સૌર પવન (solar wind) : સૂર્ય દ્વારા સતત ઉત્સર્જિત આંતરગ્રહીય અવકાશમાં પ્રસરતો વીજાણુ સ્વરૂપનો વાયુપ્રવાહ. 1896માં બર્કલૅન્ડ (Birkland) નામના ભૂભૌતિક વિજ્ઞાની(Geophysicits)એ કેટલાંક અવલોકનો પરથી તારવણી કરી કે સૂર્યના કેટલાક વિસ્તારો પરથી અવારનવાર વિસ્ફોટક રીતે વીજભાર ધરાવતા કણોનું ઉત્સર્જન થતું હોવું જોઈએ અને આ કણોના પ્રવાહના માર્ગમાં પૃથ્વી આવે ત્યારે પૃથ્વી ઉપર ભૂચુંબકીય તોફાનો સર્જાતાં હોવાં જોઈએ. લગભગ આ જ અરસામાં (1895) ઋણ વીજભાર ધરાવતા કણો(electron)ની શોધ થતાં, સૂર્ય દ્વારા ઉત્સર્જિત વીજાણુઓ પણ ઇલેક્ટ્રૉન હોવા જોઈએ એમ મનાયું; પરંતુ આ પ્રકારનો વીજાણુપ્રવાહ સરેરાશ તો વીજભારરહિત જ હોઈ શકે. (અર્થાત્ એકંદરે તો કુલ ઋણ વીજભાર અને ધન વીજભાર સરખા જ થવા જોઈએ.) એ તર્ક અનુસાર આ પ્રકારના સરેરાશ વીજભારરહિત; પરંતુ વીજાણુમય વાયુપ્રવાહના સૂર્ય દ્વારા ઉત્સર્જનનું અનુમાન થયું. (આ પ્રકારના વીજાણુમય વાયુને હવે Plasma કહેવાય છે.) પરંતુ આ સમયે હજી આ પ્રકારનું ઉત્સર્જન સૂર્ય પર અવારનવાર સર્જાતી વિસ્ફોટક ઘટના (flare) સમયે જ થયું મનાતું.
1951માં આ માન્યતામાં મોટો ફેરફાર થયો. બિયરમાન (Biermann) નામના વૈજ્ઞાનિકે સૂચન કર્યું કે સૂર્ય પરથી આ પ્રકારના વીજાણુ–વાયુપ્રવાહનું ઉત્સર્જન સતત થતું હોવું જોઈએ અને આ પ્રકારનો પ્રવાહ આંતરગ્રહીય (interplanetary) અવકાશમાં હંમેશાં પ્રવર્તતો હોવો જોઈએ. તેણે નોંધ્યું કે ધૂમકેતુઓની વીજાણુ પૂંછડી (ion tail) જે હંમેશાં સૂર્યથી વિરુદ્ધ દિશામાં સીધી પ્રસરેલ જણાય છે તે ઘટના આ પ્રકારના પ્રવાહ દ્વારા ધૂમકેતુના વીજાણુ પર લાગતા ધક્કાને કારણે સર્જાતી હોવી જોઈએ. (ધૂમકેતુઓ સામાન્ય રીતે બે અલગ પૂંછડીઓ દર્શાવતા હોય છે. એક તો વક્રાકાર, રતાશ પડતા રંગની, સૂક્ષ્મ કદના ધૂલીય રજકણોની પૂંછડી અને બીજી ભૂરાશ પડતા રંગની, ધૂમકેતુ દ્વારા ઉત્સર્જિત વાયુઓનું અયનીકરણ થતાં સર્જાતી વીજાણુ પૂંછડી. ધૂલીય રજકણો સૂર્યપ્રકાશને કારણે ધક્કો અનુભવે છે; પરંતુ વીજાણુઓ પર આ પ્રકારે લાગતા ધક્કાનું પ્રમાણ નગણ્ય હોય. આ કારણે બિયરમાને વીજાણુપ્રવાહને કારણે ધક્કો લાગતો હોવો જોઈએ એમ તર્ક કર્યો.) ત્યાર બાદ ટૂંક સમયમાં જ હાંસ આલ્વેન (Hans Alven) નામના વૈજ્ઞાનિકે તારવ્યું કે આ પ્રકારના વીજાણુપ્રવાહમાં સૂર્યના ચુંબકીય ક્ષેત્રનો અંશ સ્થગિત (frozen in) થઈને વીજાણુપ્રવાહની સાથે પ્રસરતો હોવો જોઈએ, જેને કારણે ધૂમકેતુના વીજાણુઓ પર બળ લાગે છે. 1958માં યુજીન પાર્કર (Eugene Parker) નામના વૈજ્ઞાનિકે સૈદ્ધાંતિક રીતે પુરવાર કર્યું કે 20 લાખ કેલ્વિન જેટલું ઊંચું તાપમાન ધરાવવાને કારણે સૂર્યના કિરીટાવરણ(corona)ના વાયુનું તેના ઉપરના સ્તરોમાંથી સતત અવકાશમાં પ્રસરણ થતું હોવું જોઈએ. આ ‘સતત’ ઉત્સર્જિત વીજાણુપ્રવાહને Solar Wind, અર્થાત્ સૌર પવન એવું નામ અપાયું. ત્યાર બાદ તુરત જ અવકાશયાનોએ આ પવનોની પ્રાયોગિક નોંધ લીધી અને તેનો ઘનિષ્ઠ અભ્યાસ શરૂ થયો.
સૌર પવનોના અભ્યાસમાં જણાયું છે કે આ પ્રવાહને બૃહદ રીતે બે વર્ગોમાં વહેંચી શકાય છે; એક તો આશરે પ્રતિસેકન્ડ 350 કિમી. જેટલો વેગ ધરાવતો પ્રવાહ, જે ‘મંદ પવન’ (slow wind) કહેવાય અને બીજો 700 કિમી. પ્રતિસેકન્ડ જેવી ગતિ ધરાવતો ઝડપી પ્રવાહ, જે તેજ પવન (fast wind) કહેવાય છે. સૂર્યથી પૃથ્વી જેવા અંતરે મંદ સૌર પવનમાં વીજાણુઓની સંખ્યા સરેરાશ ઘન સેન્ટિમીટર દીઠ ‘20’ જેટલી હોય, જ્યારે ઝડપી સૌર પવનમાં આશરે ઘન સેન્ટિમીટર દીઠ ‘3’ જેવી હોય છે. આ ઉપરાંત અવારનવાર સર્જાતા સૌરવિસ્ફોટો સાથે સંકળાયેલ ઘટનાઓમાં ઉત્સર્જાયેલ ઝડપી અને વધુ સંખ્યામાં વીજાણુ ધરાવતો પ્રવાહ (જે પૃથ્વીની ભૂચુંબકીય ઘટનાઓમાં વિક્ષોભો સર્જે છે.) એ અન્ય ઘટક ગણાય. (આગળની વિગતોમાં આપણે આ ઘટકનો સમાવેશ નહિ કરીએ.)
સૂર્ય દ્વારા ઉત્સર્જિત સૌર પવનનો પ્રવાહ સીધી રેખામાં પ્રસરતો નથી; પરંતુ સૂર્યના ભ્રમણને કારણે, જેમ ગોળ ફરતા ફુવારામાંથી નીકળતી પાણીની સેર વક્રાકાર માર્ગ ધારણ કરે છે તે પ્રકારના માર્ગે આંતરગ્રહીય અવકાશમાં પ્રસરે છે. આ પ્રકારના માર્ગને Archimedian spiral કહેવાય.
સૌર પવનો : આકૃતિમાં કિરીટમંડળની ટોચ પરથી આંતરગ્રહીય અવકાશમાં વક્રાકારે થતું પ્રસરણ દર્શાવ્યું છે. સેક્ટર અનુસાર ફેરવાતી ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા તીર દ્વારા દર્શાવેલ છે. દર્શાવલ આકૃતિ સૂર્યની ચુંબકીય ક્રિયાશીલતાના વધતા તબક્કાને અનુરૂપ છે જ્યારે ચાર જેવા સેક્ટર જણાય છે. ઘટતી ચુંબકીય ક્રિયાશીલતા દરમિયાન સામાન્ય રીતે માત્ર બે જ સેક્ટર પ્રવર્તતા જણાય છે.
અગાઉ જણાવ્યા પ્રમાણે આ પ્રવાહમાં સૂર્યના ચુંબકત્વનો અંશ પણ સ્થગિત (frozen) થઈને પ્રવાહની સાથે પ્રસરે છે. અવકાશયાનોનાં અવલોકનોમાં જણાયું કે આ ચુંબકીય ક્ષેત્રની બળરેખા (field line) કોઈ વખત સૂર્ય તરફ તો કોઈ વખત સૂર્યથી વિરુદ્ધ એમ વારાફરતી બદલાતી જાય છે. આમ સૌર પવનનો પ્રવાહ વારાફરતી વિરુદ્ધ દિશાનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર ધરાવતા વિસ્તારોમાં વહેંચાયેલું હોય છે; આ વિસ્તારો વિભાગો (sectors) તરીકે ઓળખાય છે. આ વિભાગોનાં સ્વરૂપ અને સંખ્યા સૂર્યની ચુંબકીય ક્રિયાશીલતાના તબક્કા (phase of solar activity) પર આધાર રાખતી જણાય છે. આમ સૂર્યના તેજાવરણ પર પ્રવર્તતા ચુંબકીય ક્ષેત્ર (જે ઘણું જટિલ હોય) તેનો જે અંશ કિરીટાવરણની ટોચ સુધી અસરકર્તા બને તે અનુસાર તે વિસ્તાર દ્વારા ઉત્સર્જિત સૌર પવનમાં ચુંબકીય બળરેખા સ્થગિત થઈ હોય !
સૌર પવનો અંગેની આ માહિતી આપણને મહદંશે તો સૂર્યના વિષુવવૃત્તીય સમતલની દિશામાં જ પ્રાપ્ત થાય છે. સૂર્યનું વિષુવવૃત્તીય સમતલ અને ક્રાંતિતલ જેમાં (પ્લૂટોનો અપવાદ ગણતાં) બધા જ ગ્રહો આવેલા છે, એ બંને સમતલને એક જ માની શકાય. પૃથ્વી પરથી પ્રક્ષેપિત અવકાશયાનોની કક્ષા પણ સામાન્ય રીતે આ સમતલમાં જ હોય; કારણ કે આ સમતલની બહાર અવકાશયાન મોકલવાનું કામ કપરું છે. આમ ક્રાંતિતલ આસપાસ 40°ના વ્યાપના આંતરગ્રહીય અવકાશ માટે સૌર પવન અને તેના વિભાગમાં વિભાજિત વિસ્તારો અને સૂર્યની ચુંબકીય ક્રિયાશીલતા સાથે તેમાં સર્જાતા ફેરફારોની આપણને વિસ્તૃત માહિતી મળી છે.
આ વિસ્તારની બહાર આવેલ અને ખાસ કરીને સૂર્યના ધ્રુવીય વિસ્તારની ઉપરના અવકાશમાં સૌર પવનનું સ્વરૂપ જાણવા માટે 1990માં ULYSSIS નામના વિશિષ્ટ અવકાશયાનનો પ્રક્ષેપ કરાયો. આ યાને ગુરુના ગ્રહ ફરતો આંટો લગાવીને તેના ગુરુત્વાકર્ષણની મદદથી ક્રાંતિતલની બહાર જાય તેવી કક્ષા મેળવી. આ અવકાશયાનની મદદથી હાલ ક્રાંતિતલની બહારના વિસ્તારોમાં પ્રવર્તતા સૌર પવનનો અભ્યાસ હાથ ધરાયેલ છે.
સૌર પવનો અને તેમાં સ્થગિત થયેલ ચુંબકીય ક્ષેત્રને કારણે સૂર્ય ફરતો એક એવો વિસ્તાર સર્જાય છે કે જેમાં આંતરતારાકીય માધ્યમ (interstellar medium) પ્રભાવશાળી નથી રહેતું; પરંતુ સૌર પવનના વીજાણુઓનો પ્રભાવ પ્રવર્તે છે. આ વિસ્તાર સૂર્યાવરણ (Heliosphere) કહેવાય છે. આ Heliosphereની સીમા આશરે પ્લૂટોથી બેગણા અંતર એટલે કે લગભગ 100 ખગોળીય એકમ જેવી જણાય છે અને આ વિસ્તારમાંથી હાલ પાયોનિયર 11 અને વોયેજર 1 અને 2 અવકાશયાનો અંતરિક્ષ તરફ આગળ ધપી રહ્યા છે.
સૌર પવનો અને Heliosphereમાં સૂર્યની ચુંબકીય ક્રિયાશીલતા સાથે થતા ફેરફારોના અભ્યાસનું એક મહત્વનું પાસું, સૌરમંડળની બહારથી સૌરમંડળમાં પ્રવેશતાં બ્રહ્માંડ કિરણો પર તેની અસર સંબંધનું છે.
સૌર પવન અને તેમાં સ્થગિત થયેલ ચુંબકીય ક્ષેત્ર આ બ્રહ્માંડ કિરણોને અવરોધક બને છે એટલે સૂર્યની ચુંબકીય ક્રિયાશીલતા સાથે સૌરમંડળમાં પ્રવેશતાં બ્રહ્માંડ કિરણોના પ્રમાણમાં પણ ફેરફાર થતા રહે છે. ઊર્જાવાન બ્રહ્માંડ કિરણોના પ્રભાવથી સર્જાતાં અસ્થાયી રેડિયો-ઍક્ટિવ તત્વોનો અભ્યાસ સૌરમંડળનો ભૂતકાળ ઉકેલવામાં મહત્વનો છે. [પૃથ્વીના વાતાવરણમાં સર્જાતો C14 નામે ઓળખાતો કાર્બનનો સમસ્થાનિક (isotope) પણ આ જ રીતે સર્જાય છે.] જોકે આ સ્થાને આપણે આ વિષયમાં વધુ ઊંડાણમાં નહિ ઊતરીએ; પરંતુ નોંધ લેવાની કે આ પ્રકારના અભ્યાસ દ્વારા સૂર્યની ભૂતકાળની ચુંબકીય ક્રિયાશીલતા અંગે વૈજ્ઞાનિકો ઘનિષ્ઠ અભ્યાસ કરી રહ્યા છે.
જ્યોતીન્દ્ર ન. દેસાઈ