प्लाज़्मा, आवेशित कण, चुंबकीय क्षेत्र और विद्युत चुम्बकीय (EM) विकिरण होता है और यह सब कुछ सूर्य से ही निकलता है।

अंतरिक्ष में मौसम के प्रकार – 

सूर्य की बड़ी महिमा है, ना सिर्फ पृथ्वी पर ब्लकि अंतरिक्ष में भी मौसम का संचालन सूरज ही करता है। इसमे सूर्य में होने वाले विस्फोटों से लेकर कई तरह की प्रक्रिया शामिल होती है, जिनकी वज़ह से अंतरिक्ष का मौसम प्रभावित होता रहता है।  (अंतरिक्ष में मौसम)

सोलर विंड (सौर्य पवन) 

अंतरिक्ष मौसम के प्रकार

सूर्य न केवल पृथ्वी के मौसम को बल्कि अंतरिक्ष में भी मौसम को संचालित करता है।  इसके विभिन्न व्यवहार और विस्फोट प्रत्येक एक अद्वितीय प्रकार की अंतरिक्ष मौसम घटना उत्पन्न करते हैं।

जैसा कि हम सभी जानते है, और जो हमने बचपन से पढ़ा है कि अंतरिक्ष में कोई हवा नहीं होती, ना ही कभी हो सकती है। तो फिर ये सोलर विंड क्या है?!! 

Solar wind के नाम से जाने वाली एक अंतरिक्षीय घटना है, जिसमें plasma नामक आवेशित कणों (charged particles) की धाराएँ, और चुंबकीय क्षेत्र (magnetic field) होता है जो लगातार सूर्य से radiate होकर अंतरिक्ष में फैलता रहता है।  (अंतरिक्ष में मौसम)

आमतौर पर, charged particles और magnetic field का यह radiation लगभग एक मिलियन मील प्रति घंटे की “धीमी” गति से यात्रा करता है, और पृथ्वी तक पहुंचने में यह लगभग तीन दिन का समय लेता है। (1) (विश्वसनीय स्त्रोत) 

लेकिन अगर कोरोनल होल (ऐसे क्षेत्र जहां चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं वापस लूप करने के बजाय सीधे अंतरिक्ष में फैलती जाती हैं जो सूर्य की सतह से ) विकसित होती है, ऐसे में सोलर विंड अंतरिक्ष में स्वतंत्र रूप से बाहर निकल सकती है, ऐसे में यह सोलर विंड 1.7 मिलियन मील प्रति घंटे की गति से यात्रा कर सकती है – जो कि बिजली के बोल्ट (स्टेप्ड लीडर) की हवा से यात्रा करने की तुलना में छह गुना तेज है। (2) (विश्वसनीय स्त्रोत) 

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प्लाज्मा क्या है? (What is plasma?) 

मैटर (पदार्थ) के चार रूप जिनसे आप भली भांति वाकिफ़ है – गैस, ठोस और तरल ।plasma भी इन्हीं में से एक है, plasma  भी एक गैस है, यह एक विद्युत आवेशित गैस है जो तब बनती है जब एक साधारण गैस को इतने उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है कि उसके परमाणु अलग-अलग प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों में टूट जाते हैं। (अंतरिक्ष में मौसम)

Sunspots (सूर्य के धब्बे) 

Image credit : treehugger

अधिकतर अंतरिक्ष के मौसम की विशेषताएं सूर्य के चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा उत्पन्न होती हैं, जो आमतौर पर संरेखित (aligned) होती हैं, लेकिन कभी कभी ये समय के साथ उलझ सकती हैं क्योंकि सूरज का equator ( भूमध्य रेखा) अपने ध्रुवों (poles) की तुलना में ज्यादा तेजी से घूमता है।   (अंतरिक्ष में मौसम)

उदाहरण के लिए, sunspots (सूर्य पर दिखने वाले धब्बे) – सूर्य की सतह अंधरे स्थान , ग्रह के आकार के क्षेत्र – होते हैं, जहां बहुत ज्यादा चुंबकीय क्षेत्रों के केंद्र होते है और यह ठंडे होते है  (और इस प्रकार, के अंधेरे ) क्षेत्रों को छोड़कर, सूर्य के अंदर वाले भाग से इसके फोटोस्फीयर (photosphere)  तक का क्षेत्र ठंडा होता है। साफ़ और आसान शब्दों के कहा जाए तो – सूरज के आंतरिक भाग से लेकर photosphere तक का हिस्सा ठंडा होता है। जिससे वहां भयंकर चुम्बकीय क्षेत्र निर्माण होता है। नतीजतन, सनस्पॉट शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्रों का उत्सर्जन(radiation) करते हैं।   (अंतरिक्ष में मौसम)

इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि, सूरज कितना ऐक्टिव है इसका पता लगाने के लिए सूरज के यह sunspot सूर्य ,के “बैरोमीटर” के रूप में कार्य करते हैं: 

सनस्पॉट की संख्या जितनी अधिक होगी, सूर्य उतना ही अधिक तूफानी होगा – और इस तरह, अधिक solar wind का radiation होगा या कहा जाए कि यह एक सोलर तूफान बन जाएगा। , जिसमें सोलर फ्लेयर्स और कोरोनल होल जैसी स्थिति बनी तब यह और भी खतरनाक हो सकता है।  (अंतरिक्ष में मौसम)

जिस प्रकार पृथ्वी पर मौसम के अलग अलग अंतराल होते है ठीक उसी प्रकार अंतरिक्ष के मौसम के भी अपने मापदंड और अन्तराल होते हैं। अंतरिक्ष में मौसम को प्रभावित करने के लिए सूरज के sunspot की प्रक्रियाएं ज़िम्मेदार होती जो कि कई सालों को मिलाकर अंतरिक्ष के मौसम का अंतराल बनाती है यह अंतराल करीब 11 सालों का होता है। 11 सालो में sunspot की गतिविधियां अलग अलग हो सकती है जैसे प्रथ्वी पर मौसम अलग अलग होता है उसी प्रकार। कब कौनसा मौसम कितना जोर पकड जाए इसके बारे में कुछ कह पाना मुश्किल होता है। अंतरिक्ष के मौसम का एक चक्र 11 साल का होता है जैसे पृथ्वी का एक साल का होता है। 

वर्तमान सौर चक्र, चक्र 25, 2019  के अंत में शुरू हुआ। अब और  वैज्ञानिक बताते हैं कि 2025 के बीच,   सनस्पॉट की गतिविधि चरम पर होगी या “सौर पवन अधिकतम” तक पहुंच जाएगी, सूर्य की गतिविधि बहुत तेज हो जाएगी। (अंतरिक्ष में मौसम)

और बाद में सूर्य की चुंबकीय क्षेत्र की रेखाएं  reset , होने लगती है यानी कि फिर से उसी स्थिति की तरफ बड़ने लगती है जैसी शुरुआत में थी।  जिस बिंदु पर सनस्पॉट गतिविधि “सौर पवन न्यूनतम” तक घट जाएगी, वैज्ञानिकों का अनुमान है कि समय 2030 तक होगा। इसके बाद, अगला सौर चक्र शुरू होगा। (अंतरिक्ष में मौसम)

Magnetic Field (चुंबकीय क्षेत्र) 

एक चुंबकीय क्षेत्र एक अदृश्य बल क्षेत्र है जो बिजली की धारा या एक अकेला आवेशित कण (charged particles) को ​​कवर करता है।  किसी भी magnetic field ka उद्देश्य अन्य आयनों और इलेक्ट्रॉनों यानि कि (negative और positive) को दूर करना है।  चुंबकीय क्षेत्र एक धारा (या कण) की गति से उत्पन्न होते हैं, और उस गति की दिशा चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं द्वारा निरूपित की जाती है।  (अंतरिक्ष में मौसम)

“सरल भाषा में कहें तो किसी भी चुंबक के आसपास जो कणों का जो खिंचाव होता है वह चुम्बकीय क्षेत्र होता है।” 

Solar Flares 

The Sun emits an X2.2 solar flare on March 11, 2015.

NASA/Goddard/SDO / Flickr / CC By 2.0

जैसे किसी ज्वालामुखी में लावा उछालता है तो आग की छोटी छोटी बूंदे इधर उधर छिटकती है उसी प्रकार प्रकाश से चमकती हुयीं आग की जो कि बूँद के आकार की तरह दिखती है (पर असल में वह एक बूंद किसी ग्रह के आकार से भी बड़ी होगी) उछलती हुयी प्रतीत होती है। चमक के रूप में दिखाई देने वाली, सौर ज्वालाएं सूर्य की सतह से ऊर्जा (EM radiation ) का तीव्र विस्फोट होती हैं।  

नेशनल एरोनॉटिक्स एंड स्पेस एडमिनिस्ट्रेशन (NASA) के अनुसार, ऐसा तब होता हैं जब सूर्य के आंतरिक भाग में मंथन की गति सूर्य की अपनी चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के विपरीत होती है।  और एक रबर बैंड की तरह जो कसकर मुड़ने के बाद वापस अपने आकार में आ जाता है, उसी प्रकार ये फ़ील्ड लाइनें विस्फोटक रूप से अपने ट्रेडमार्क लूप आकार में फिर से वही जुड़ जाती हैं। लेकिन इस प्रक्रिया के दौरान भारी मात्रा में ऊर्जा उत्सर्जित होती है जो radiate होकर अंतरिक्ष में चली जाती है।

नासा के गोडार्ड स्पेस फ़्लाइट सेंटर के अनुसार, यह सोलर Flares कुछ केवल मिनटों से लेके घंटों तक चलते हैं। सोलर फ़्लेयर ज्वालामुखी विस्फोट की तुलना में लगभग दस मिलियन गुना अधिक ऊर्जा छोड़ते हैं। क्योंकि फ़्लेयर हल्की गति से यात्रा करते हैं, इसलिए उन्हें 94 मिलियन तक फैलने में केवल आठ मिनट लगते हैं।  इतना समय इसे -सूर्य से पृथ्वी तक का मील-लंबा ट्रेक, पार करने में लगते हैं, जो इसका तीसरा सबसे निकटतम ग्रह है।

Coronal Mass Ejections

A CME erupts on the Sun on August 31, 2012.

NASA/GFSC/SDO / Flickr / CC By 2.0

कभी-कभी, सोलर फ्लेयर्स बनाने के लिए मुड़ने वाली चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं इतनी ज्यादा तनावपूर्ण हो जाती हैं कि वे फिर से जुड़ने से पहले ही टूट जाती हैं। जैसे किसी धनुष को इतना खींचा जाए कि वह टूट जाए। और जब ऐसा होता है तो,  सूर्य के कोरोना (ऊपरी वायुमंडल) से प्लाज्मा और चुंबकीय क्षेत्रों का एक विशाल विस्फोटक होता है और यह बेहद तेजी से अंतरिक्ष में फैलता है।   कोरोनल मास इजेक्शन (CME) के रूप में जाना जाता है, ये सौर तूफान(SOLAR WIND) विस्फोट आम तौर पर एक अरब टन कोरोनल सामग्री को इंटरप्लानेटरी स्पेस में ले जाते हैं।

 CME सैकड़ों मील प्रति सेकंड की गति से यात्रा करते हैं, और पृथ्वी तक पहुंचने में एक से कई दिन ले सकते हैं।  फिर भी, 2012 में, नासा के सौर स्थलीय संबंध वेधशाला अंतरिक्ष यान में से एक ने सूर्य को छोड़ते ही 2,200 मील प्रति सेकंड की रफ्तार से CME को देखा।  इसे रिकॉर्ड पर सबसे तेज CME माना जाता है।6 

अंतरिक्ष का मौसम पृथ्वी को कैसे प्रभावित करता है? 

अंतरिक्ष का मौसम बड़ी मात्रा में ऊर्जा को इंटरप्लेनेटरी स्पेस में उत्सर्जित करता है, लेकिन यह सोलर तूफान प्रथ्वी को सिर्फ तभी प्रभावित कर सकते है, जब सूर्य प्रथ्वी के तरफ हो और उसी तरफ से यह विस्फोट हो। इस तरह के सोलर तूफान पृथ्वी को प्रभावित करने की क्षमता रखते हैं। (चूंकि सूर्य हर 27 दिनों में लगभग एक बार घूमता है, इसलिए जो पक्ष हमारे सामने है वह दिन-प्रतिदिन बदलता रहता है।)

जब कभी अंतरिक्ष से पृथ्वी-निर्देशित सौर तूफान आते हैं, तो वे मानव जाति द्वारा बनाई गई नयी तकनीकों और प्रौद्योगिकियों के साथ-साथ मानव स्वास्थ्य के लिए भी परेशानी पैदा कर सकते हैं।  और हमारे प्रथ्वी का मौसम जो सिर्फ कुछ शहरों, राज्यों या देशों को सबसे अधिक प्रभावित करता है, इसके विपरित अंतरिक्ष मौसम के प्रभाव वैश्विक स्तर पर महसूस किए जाते हैं।

भूचुंबकीय तूफान – Geomagnetic Storms

जब भी  CME, solar wind , या SOLAR FLARES  से SOLAR पार्टिकल पृथ्वी पर आते है, तो यह हमारे ग्रह के मैग्नेटोस्फीयर में दुर्घटनाग्रस्त हो जाते है – पृथ्वी के ऊपर एक ढाल जैसा मैग्नेटिक फील्ड होता है जो कि पृथ्वी के भीतर मौजूद electrically charged पिघले हुए लोहे या लावा की वज़ह से बनता है।  शुरू बात में सोलर particles पृथ्वी से दूर धकेल दिए जाते हैं  ; 

लेकिन जैसे ही सोलर पार्टिकल का बड़ा ढ़ेर हो जाता है तो यह मैग्नेटोस्फीयर को तोड़ कर पृथ्वी के मैग्नेटिक फील्ड में घुस जाते हैं।  एक बार अंदर जाने के बाद, ये कण पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की रेखाओं के साथ यात्रा करते हैं, सबसे पहले यह उत्तरी  और दक्षिणी ध्रुवों (poles) के पास के वातावरण में प्रवेश करते हैं और भू-चुंबकीय तूफान पैदा करते हैं – यानी कि पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में बड़े उतार -चढ़ाव होने लगते हैं ।

पृथ्वी के ऊपरी वायुमंडल में प्रवेश करने पर, ये radiate solar particles  आयनमंडल यानी कि (ionosphere) प्रथ्वी की उपरी परत में कहर बरपाते हैं – वायुमंडल की परत पृथ्वी की सतह से लगभग 37 से 190 मील तक फैली हुई है। बाद में यह सोलर particles  आवृत्ति (HF) रेडियो तरंगों को अवशोषित करना शरू कर देते हैं, जो फ़्रिट्ज़ पर जाने के लिए रेडियो संचार के साथ-साथ सैटेलाइट संचार और जीपीएस सिस्टम (जो अल्ट्रा-हाई फ़्रीक्वेंसी सिग्नल का उपयोग करते हैं) बना सकते हैं उन्हें प्रभावित करने लगते हैं । 

यह particles current को overload भी कर सकते हैं।  और यहां तक ​​​​कि बहुत ऊचाई पर उच्च-उड़ान वाले विमानों में यात्रा करने वाले मनुष्यों के जैविक डीएनए में गहराई से प्रवेश कर सकते हैं, जिससे वे radiation के प्रभाव से कई तरह के नुकसान उठा सकते  हैं।

औरोरा  (Auroras) 

Sept. 17, 2011.

NASA / Flickr / CC By 2.0

हर तरह के अंतरिक्ष मौसम पृथ्वी को प्रभावित नहीं कर सकते हालांकि कुछ ऐसे है जो प्रथ्वी तक कि यात्रा करके पृथ्वी को प्रभावित कर सकते हैं। जहां तक Auroras की बात है तो इन्हें बहुत कम पर उत्तरी और दक्षिणी poles पर देखा जा सकता है। 

जब बहुत ज्यादा ऊर्जा वाले  cosmic particles (सोलर पार्टिकल) या solar storm प्रथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र से टकराते है, तो ये पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में मौजूद तमाम तरह की गैसों से रिएक्शन करते हैं। जिससे चिंगारी के साथ Auroras बनते है। यह Auroras आसमान में दिखाई देते हैं। 

जब ये इलेक्ट्रॉन पृथ्वी के ऑक्सीजन के साथ मिलते हैं, तो हरी ऑरोरल रोशनी प्रज्वलित होती है, जबकि नाइट्रोजन के साथ रिएक्शन होने पर लाल और गुलाबी रोशनी पैदा करती है ।

जबकि यह सिर्फ ध्रुवीय क्षेत्रों में देखी जा सकती है, लेकिन यदि सोलर तूफान बेहद तीव्र हो तो उनकी चमकदार चमक कम अक्षांशों पर देखी जा सकती है।  उदाहरण के लिए, 1859 कैरिंगटन इवेंट के रूप में जाने जाना वाला CME भू-चुंबकीय तूफान के दौरान, क्यूबा में अरोरा देखा जा सकता था। 

ग्लोबल वार्मिंग और कूलिंग

सूर्य की चमक यानी कि radiation  पृथ्वी के मौसम को  प्रभावित करती है। जब सूरज में सबसे ज्यादा sunspot या अन्य गतिविधियां होती है उस समय पृथ्वी का तापमान भी बढ़ता जाता है। जितने ज्यादा सोलर विंड और तूफान होंगे उतना ही गर्म सूर्य होगा और उतनी ही ज्यादा गर्म पृथ्वी होगी। 

नेशनल ओशनिक एंड एटमॉस्फेरिक एडमिनिस्ट्रेशन (एनओएए) के अनुसार, 1% अधिक सौर ऊर्जा का केवल दसवां हिस्सा ही पृथ्वी तक पहुंचता है।  इसी तरह, जब सोलर कम होता तो , पृथ्वी का मौसम भी थोड़ा ठंडा होता है। 

अंतरिक्ष के मौसम का मौसम विभाग 

राहत की बात यह है कि हमारे वैज्ञानिकों द्वारा अंतरिक्ष के तूफ़ानों की निगरानी की जाती है।  NOAA के SPACE WEATHER PREDICTION CENTRE स्पेस वेदर  (एसडब्ल्यूपीसी) के वैज्ञानिक निगरानी करते हैं कि इस तरह की सौर घटनाएं पृथ्वी को कैसे प्रभावित कर सकती हैं।  इसमें वर्तमान अंतरिक्ष मौसम की स्थिति प्रदान करना शामिल है, जैसे SOLAR WIND की रफ्तार , इसके अलावा आने वाले अगले तीन दिनों तक के अंतरिक्ष मौसम का पूर्वानुमान लगाया जा सकता है। हालांकि 27 दिन आगे की स्थितियों की भविष्यवाणी करने वाले आउटलुक भी उपलब्ध हैं।  

Article Source – 

1. “Sun-Earth Connection.” NASA, 2006.
2. “Solar Wind.” NOAA Space Weather Prediction Center.
3. “Solar Cycle 25 Is Here. NASA, NOAA Scientists Explain What That Means.” NASA, 2020.
4. Gleber, Max. “CME Week: The Difference Between Flares and CMEs.” NASA, 2014.
5. “Solar Flares.” NASA Goddard Space Flight Center.
6. “STEREO Observes One of the Fastest CMEs on Record.” NASA, 2012.
7. “Earth’s Magnetosphere.” NASA.
8. Lummerzheim, Dirk. “The Colors of the Aurora.” National Park Service.
9. “Total Solar Irradiance: The Sun Also Changes.” NASA.

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