सूर्य: कक्षाओं का केंद्र और जीवन का आधार
सूर्य न होता तो ग्रह अपनी आज की कक्षाओं में नहीं घूम पाते और पृथ्वी भी आज की तरह विविध जीवन को सहारा नहीं दे पाती। सूर्य का गुरुत्व ग्रहों, क्षुद्रग्रहों और धूमकेतुओं को एक व्यवस्थित तंत्र में बाँधे रखता है, जबकि उससे निकलने वाली ऊर्जा और कण पूरे सौरमंडल के परिवेश को लगातार बदलते रहते हैं। आकाश में हर दिन दिखने वाला चमकीला गोला सौरमंडल का केंद्रीय तारा है, जो हमारे ब्रह्मांडीय पड़ोस की बनावट और जीवन के लिए जरूरी परिस्थितियाँ दोनों तैयार करता है।
सूर्य हाइड्रोजन और हीलियम से बना लगभग 4.6 अरब वर्ष पुराना तारा है। उसका अपना गुरुत्व विशाल प्लाज़्मा को बाँधे रखता है। सौरमंडल के कुल द्रव्यमान का लगभग 99.8 प्रतिशत सूर्य में है, इसलिए वही ग्रहों की कक्षाओं को नियंत्रित करता और केंद्र में इतना दबाव व ताप बनाए रखता है कि सूर्य अरबों वर्षों तक चमक सके। लगभग 5 अरब वर्ष बाद, केंद्र का हाइड्रोजन समाप्त होने पर सूर्य फूलकर लाल दानव बन जाएगा और बुध व शुक्र को निगल लेगा। पृथ्वी उससे पहले ही जीवन के लिए अनुपयुक्त हो जाएगी और अंत में उसके निगले जाने की भी संभावना है। बाद में सूर्य अपनी बाहरी परतें अंतरिक्ष में छोड़कर श्वेत बौना बन जाएगा, और बचे हुए बाहरी ग्रह अधिक चौड़ी कक्षाओं में इस ठंडे होते अवशेष के चक्कर लगाएंगे।
- लगभग 1.5 करोड़°C सूर्य के केंद्र का तापमान, जहाँ हाइड्रोजन जुड़कर ऊर्जा बनाता है
- लगभग 1,70,000 वर्ष केंद्र की ऊर्जा को विकिरण क्षेत्र पार करके बाहरी परतों तक पहुँचने में लगने वाला समय
- लगभग 5,500°C प्रकाशमंडल का तापमान, जिसे हम सूर्य की सतह की तरह देखते हैं
- कई दस लाख°C तक सूर्य के बाहरी वायुमंडल कोरोना का अधिकतम तापमान
सूर्य के केंद्र की ऊर्जा बाहर तक कैसे पहुँचती है?
केंद्र में हाइड्रोजन के नाभिक जुड़कर हीलियम बनाते हैं और बहुत थोड़ा द्रव्यमान ऊर्जा में बदल जाता है। लेकिन यह ऊर्जा किसी एक फोटॉन में भरकर सीधे सतह तक नहीं उड़ती। विकिरण क्षेत्र में प्रकाश कणों से बार-बार टकराता है और अपनी दिशा व ऊर्जा बदलता रहता है। “लगभग 1,70,000 वर्ष” किसी एक किरण की यात्रा का समय नहीं है। यह वह समय है जिसमें सूर्य के केंद्र की ऊर्जा कई परतों से गुजरकर बाहर तक पहुँचती है।
इसके बाहर संवहन क्षेत्र में गर्म प्लाज़्मा ऊपर उठता है और ठंडा पदार्थ नीचे जाता है। प्रकाशमंडल पर चावल के दानों जैसा दिखने वाला रूप इस विशाल उथल-पुथल का निशान है। जिस प्रकाशमंडल को हम सतह कहते हैं, वह भी कोई ठोस खोल नहीं है। वह एक दिखाई देने वाली सीमा जैसा है: एक गहराई के नीचे प्लाज़्मा अपारदर्शी हो जाता है और प्रकाश के लिए बाहर निकलना कठिन हो जाता है।
सूर्य का प्रकाश केंद्र से सतह तक एक ही बार में नहीं पहुँचता। ऊर्जा पदार्थ के बीच अनगिनत बार गुजरती है और उसके बाद ही अंतरिक्ष में निकलती है।
सौर गतिविधि लगभग हर 11 साल में क्यों बदलती है?
सूर्य विद्युत आवेश वाले प्लाज़्मा से बना है, और उसका घूर्णन व अंदरूनी प्रवाह चुंबकीय क्षेत्र बनाते हैं। भूमध्य रेखा और ऊँचे अक्षांश एक ही गति से नहीं घूमते, जबकि अंदर बहता प्लाज़्मा चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं को मोड़ता और लपेटता है। लगभग 11 साल के चक्र में सूर्य धब्बे और विस्फोट पहले बढ़ते और फिर घटते हैं, तथा चुंबकीय उत्तर और दक्षिण ध्रुवों की दिशा उलट जाती है। हर चक्र की अवधि और तीव्रता बिल्कुल समान नहीं होती।
सूर्य धब्बे छेद नहीं हैं। ये वे क्षेत्र हैं जहाँ मजबूत चुंबकीय क्षेत्र संवहन को धीमा कर देता है, इसलिए वे आसपास की जगह से अधिक ठंडे और गहरे दिखते हैं। मुड़े हुए चुंबकीय क्षेत्र जब दोबारा जुड़ते हैं, तो सौर ज्वालाएँ और कोरोनल मास इजेक्शन ऊर्जा व पदार्थ को अंतरिक्ष में भेज सकते हैं। पृथ्वी तक पहुँचे कण और चुंबकीय बदलाव ऑरोरा बना सकते हैं, लेकिन तेज घटनाएँ उपग्रहों के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों, संचार, बिजली ग्रिड और अंतरिक्ष यात्रियों पर पड़ने वाले विकिरण को भी प्रभावित कर सकती हैं।
सौर गतिविधि लगभग 11 साल के चक्र में तेज और धीमी होती है, लेकिन हर बार वही समय और वही तीव्रता दोहराई नहीं जाती। सूर्य धब्बे उसकी स्थिति समझने का केवल एक संकेत हैं। विस्फोट की दिशा और उसके चुंबकीय क्षेत्र का आकार भी महत्वपूर्ण है।
सतह से भी गर्म बाहरी वायुमंडल
सूर्य की दिखाई देने वाली सतह, प्रकाशमंडल, के ऊपर वर्णमंडल, संक्रमण क्षेत्र और कोरोना क्रम से आते हैं। आम तौर पर गर्मी के स्रोत से दूर जाने पर तापमान कम होना चाहिए, लेकिन सूर्य के वायुमंडल में उलटा होता है। कोरोना में तापमान फिर बढ़कर कई दस लाख डिग्री तक पहुँच सकता है। कोरोना बहुत विरल है, पर उसके कण बहुत तेजी से चलते हैं और चुंबकीय क्षेत्र की हलचल उसमें ऊर्जा जोड़ती दिखाई देती है। वैज्ञानिक अभी भी पता लगा रहे हैं कि कोरोना इतना गर्म कैसे होता है।
कोरोना के कुछ कण सूर्य के गुरुत्व से बाहर निकलकर सौर पवन के रूप में अंतरिक्ष में फैलते हैं। सौर पवन में तेज और धीमी धाराएँ होती हैं। दूर जाते-जाते वे आपस में मिलती हैं और उनकी शुरुआती विशेषताएँ पहचानना कठिन हो जाता है। इसलिए वैज्ञानिक सूर्य के पास जाकर देखते हैं कि सौर पवन कहाँ शुरू होती है और उसकी गति कैसे बढ़ती है।
- नाभिकीय संलयन केंद्र में हाइड्रोजन को हीलियम में बदलकर ऊर्जा पैदा करता है।
- विकिरण और संवहन घने अंदरूनी भाग में ऊर्जा बाँटते हैं और गर्म प्लाज़्मा को सतह की ओर उठाते हैं।
- चुंबकीय वायुमंडल प्रकाशमंडल के ऊपर मुड़े हुए चुंबकीय क्षेत्र कोरोना को गर्म करते हैं और कभी अचानक दोबारा जुड़ते हैं।
- सौर पवन बाहर निकले प्लाज़्मा और चुंबकीय क्षेत्र को ग्रहों के पार ले जाकर हेलियोस्फीयर बनाती है।
Parker Solar Probe सूर्य के कितने पास पहुँचा?
2018 में प्रक्षेपण के बाद Parker Solar Probe ने शुक्र के गुरुत्व का उपयोग करके अपनी कक्षा को धीरे-धीरे सूर्य के पास किया। 2021 में उसने अल्फ़वेन क्रांतिक सतह को पार किया—यह सूर्य से बँधे पदार्थ और बाहर निकलते पदार्थ के बीच की सीमा है—और सीधे कोरोना से होकर गुजरा। माप से पता चला कि यह सीमा चिकना गोला नहीं है। इसमें उतार-चढ़ाव हैं और एक ही चक्कर में यान इसे कई बार पार कर सकता है।
दिसंबर 2024 में Parker Solar Probe सूर्य की सतह से लगभग 61 लाख किलोमीटर दूर तक पहुँच गया। वह सूर्य पर उतरा या उसके अंदर नहीं गया। बहुत तेज गर्मी रोकने वाली ढाल के पीछे रहकर उसने चुंबकीय क्षेत्र, प्लाज़्मा और उच्च-ऊर्जा कणों को मापा तथा सौर पवन की तस्वीरें लीं। अब वैज्ञानिक सूर्य को केवल दूर से देखने के बजाय हमारे सबसे नजदीकी तारे के आसपास होने वाली घटनाओं को करीब से समझ सकते हैं।