खगोल

सूर्य - १९

2010-11-01T22:56:00.002+05:30

आपण आता वापरतो ते पिरीऑडीक टेबल मेंडेलीफ याने बनवलं. (एवढ्या महत्त्वाच्या शोधासाठीही मेंडेलीफला नोबेल पुरस्कार मिळाला नाही कारण नोबेलसाठी त्याच्या नावाचा विचार सुरू असतानाच तो निर्वतला.) पिरीऑडीक टेबल म्हणजे नक्की काय तर मूलद्रव्यांच्या मूलभूत भौतिकी-रासायनिक गुणधर्मांप्रमाणे त्यांचं वर्गीकरण आणि हे गुणधर्म मूलद्रव्याच्या केंद्रकात किती प्रोटॉन्स आहेत त्यावरून ठरतात. याच संदर्भात या पोस्टमधून आपण सूर्याच्या अंतर्भागात चालणार्‍या अणूकेंद्रमीलनाच्या क्रियेची ओळख करून घेऊ या.

विश्वात सर्वात जास्त प्रमाणात हायड्रोजन हा वायू आढळतो. विश्वात साधारण ७४% हायड्रोजन, २५% हेलियम आणि १% इतर जड मूलद्रव्य आढळतात. सर्व तार्‍यांमधे, दीर्घिकांमधे मूलद्रव्यांचं हेच प्रमाण साधारणपणे आढळतं. तसंच विश्वात इतर काही मूलभूत कण आढळतात. इलेक्ट्रॉन हा मूलभूत कण आहे, पण प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉन हे अणूकेंद्रात आढळणारे कण मूलभूत नाहीत; त्यांमधे प्रत्येकी तीन क्वार्क्स असतात आणि हे क्वार्क्स मूलभूत कण आहेत. या शिवाय पॉझिट्रॉन, न्यूट्रीनो असे मूलभूत कण अस्तित्त्वात आहेत. यांपैकी न्यूट्रीनो कणांना 'भूतबाधा' झालेली आहे असं म्हणतात येईल. या कणांचं वस्तूमान खूप खूप कमी असतं शिवाय साध्या पदार्थाशी या कणांची प्रकिर्‍या फार कमी प्रमाणात होत असल्यामुळे हे कण शोधणं खूप कठीण असतं. आत्ता हे वाक्य वाचत असताना तुमच्या शरीरातून हजारो न्यूट्रीनो गेले असतील पण न्यूट्रीनो इतर पदार्थांशी खूप कमी प्रमाणात इंटरॅक्ट करत असल्यामुळे न्यूट्रीनो असले-नसले तरी आपल्याला समजत नाही.

तर आता पाहू या सूर्याच्या पोटात काय प्रकारच्या घटना घडतात! वरच्या आकृतीत या घटनांचं चित्रं दिलेलं आहे. यात सुरूवातीला दोन हायड्रोजनचे अणू (इथे प्रत्येक ठिकाणी दोन प्रोटॉन्स असंही समजता येईल) एकत्र येतात आणि त्यातून एक न्यूट्रीनो (म्हणजेच ऊर्जा) आणि एक पॉझिट्रॉन बाहेर पडतो आणि मुख्य घटक बनतो तो म्हणजे ड्यूटेरियमचं किंवा जड हायड्रोजनचं केंद्रक. या ड्यूटेरियमच्या केंद्रात एका प्रोटॉनच्या जोडीला एक न्यूट्रॉनही असतो (साध्या हायड्रोजनमधे फक्त एक प्रोटॉनच असतो.) या ड्यूटेरियमबरोबर एक प्रोटॉन (साधा हायड्रोजन) एकत्र येतो आणि त्यातून पुन्हा एक फोटॉन बाहेर पडतो आणि मुख्य घटक बनतो तो म्हणजे ट्रीटीयम अथवा सर्वात जड हायड्रोजनचं केंद्र, यात असतात दोन न्यूट्रॉन आणि एक प्रोटॉन. अशी दोन ट्रीटीयमची केंद्रकं एकत्र येतात आणि मुख्य घटक बनतात हेलियमचं एक केंद्रक आणि दोन साध्या हायड्रोजनची केंद्रकं अथवा प्रोटॉन्स. एकूण सहा प्रोटॉन्स एकत्र येऊन त्यातून दोन पॉझिट्रॉन्स, दोन न्यूट्रीनोज, दोन प्रोटॉन्स, एक हेलियमचं केंद्रक आणि ऊर्जा बाहेर पडते. यातली ऊर्जा वगळता इतर सर्व कणांची वस्तूमानं पाहिली असतात प्रक्रियेच्या शेवटी ०.७% वस्तूमान कमी पडतं आणि त्याचं ऊर्जेत रूपांतर होतं. हेच सूर्याचं आणि इतर सुस्थितीतल्या तार्‍यांचं इंजिन.

सूर्य - १८

2010-09-29T22:33:00.002+05:30

अणूची संरचना सरधोपटपणे समजून घेतल्यावर आपण आता उर्जेचे एक एकक शिकू या. त्याला म्हणतात इलेक्ट्रॉन व्होल्ट (eV).

साधारणतः कोणत्याही जड पदार्थाच्या दोन प्रकारच्या उर्जा असू शकतातः स्थितीज (potential energy) आणि गतीज उर्जा (kinetic energy). उंचावर साठवलेल्या पाण्यामधे स्थितीज उर्जा असते. हे पाणी खाली पडतं तेव्हा त्या सर्व स्थितीज उर्जेचं संपूर्णपणे गतीज उर्जेत रूपांतर होतं. हे पाणी टर्बाईनवर पडून वीज तयार होतं तेव्हा गतीज उर्जेचं वीजेत रूपांतर होतं आणि काही उर्जा उष्णतेच्या रूपात निसटून जाते. कोणत्याही प्रकारे शून्यातून उर्जा तयार करता येत नाही आणि असलेली उर्जा काही परिणामाशिवाय नष्ट करता येत नाही. उर्जेचे प्रकार किंवा दृष्यमान परिणाम मात्र बदलू शकतात. हाच तो उर्जा अक्षय्यतेचा नियम. (Law of conservation of energy)

एक सुटा, मोकळा इलेक्ट्रॉन जेव्हा एक व्होल्ट इलेक्ट्रीक फील्डमधे फिरतो तेव्हा त्याची उर्जा असते एक इलेक्ट्रॉन व्होल्ट. हायड्रोजनच्या अणूची रचना आपण पाहिली. हायड्रोजनच्या अणूतून जर इलेक्ट्रॉन विलग करायचा असेल तर त्या इलेक्ट्रॉनला १३.६ इलेक्ट्रॉन व्होल्ट एवढी उर्जा बाहेरून पुरवावी लागेल. किंवा हायड्रोजनच्या अणूतल्या इलेक्ट्रॉनची इलेक्ट्रीक स्थितीज उर्जा आहे -१३.६ इलेक्ट्रॉन व्होल्ट. उणे चिन्हाचं महत्त्व असं की तो इलेक्ट्रॉन सुटा करायचा असेल तर बाहेरून उर्जा द्यावी लागेल.

आणखी एक संकल्पना आपण समजावून घेऊ ती म्हणजे प्रतिपदार्थ (antimatter). याबद्दल बरेच गैरसमज पसरलेले असतात. सोप्या भाषेत प्रतिपदार्थ म्हणजे उलट विद्युतभार असणारा पदार्थ. इलेक्ट्रॉनचा प्रतिपदार्थ किंवा प्रतिकण (anti-particle) आहे पॉझिट्रॉन (positron). इलेक्ट्रॉन आणि पॉझिट्रॉनचं वस्तूमान एकसारखंच असतं, दोन्हींवर एकसारखाच विद्युतभार असतो, फक्त पॉझिट्रॉनवर धनभार असतो आणि इलेक्ट्रॉनवर ऋणभार असतो. असेच प्रोटॉन, न्यूट्रॉन इ. सर्व कणांचे प्रतिकण असतात.

या संकल्पना बघितल्यावर पुढच्या पोस्टमधे आपण सूर्याच्या आत अणूगर्भ मीलनाची (nuclear fusion) प्रक्रिया कशी होते ते पाहू या.

सूर्य - १७

2010-09-27T23:20:00.003+05:30

हे ब्लॉग-पोस्ट प्रत्यक्षात सूर्याशी संबंधित नसलं तरी सूर्याबद्दल अधिक खोलात जाऊन समजून घेताना उपयोगी पडेल, म्हणून याच मालिकेत घातलं आहे. या पोस्टमधे आपण अणूच्या आतल्या रचनेबद्दल अगदी थोडक्यात माहिती घेऊ या.

प्रत्येक मूलद्रव्य, उदा. ऑक्सिजन, कार्बन, लोखंडं, तांबं, सोनं, चांदी, हे अणूंचं बनलेलं असतं. अणूचे आणखी तुकडे करता येत नाहीत असा समज खूप काळापर्यंत होता, जो चॅडविकने इलेक्ट्रॉनचा शोध लावल्यावर पूर्णतः मागे पडला. अणूची रचना कशी असते याचं अतिशय सोपं कार्टून वरच्या चित्रात आहे. डाव्या बाजूच्या चित्रात हायड्रोजनच्या अणूचं चित्रं आहे. त्या अणूच्या केंद्रात एक प्रोटॉन असतो. प्रोटॉनवर एक एकक एवढा धनभार असतो. हायड्रोजच्या अणूचं केंद्र एक प्रोटॉन एवढं साधं असतं. त्याच्याबाहेर एक इलेक्ट्रॉन केंद्राभोवती प्रदक्षिणा घालत असतो. इलेक्ट्रॉनवर एक एकक, म्हणजे प्रोटॉनएवढाच, पण ऋणभार असतो. म्हणजे प्रोटॉन आणि इलेक्ट्रॉनवर अगदी उलट भार असतात. याशिवाय अणू केंद्रात न्यूट्रॉन हा ही कण असतो (हायड्रोजन वगळता इतर सर्व अणूकेंद्रांमधे हा कण असतो.) न्यूट्रॉनवर कोणताही भार नसतो.

या तिन्ही कणांपैकी न्यूट्रॉन हा कण सगळ्यात जड असतो, किंवा त्याचं वस्तूमान सगळ्यात जास्त असतं (साधारण ०.००० ... अशी २७ शून्य आणि १६ एवढं, किंवा १.६ X १०^-२७ किंवा १.६ गुणिले दहाचा वजा सत्तावीसावा घात!), त्याखालोखाल प्रोटॉनचं वस्तूमान भरतं. प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉनची वस्तूमानं जवळजवळ सारखीच आहेत. इलेक्ट्रॉनचं वस्तूमान मात्र बरंच कमी असतं. इलेक्ट्रॉन प्रोटॉनच्या साधारण २००० पट हलका असतो.

या चित्रात उजवीकडे हेलियमचा अणू दाखवला आहे. मूलद्रव्यांमधलं हे दोन क्रमांकाचं द्रव्य. हेलियमच्या अणूत प्रत्येकी दोन इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉन असतात. मूलद्रव्यांचं वर्गीकरण त्याच्या केंद्रात किती प्रोटॉन्स आहेत त्यावरून केलं जातं. हायड्रोजनच्या केंद्रात एक प्रोटॉन म्हणून त्याचा अणूक्रमांक एक, हेलियमच्या केंद्रात दोन प्रोटॉन म्हणून हेलियमचा अणूक्रमांक दोन. जर एखाद्या हायड्रोजनच्या अणूकेंद्रात एका प्रोटॉनबरोबर एक न्यूट्रॉन आला तरीही ते केंद्र हायड्रोजनचंच रहातं, आणि त्याला जड हायड्रोजन किंवा ड्यूटेरियम असं म्हणतात. या साठी वैज्ञानिक संज्ञा आहे समस्थानिक. ड्यूटेरियम हे हायड्रोजनचं समस्थानिक आहे.

आता पुढच्या भागात पाहू सूर्याच्या केंद्रात ऊर्जा तयार होताना नक्की कोणत्या प्रक्रिया घडतात.

सूर्य - १६

2010-09-14T12:41:00.002+05:30

सूर्याच्या आतली आणि बाहेरची थोडी माहिती घेतल्यावर आपण थोडंसं आकड्यांकडे वळू या. म्हणजे सूर्य किती मोठा आहे, पृथ्वीची आणि सूर्याची आकार, वस्तूमान इत्यादींची गंमतजंमत पाहू या!

सूर्याचा व्यास पृथ्वीच्या व्यासाच्या साधारण ११० पट जास्त आहे. सूर्याचा व्यास आहे, १३,९२,००० किलोमीटर आणि पृथ्वीचा साधारण १२,७०० किलोमीटर. सूर्याचं वस्तूमान आहे दोनावर तीस शून्य एवढे किलो, शास्त्रीय 'लिपीत' २×१०^३० आणि पृथ्वीचं आहे पाचावर २४ शून्य (५×१०^२४) एवढे किलो. आता आपण जर सूर्यावर उतरू शकलो तर आपलं वजन किती सूर्यावर किती भरेल? पृथ्वीवर आहे त्याच्या साधारण एक हजार पट. पृथ्वीवर गुरूत्त्वाकर्षणामुळे होणारं त्वरण (acceleration due to gravity) हे सरासरी ९.८ मीटर प्रति सेकंद-वर्ग (9.8 m/s^2) एवढं आहे. सूर्यावर हाच आकडा सरासरी पृथ्वीच्या चाळीस पट म्हणजे ३२४ मीटर प्रति सेकंद-वर्ग एवढं भरेल.

पण आता पाहू या सूर्याची घनता किती आहे ते! पाण्याची घनता आहे, साधारण १ ग्रॅम प्रति घनसेंटीमीटर. म्हणजे एक सेंटीमीटर लांबी, रुंदी आणि उंची असणार्‍या खोक्यात संपूर्णपणे पाणी भरलं, तर त्या पाण्याचं वजन भरेल साधारण १ ग्रॅम. पृथ्वीची सरासरी घनता पाण्याच्या घनतेच्या साधारण साडेपाच पट आहे. आणि सूर्याची घनता पाण्याच्या दीडपट आहे. म्हणजे चमचाभर सूर्य, चमचाभर पृथ्वीपेक्षा हलका असेल. अर्थात, चमचाभर पृथ्वी आपल्याला हातात घेता आली तरी चमचाभर सूर्य आपल्याला हातात नाही घेता येणार, चमचा वितळेल!

सूर्य - १५

2010-09-02T22:49:00.000+05:30

सूर्याच्या आयुष्याबद्दल प्रश्न पाहिल्यानंतर आपण साधारण त्याच संदर्भातला पुढचा प्रश्न पाहू या:

सूर्यातील इतर जड मूलद्रव्ये कोणत्या स्वरूपात आहेत? वायूच ना? हैड्रोजनच्या चार अणूंपासून हेलियमचा एक अणू होतो. पुढे या हेलियमचे काय होते?

सूर्याचे इंजिन हायड्रोजनचे हेलियममधे रूपांतर करून चालते. ही प्रक्रिया अगदी सोपी नाही, आपण पुढच्या भागात त्याचीही माहिती करून घेऊ या. पण आत्ता पाहू या हा हायड्रोजन संपला तर काय होईल. साधारणपणे सूर्याच्या केंद्रात एकूण वस्तूमानाच्या १/६० एवढा हायड्रोजन आहे. त्याचे हेलियममधे रूपांतर होताना ऊर्जा बाहेर पडते. या ऊजेमुळे फक्त सूर्यात प्रचंड उष्णता आणि तापमान आहे असंच नाही तर या ऊर्जेमुळे सूर्याचा आकारही स्थिर रहातो. सूर्याच्याप्रचंड वस्तूमानामुळे तिथे गुरूत्त्वाकर्षणही प्रचंड जास्त आहे. या बलामुळे सूर्यातला वायू बाहेरून आत खेचला जातो. जर या बलाला विरोध करणारे कोणतेही बल (फोर्स) नसेल तर सूर्य काही क्षणांतच एका बिंदूएवढा होईल; पण असं होताना दिसत नाही. याचं कारण सूर्याच्या केंद्रातून बाहेर पडणारी ऊर्जा. या ऊर्जेमुळे जे बल उत्सर्जित होते त्यामुळे सूर्याच्या गुरूत्वाकर्षणाला विरोध होतो आणि सूर्याचा आकार बदलत नाही.

सूर्याच्या केंद्रात किती वस्तूमान आहे, एका सेकंदाला सूर्यात किती ऊर्जा तयार होते यावरून सूर्याचं अंदाजे वय समजतं. साधारण आणखी पाचशे कोटी वर्षांनी सूर्याच्या केंद्रातल्या सर्व हायड्रोजनचे हेलियममधे रूपांतर होईल. त्यानंतर हेलियमचं आणखी जास्त जड मूलद्रव्य, लिथियममधे रूपांतर होऊ लागेल. पण हे होताना सूर्याच्या केंद्राचा आकार थोडा कमी होईल आणि गाभ्यात आणखी जास्त दाब (प्रेशर) आणि तापमान निर्माण होईल. त्यामुळे हेलियमच्या 'ज्वलना'स सुरूवात होईल. तार्‍यांमधे अशी जड मूलद्रव्य लोखंडापर्यंत बनू शकतात. त्यापेक्षा जड मूलद्रव्य बनताना ऊर्जा बाहेर पडत नाही, तर बाहेरून पुरवावी लागते. सूर्याचा गाभा संपूर्ण लोखंडाचा बनला की आतून कोणतेही बल नसेल जे गुरूत्वाकर्षणाला रोखून धरू शकेल. पण हे सगळं होईपर्यंत सूर्य रक्तरंगी राक्षसी (रेड जायंट) तारा झाला असेल (याची आणखी सविस्तर माहिती आपण तार्‍यांच्या जीवनक्रमामधे घेऊच). आणि लोखंडी गाभ्याचा सूर्य हा मृत तारा म्हणवला जाईल.

सूर्य - १४

2010-09-01T23:44:00.002+05:30

सूर्याच्या बाह्यभागाची सफर करून झाल्यावर आता आपण पुन्हा सूर्याच्या अंतर्भागाची माहिती घेऊ या. मला एकाने प्रश्न असा विचारला आहे:

सूर्याचे आयुर्मान आजअखेरचे किती आहे, एकूण भाकीत कितीचे आहे?

या प्रश्नाचं उत्तर उत्क्रांतीवादवाल्या चार्ल्स डार्विनच्या आधी, म्हणजे साधारण दीडशे वर्षांपूर्वी विचारलं असतं तर कदाचित काही दहाहजार वर्ष असं दिलं असतं. सूर्याचं आयुर्मान, वय, आणि अजून किती आयुष्य बाकी आहे याची माहिती आपल्याला कशी मिळाली, तो प्रवास कसा झाला ही एक मजेशीर गोष्ट आहे. अगदी सुरूवातीच्या काळात, खूप खूप वर्षांपूर्वी, सूर्य हा आगीचा गोळा आहे असं मानलं जायचं. सूर्याचं आपल्यापासूनचं अंतर, त्यावरून सूर्याचा आकार निश्चित झाल्यावर (हे कसं केलं ते पुढे कधीतरी पाहू या!) असं लक्षात आलं की फक्त आगीचा गोळा असेल तर एवढ्या आकाराची वस्तू (साधारण १४ लाख किलोमीटर व्यास) काही शे वर्षांतच जळून संपून जाईल. पण मानवी इतिहास त्यापेक्षाही जुना आहे यावरून सूर्य लोखंडाचा गोळा आहे आणि तो आकुंचित होत आहे आणि त्यातून ऊर्जा मिळत आहे असा अंदाज पुढे आला. पण तसं असेल तर सूर्याचा आकाशात दिसणारा आकार कमी कमी होत जायला पाहिजे, पण ते ही दिसत नव्हतं. त्यापुढे लॉर्ड केल्व्हीन आणि हेल्महोल्त्झ यांनी सुचवलं की सूर्य हा तप्त द्रवाचा गोळा आहे आणि त्याच्या थंड होण्यातून आपल्याला ऊर्जा मिळते. पणत्यातून सूर्य फारतर २ कोटी वर्ष तग धरू शकेल असं त्यांचं गणित होतं. साधारण दीडशे वर्षांपूर्वी उत्क्रांतीवादाचा सिद्धांत मांडणारा चार्ल्स डार्विन जन्माला आला. त्याच्या सिद्धांतानुसार पृथ्वीवर जीवसृष्टीच काही कोटी वर्ष जुनी असणार. तसं असेल तर सूर्य त्याहीपेक्षा म्हातारा असलाच पाहिजे. पुढे कार्बन -१४ या टेस्टआधारे जुन्या जीवाश्मांचे वय ३० कोटी वर्ष असेल असं लक्षात आलं. मग सुरू झाला शोध सूर्याला एवढा काळ प्रज्ज्वलित ठेवू शकेल अशा प्रकारे ऊर्जा बनवण्यार्‍या क्रियेचा.

१९०४ मधे नोबल पुरस्कार विजेत अर्नेस्ट रुदरफोर्ड यांनी सूर्याच्या आत ऊर्जा तयार होत असेल असा सिद्धांत मांडला. जगविख्यात शास्त्रज्ञ आल्बर्त आईनश्ताईनने त्याचे प्रसिद्ध E = mc2 हे समीकरण मांडले. रूदरफोर्डच्या सिद्धांताला यामुळे पाठींबाच मिळाला. शेवटी १९२०मधे सर आर्थर एडींग्टन यांनी हे कोडं सोडवलं. चार हायड्रोजनचे अणू एकत्र येऊन एक हेलियमचा अणू तयार होतो आणि त्यात ०.७% एवढं वस्तूमान ऊर्जेत रूपांतरीत होतं असा सिद्धांत मांडला. यालाच अणूकेंद्रकांचे मिलन (nuclear fusion) म्हणतात. सेसिलिया पेन यांनी १९२५ मधे सूर्यात प्रचंड प्रमाणात हायड्रोजन आहे हे निरिक्षणांमधून सिद्ध केलं. १९३० च्या सुमारास सुब्रमण्यन चंद्रशेखर आणि हान्स बेथे यांनी याअणूकेंद्रक मिलनाच्या प्रक्रियेचे आणखी चांगल्या प्रकारे मांडणी केली आणि शेवटी १९५७ साली मार्गारेट बरब्रिज यांनी या सैद्धांतिक कामाला पूर्णता दिली.

चार हायड्रोजनचे अणू एकत्र येतात आणि त्यातून एक हेलियमचा अणू बनतो. चार हायड्रोजनच्या अणूंपेक्षा एका हेलियमचे वस्तूमान ०.७% एवढं कमी भरतं आणि त्याचंच ऊर्जेत रूपांतर होतं. हे सूर्याचं इंजिन. या इंजिनामुळे आता सूर्याचे अंदाजे वय पाचशे कोटी वर्ष एवढे आहे, आणि सूर्याची अजून तेवढीच वर्ष बाकी आहेत. माणसाचं सरासरी वय १०० वर्ष असेल तर सूर्य आता पन्नाशीचा आहे.

सूर्य - १३

2010-08-31T17:23:00.002+05:30

आज आपण सूर्यासंबंधिच्या प्रश्नाचं उत्तर पाहू या. प्रश्न असा आहे:
सौरस्फोटातून बाहेर फेकली जाणारी उर्जा सूर्याच्या वातावरणाच्या बाहेर गेल्यानंतर तिचे काय होते? तीच गोष्ट चुंबकीय बलरेषा ताणल्याने बाहेर फेकल्या जाणाऱ्या वायूंची. हे वायू सौरमालेच्या वातावरणाचा भाग बनतात, हे ठीक. पण तेथे त्या वायूंच्या आणखी काही प्रक्रिया होतात का?

सूर्याने बाहेर फेकलेल्या द्रव्याचा सूर्याभोवती एक कडं निर्माण करतात आणि या कड्याला हेलिओस्फिअर किंवा सूर्यमंडळाची सीमा म्हणता येईल. सूर्यातून फेकले गेलेले द्रव्य जिथपर्यंत पोहोचते ते हेलिओस्फिअर. सूर्यातून बाहेर फेकले गेलेले हे द्रव्य काही दशलक्ष किलोमीटर प्रति तास या वेगाने काही शे कोटी किलोमीटर (वेळेच्या भाषेत साधारण दहा हजार तास) प्रवास करते आणि मग या द्रव्याचा वेग मंदावतो. सूर्याच्या आजूबाजूला असलेल्या तार्‍यांमधूनही अशाच प्रकारे द्रव्य बाहेर टाकले जाते. दोन्ही बाजूंनी, खरंतर सूर्याच्या सगळ्याच बाजूंनी असे द्रव्य बाहेर पडत आहे, ज्याला आंतरतारकीय द्रव्य किंवा साध्या भाषेत तार्‍यांच्या मधलं वस्तूमान, द्रव्य असं म्हणता येईल, इंग्लिशमधे interstellar medium / ISM. या द्रव्यामुळे सूर्यातून बाहेर फेकल्या गेलेल्या द्रव्याचा वेळ हळूहळू कमी होतो, याला शास्त्रीय भाषेत termination shock म्हणतात; आणि ज्या ठिकाणी सूर्यातून बाहेर फेकलेले द्रव्य आणि आंतरतारकीय द्रव्य यांचा दाब समसमान होतो, प्रेशर एकसारखे होते, तिथे सूर्याची सीमा संपते. सूर्यातून बाहेर पडणार्‍या द्रव्याचा प्रवास तिथेच थांबतो. शास्त्रीय परिभाषेत याला बो शॉक Bow shock असं म्हणतात. सूर्याचा बो शॉक साधारण २३० खगोलीय एकक* अंतरावर आहे असं मानण्यात येतं.

वरच्या चित्रात सूर्याच्या सीमेचे कल्पनाचित्रं काढलेले आहे. चित्रात टर्मिनेशन शॉक आणि बो शॉक दाखवलेले आहेत.

*एक खगोलीय एकक = सूर्य आणि पृथ्वी यांच्यातलं सरासरी अंतर.

सूर्य - १२

2010-08-25T22:17:00.000+05:30

सौर वार्‍यांचा मोठा स्फोट म्हणजे सूर्याच्या किरीटातून प्रचंड प्रमाणात वायू बाहेर फेकला जाणे, इंग्लिशमधे याला करोनल मास इजेक्शन, CME म्हणतात. या नि:सारणामधे प्रचंड प्रमाणात इलेक्ट्रॉन्स, प्रोटॉन्स, छोट्या प्रमाणात जड मूलद्रव्य, उदा: हेलियम, ऑक्सिजन, इत्यादी आणि चुंबकीय क्षेत्र सूर्याकडून बाहेर टाकले जाते. वरच्या मूव्हीमधे दाखवल्याप्रमाणे अचानक प्रचंड प्रमाणात द्रव्य सूर्यातून बाहेर फेकले जाते जे आठ मिनीटांत पृथ्वीवरून दिसू शकते. पण हे द्रव्य पृथ्वीपर्यंत पोहोचण्यासाठी दोन ते तीन दिवस लागू शकतात. नक्की किती वेळ लागतो हे त्या स्फोटाच्या ऊर्जेवर अवलंबून असतं. अलिकडच्या संशोधनानुसार चुंबकीय रेषा जोडणीमुळे हे द्रव्यनि:सारण होते असे लक्षात आले आहे. चुंबकीय रेषा जोडणी म्हणजे नक्की काय? तर सूर्याच्या वैचित्र्यपूर्ण परिवलनामुळे सूर्याच्या चुंबकीय रेषा तुटतात हे आपण मागे पाहिलेच. कधीकधी या रेषांची पुर्नमांडणी होऊन, पुन्हा मोडणी-जोडणी होऊन उलट दिशा असणार्‍या दोन रेषा एकत्र आल्या की ही चुंबकीय रेषा जोडणी होते, ज्यात या दोन रेषांमधे असलेली ऊर्जा अचानक बाहेर पडते आणि आपल्याला स्फोटाच्या स्वरूपात दिसते.

या द्रव्यनि:सारणाचा पृथ्वीवर मोठा परिणाम होऊ शकतो. पृथ्वीचं स्वतःचं चुंबकीय क्षेत्र आहे. द्रव्यनि:सारणाचंही स्वतःचं चुंबकीय क्षेत्र असतंच. ही दोन्ही चुंबकीय क्षेत्र एकमेकांना समांतर असली, किंवा दोन्हीचे समान ध्रुव एकाच दिशेला असले तर समान ध्रुवांमधे असलेल्या अपकर्षणामुळे हे सर्व द्रव्य पृथ्वीपासून लांब जाते, पृथ्वीवर फारसा परिणाम होत नाही. पण याच्या उलट स्थिती आली, विरुद्ध ध्रुव एका दिशेला आले तर हे द्रव्य पृथ्वीकडे खेचलं जातं. पृथ्वीचे चुंबकीय ध्रुव भौगोलिक ध्रुवांच्या जवळच आहेत, त्या दिशेला हे द्रव्य प्रवास करतं आणि तिथे इलेक्ट्रॉन्स आणि प्रोटॉन्स जमिनीच्या जवळ येऊ लागतात. पृथ्वीच्या वातावरणाच्या एका थरात, आयनोस्फियरमधे या कणांची ऊर्जा नायट्रोजन आणि ऑक्सिजनचे आयन्स शोषून घेतात आणि थोड्या वेळाने ही ऊर्जा प्रकाशाच्या रूपात बाहेर टाकतात. त्यालाच ध्रुवीय प्रकाश किंवा ऑरोरा असे म्हणतात. खालच्या चित्रात असाच एक ऑरोरा दाखवला आहे. हे भारीत कण कृत्रिम उपग्रहांच्या जवळ आल्यास त्यांचे नुकसान करू शकतात, पृथ्वीवरच्या आयनोस्फियरला उलटंपालटं करत दळणवळणही बंद पाडू शकतात. म्हणून किरीटातून होणार्‍या या द्रव्य नि:सारणाचा अभ्यास करणे आपल्यासाठीही गरजेचे आहे.

सूर्य - ११

2010-08-25T21:51:00.001+05:30

सौर वारे म्हणजे सूर्याच्या बाह्य वातावरणातून बाहेर पडणारे भारीत कण आणि वायूंचे मिश्रण. या वार्‍यांमधे मुख्यत्त्वे करून इलेक्ट्रॉन आणि प्रोट्रॉन्स असतात. इलेक्ट्रॉन आणि प्रोटॉन्स हे दोन कण अणूमधे सापडतात. इलेक्ट्रॉन हा मूलभूत कण आहे, म्हणजे इलेक्ट्रॉनचे आणखी तुकडे होऊ शकत नाहीत. त्यावर ऋण भार असतो.तर प्रोटॉन हा धनभारीत कण अणूकेंद्रकात सापडतो, ज्याचे तीन क्वार्क्समधे तुकडे होऊ शकतात. क्वार्क्सचे आणखी छोटे तुकडे होऊ शकत नाहीत. हायड्रोजन वायूच्या अणूकेंद्रकात फक्त एक प्रोटॉन असतो, आणि त्याच्याबाहेर एक इलेक्ट्रॉन फिरत असतो. हायड्रोजन अणूतला इलेक्ट्रॉन वेगळा केला, म्हणजेच हायड्रोजनचे आयनीभवन केले तर हायड्रोजनचे अणूकेंद्र म्हणजे फक्त एक प्रोटॉन शिल्लक रहातो. सूर्याचा जवळजवळ पाऊण हिस्सा हायड्रोजन आहे आणि सूर्यात प्रचंड ऊर्जा निर्मिती होत असल्यामुळे सूर्यात प्रचंड प्रमाणात प्रोटॉन्स आणि इलेक्ट्रॉन्स सापडतात.

सूर्यातून बाहेर पडणार्‍या या कणांची ऊर्जा १० ते १०० इलेक्ट्रॉन व्होल्ट होऊ शकते. १ इलेक्ट्रॉन व्होल्ट ही ऊर्जा आपल्या नेहेमीच्या व्यवहारात खूप कमी म्हणावी लागेल. तीनावर एकोणीस शून्य दिली असता जेवढे इलेक्ट्रॉन व्होल्ट्स होतील तेवढी ऊर्जा म्हणजे एक कॅलरी. सामान्य मोठ्या माणसासाठी एका दिवसात १५०० ते २५०० कॅलरीज एवढी ऊर्जा आवश्यक असते. पण या अतिशय छोट्या कणांसाठी ही १० ते १०० इलेक्ट्रॉन व्होल्ट्स ही ऊर्जा खूप जास्त आहे, कारण एवढी ऊर्जा मिळाल्यास त्यांचा वेग एवढा प्रचंड वाढतो की ते सूर्याचे गुरूत्वाकर्षण झिडकारून सूर्याबाहेर पडू शकतात. सूर्यापासून अलग होण्यासाठी साधारण ६२० किलोमीटर प्रति सेकंद एवढ्या वेगाची गरज असते, सामान्यतः पृथ्वीवर ध्वनीच्या/ आवाजाच्या वेगाच्या दोनहजार पट आहे. या कणांचा वेग आणि ऊर्जा काळाप्रमाणे बदलत जाते. अशाच प्रकारच्या सौर वार्‍याचे प्रयोगशाळेत बनवलेले चित्र वर दाखवले आहे.

उल्कावर्षाव!

2010-08-23T12:07:00.000+05:30

लहानपणी आपण सगळेच आकाशातली एक 'स्पेशल' गोष्ट पाहून खूप खूष व्हायचो आणि लगेच डोळे बंद करून काहीतरी 'स्पेशल' मागायचो! आठवतंय का काय होती ती स्पेशल घटना? करेक्ट! आपण त्याला म्हणायचो 'तारा तुटला'. तुटणारा तारा ही इतकी विशेष घटना असायची की ते पाहिल्यावर काहीतरी बाप्पाकडे 'विशेष' मागायचं, आणि ते कधी खरं होईल याची वाट पाहत बसायचं. अर्थात असं काही व्हायच्या आधीच अजून एखादा तुटणारा तारा दिसायचा आणि अजून काहीतरी मागणं व्हायचं.

असंच नाचत बागडत मोठे झालो, जरा थोडीफार अक्कल आली आणि यातला मजेचा भाग मागे पडून काही मस्त गोष्टी समजल्या. त्यातली पहिली भ्रमनिरास करणारी गोष्ट म्हणजे तारा कधीही तुटत नाही. तो बिचारा त्याचा त्याचा आयुष्य कंठत कंठत म्हातारा होतो, आणि 'ड्वार्फ', 'सुपरनोव्हा' वगैरे बनून गप पडून राहतो. तुटाबिटायच्या भानगडीत तो काही पडत नाही. मग सहाजिकच प्रश्न पडतो की जर तारे 'तुटत' नाहीत तर मग ती तुटणारी आणि आकाशात जळत जाणारी वस्तू काय असू शकेल? आणि याचं उत्तर एका शब्दात द्यायचं झालं तर ते आहे, 'उल्का'! पण 'उल्का' म्हणजे काय? या प्रश्नाचं उत्तर मात्र आपल्या काही एकोळी धाग्यांप्रमाणे एका वाक्यात नाही देता येत. म्हणून 'उल्का म्हणजे काय' हे सांगायचा हा एक प्रयत्न.

उल्का म्हणजे अवकाशातील धूळ आणि दगड आणि अनेक छोट्या अ-ग्रहीय वस्तू (uncertain non-planetary celestial objects). अवकाशातील या वस्तू काही कारणाने पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या प्रभावात येऊन पृथ्वीकडे खेचल्या जातात. पृथ्वीकडे खेचले जाताना यांचा वेग प्रचंड वाढतो. त्यातच पृथ्वीभोवती असणाऱ्या वातावरणाच्या थरामुळे या वस्तूंचे प्रचंड घर्षण होऊन त्या पेटतात. आणि याच जळणाऱ्या उल्का आपण आकाशात पाहतो. या उल्का दिसतात सुद्धा खूप छान! काही नुसत्याच जळत जातात, काही रंगीबेरंगी दिसतात, काहींचा तर चक्क धूर सुद्धा दिसतो. अर्थात अश्या विविधतेसाठी वेगवेगळ्या आकाराच्या, वस्तुमानाच्या उल्का हव्यात आणि कमीतकमी प्रकाशमात्रा असलेली मोकळी जागा हवी. घराच्या गच्चीवरून उल्का दिसल्या तरी बहार आहे.

आता अजून एक प्रश्न उभा राहतो की या वस्तू आकाशात येतात कुठून? उल्का बनवण्याचा सगळ्यात मोठा कारखाना म्हणजे धूमकेतू. गेल्या वेळी आपण येथे वाचलंच असेल की सूर्याजवळून जाताना कुठल्याही धूमकेतूला एक धूळ, दगड, वायू, बर्फ यांचे मिश्रण असणारी एक शेपटी फुटते. या शेपटीमधील द्रव्य धूमकेतू आपल्याबरोबर परत घेऊन जात नाही. हे द्रव्य धूमकेतूच्या कक्षेत तसेच पडून राहते. आणि धूमकेतू पृथ्वीची कक्षा छेदत जाऊन सूर्याभोवती स्वत:ची प्रदक्षिणा पूर्ण करीत असतो. या सगळ्या गोष्टी एकत्रितपणे पाहिल्यास आपणास एक गोष्ट लक्षात येईल की अश्या एखाद्या धूमकेतूने मागे सोडलेला हा 'कचरा' त्याच्या कक्षेत पडून राहिलाय. पृथ्वी आपल्या नेहेमीच्या कक्षेत फिरत फिरत त्या ठिकाणी आली, की हा कचरा गुरुत्वाकर्षणामुळे पृथ्वीकडे ओढला जातो. या कचऱ्यातल्या धुळीचा प्रत्येक कण हा वातावरणामुळे घर्षण होऊन पेटतो आणि आपल्याला झकासपैकी उल्का दिसते.

धूमकेतूची कक्षा ही साधारणपणे पृथ्वीच्या कक्षेशी काही अंशांचा कोन करून असते. या कोनामुळे धूमकेतू पृथ्वीच्या कक्षेवर आपल्या कचऱ्यासाठी ठराविक जागा बळकावून ठेवतो. यामुळे होते काय, की जेव्हा जेव्हा पृथ्वी या धूमकेतूने कचरा केलेल्या भागात येते, तेव्हा आपल्याला आकाशात अचानक एकाच वेळी अनेक उल्का दिसतात. हाच 'उल्कावर्षाव'! हा कोन जितका काटकोनाकडे, तितका हा उल्कावर्षाव जास्त नेमका असतो. म्हणजे जर धूमकेतूचा कचरा जर मोठ्या प्रमाणात विखुरलेला असेल, तर सहाजिक आहे की हा कचरा अतिशय विरळ असणार आणि एका वेळी होणारा उल्कावर्षाव हा तितकाच कमी! पण हाच कचरा जर थोड्या जागेत पसरला असेल तर कचऱ्याची घनता जास्त असेल आणि आपल्याला एकाच वेळी अनेक उल्का दिसू शकतात.

वेगवेगळ्या धूमकेतूंनी पृथ्वीच्या कक्षेत अनेक ठिकाणी असे 'स्पॉट' बनवून ठेवले आहेत, त्यामुळे आपणास एका वर्षात अनेक वेळा उल्कावर्षाव पाहता येतो. पृथ्वीसापेक्ष अवकाशातून हा उल्कावर्षाव ज्या तारकासमुहातून होतो असे दिसते त्या तारकासमुहाचे नाव त्या उल्कावार्षावास दिले जाते. उदाहरणार्थ, दर १० नोव्हेम्बर ते २२ नोव्हेंबर दरम्यान होणारा उल्कावर्षाव हा टेम्पल-टटल या धूमकेतूमुळे होतो. परंतु पृथ्वीसापेक्ष हा उल्कावर्षाव सिंह राशीतून होतो असे वाटते, त्यामुळे हा उल्कावर्षाव सिंह राशीचा उल्कावर्षाव (Leonids meteor shower) म्हणून प्रसिद्ध आहे. दर वर्षी अशा उल्कावार्षावांची अनेक तांत्रिक निरीक्षणे घेतली जातात आणि त्यावरून त्यांचे विश्लेषण केले जाते ज्यायोगे धूमकेतू आणि त्यांचे उल्कावर्षाव यांच्यासंबंधी अधिक बारकाईने संशोधन होऊ शकेल.

ज्याप्रमाणे धूमकेतूंमुळे उल्कावर्षाव शक्य आहे, त्याप्रमाणे अजून एका कारणामुळे उल्का दिसू शकतात. हे कारण म्हणजे पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या संपर्कात येणाऱ्या अनेक अ-ग्रहीय वस्तू. यात अनेक उनाड दगड, धोंडे, लघुग्रहांच्या पट्ट्यातून सुटून आलेले छोटेमोठे लघुग्रह असतात. या असल्या उनाड वस्तू प्रेक्षणीय उल्का बनू शकतात. धूमकेतूच्या शेपटीमधली धूळ, दगड हे आकाराने काही विशेष मोठे नसतात. त्यातच पृथ्वीच्या वातावरणात सुमारे १००किमी वरून जळत येताना या उल्का वातावरणातच संपून जातात. पण काही उल्का वातावरणाचा थर पार करून पृथ्वीच्या पृष्ठभागापर्यंत पोहोचतात. आणि विलक्षण वेगाने पृथ्वीवर आदळून एक मस्तपैकी मोठ्ठा खड्डा बनवतात ज्याला आपण 'क्रेटर' म्हणतो. (मराठीत याला 'विवर' असे म्हणू शकतो पण 'क्रेटर' शब्द एक सहीसही इफेक्ट आणतो, म्हणून क्रेटर!) असे क्रेटर बनवून घन स्थितीत शिल्लक राहिलेल्या उल्केला आपण 'अशनी' म्हणतो. पृथ्वीवर असे अनेक क्रेटर आपणास पहावयास मिळतील. त्यापैकी 'बॅरिंजर' हे सर्वात मोठे क्रेटर आपल्या हिरव्या नोटांच्या देशात, अ‍ॅरिझोना राज्यात आहे. भारतातसुद्धा एक क्रेटर आहे, तेही आपल्या महाराष्ट्रात. बुलढाणा जिल्ह्यात 'लोणार' येथे हे क्रेटर आहे. तसेच सायबेरियाच्या जंगलात १९०८ साली उल्का पडून एक मोठे क्रेटर तयार झाले आहे.

पृथ्वीला अशा मोठ्या उल्कांचा धोका जरूर आहे. त्यासाठी अवकाश-संशोधकांचे वेगवेगळे गट अशा छोट्या आकाराच्या अ-ग्रहीय वस्तूंचे सतत निरीक्षण आणि संशोधन करून या धोक्याची तीव्रता कमी करण्याचा प्रयत्न करीत असतात. याच 'थीम'वर आधारित 'अर्मॅगडॉन' नावाचा एक इंग्रजी चित्रपट देखील आला होता. 'ब्रूस विलीस' नावाच्या अशनीसारख्या दिसणार्‍या एका टोण्याने त्यात काम केलंय.

पण, आपण धोके वगैरे सध्या बाजूला ठेवूयात, आणि ऑक्टोबर महिन्यात होणाऱ्या 'ओरीनीड्स' (मृग नक्षत्रातून होणारा उल्कावर्षाव) आणि नोव्हेंबर महिन्यातला 'लिओनीड्स' (सिंह राशीतून होणारा उल्कावर्षाव) यांचा 'लुत्फ' लुटूयात!
पूर्वप्रकाशनः मिसळपाव. लेखक: असुर

सूर्य - १०

2010-08-19T11:09:00.001+05:30

सूर्याचे चुंबकीय क्षेत्र, किंवा चुंबकीय रेषा या वायूंमधे बंदीस्त आहेत हे आपण आधी पाहिले. म्हणजे या चुंबकीय रेषा जशा ताणल्या जातात तसा वायू आणि प्लाझ्माही त्यांच्याबरोबर खेचला जातो आणि सूर्यातला वायू जसा गुरूत्वाकर्षण, घर्षण इत्यादी बलांमुळे ताणला जातो तशा चुंबकीय रेषाही ताणल्या जातात. वायूच्या चलनवलनाच्या विज्ञानास इंग्लिशमधे हायड्रोडायनामिक्स म्हणतात. सूर्याच्या बाबतीत हे हायड्रोडायनामिक्स चुंबकीय क्षेत्रापासून वेगळे करता येत नाही; म्हणून त्याला मॅग्नेटो-हायड्रोडायनामिक्स शास्त्र असे भारदस्त नाव आहे.

वरच्या, डावीकडच्या चित्रात या चुंबकीय रेषा आणि वायूंच्या चलनवलनाच्या खेळाचाच एक परिणाम दाखवला आहे. त्याला सौर कडी किंवा करोनल लूप्स असे म्हणतात. हे चित्र १७१ अँगस्ट्रॉम या तरंगलांबीला घेतले आहे, दृष्य प्रकाशाची तरंगलांबी ४००० ते ७००० अँगस्ट्रॉम एवढी असते. तप्त वायूंमुळे दिसणार्‍या या कड्यांमधे सूर्याच्या चुंबकीय रेषा अडकलेल्या असतात. कड्यांमधल्या चुंबकीय रेषा बंदीस्त असतात. उजवीकडच्या चित्रात पट्टी चुंबकाच्या चुंबकीय रेषा दाखवल्या आहेत. यातल्या ज्या रेषा उत्तर ध्रुवामधून निघून दक्षिण ध्रुवापर्यंत येत आहेत त्या बंदीस्त रेषा आणि ज्या रेषा उत्तर ध्रुवाकडून निघून तशाच बाहेर जात आहेत, किंवा उगम नसून फक्त दक्षिण ध्रुवाकडे येताना दिसत आहेत त्या खुल्या चुंबकीय रेषा. सौर कड्यांमधील चुंबकीय रेषा या बंदीस्त रेषा असतात. त्यामुळे सूर्याच्या पृष्ठभाग, किंवा किरीटातून बाहेर टाकलेला वायू परत सूर्यात जातो. अशी कडी बनल्यानंतर काही काळातच सौर स्फोट अथवा करोनल मास इजेक्शन दिसू शकते. सौर स्फोटांबद्दल आपण आधीच माहिती घेतली आहे, करोनल मास इजेक्शन (किरीटातून वस्तूमान बाहेर फेकले जाणे) याची माहिती आपण पुढच्या भागांमधे घेऊ.

सूर्य - ९

2010-08-19T11:08:00.000+05:30

सौर किरीट हे सूर्याच्या सगळ्यात बाहेरचे आवरण. आपल्याला दिसतो तो पसारा सूर्याच्या व्यासाच्या दीडपट, दुप्पट असू शकतो. पण त्याचा न दिसणारा, तरीही जाणवणारा पसाराही खूप आहे. सूर्याच्या या मुकुटाचे तापमान सौर पृष्ठभागाच्या तापमानापेक्षा २०० पटीनेही जास्त असू शकते. सूर्याच्या पृष्ठभागाचे तापमान ५८०० केल्व्हीन आहे; किरीटाचे तापमान एक-सव्वालाख केल्व्हीन एवढे असते. पण तरीही हे तापमान 'जाणवत' नाही कारण सौर किरीटाची घनता पृष्ठभागापेक्षा खूपच कमी, म्हणजे पृष्ठभागाच्या घनतेच्या 10⁻¹² (०.००००००००००१) पट एवढी आहे. त्यामुळेच सूर्याचा पृष्ठभाग झाकल्याशिवाय सौर किरीट दिसू शकत नाही. सौर किरीटाचे तापमान एवढे जास्त का याचं समाधानकारक उत्तर अजूनपर्यंत मिळालेलं नाही. पण हा सर्व चुंबकीय क्षेत्राचा खेळ आहे यावर शास्त्रज्ञांमधे एकवाक्यता आहे.

सौर किरीट सूर्याभोवती नेहेमीच एकसमान आकारात पसरलेला नसतो. जेव्हा सूर्याचे चुंबकीय क्षेत्र सर्वात जास्त प्रभावी असते तेव्हा किरिट विषुववृत्तीय आणि ध्रुवीय प्रदेशात साधारणतः एकसमान पसरलेला असतो. (डावीकडचे चित्र पहा.) तरिही जिथे सगळ्यात जास्त सौर डाग असतात तिथे सौर किरीट सगळ्यात मोठा दिसतो. जेव्हा चुंबकीय क्षेत्र शांत असते तेव्हा सौर किरीट साधारणपणे विषुववृत्तीय भागापुरताच असतो आणि ध्रुवीय प्रदेशात 'किरीटातली भोकं' किंवा करोनल होल्स असतात. उजवीकडच्या चित्रात अशाच प्रकारचा किरीट दाखवला आहे. या चित्रात पाहिल्यावर समजेल की त्या काळात सूर्याचे चुंबकीय ध्रुव ईशान्य-नैऋत्य असे होते तर चुंबकीय विषुववृत्त आग्नेय-वायव्य असे होते. चुंबकीय आणि भौगोलिक ध्रुव (आणि विषुववृत्त) एकमेकांशी समांतर असेलच असे नाही.

सूर्य - ८

2010-08-17T09:57:00.000+05:30

सौर किरीट (solar corona)अथवा सूर्याचा मुकूट म्हणजे सूर्याचे बाह्य वातावरण. सूर्याच्या वातावरणात बराचसा प्लाझ्मा आहे. प्लाझ्मा म्हणजे वायू आणि प्रोटॉन्स, इलेक्ट्रॉन्स असा भारीत कणांचं मिश्रण. सूर्याच्या वातावरणातही चुंबकीय क्षेत्र आणि जास्त तापमानाचा परिणाम म्हणून अणूंमधील इलेक्ट्रॉन आणि प्रोटॉन्स वेगवेगळे होतात आणि इतर वायूमधे मिसळून जातात. सूर्याच्या वातावरणाचं आपल्या वातावरणाशी काहीही साधर्म्य नाही. सूर्याचं वातावरण लाखो किलोमीटर पर्यंत पसरलेलं आहे, पण त्याची घनता खूप कमी असल्यामुळे ते आपल्याला काही विशिष्ट स्थितीत असल्याशिवाय दिसत अथवा जाणवत नाही. उदाहरणार्थ खग्रास सूर्यग्रहण. खग्रास सूर्यग्रहण स्थितीमधे जेव्हा चंद्र सूर्याची तबकडी पूर्णपणे झाकतो तेव्हा सूर्याचं हे प्रभामंडळ, सौर किरीट दृष्यमान होतो. वरील चित्रामधे डाव्या बाजूला ग्रहणस्थितीत दिसणारा सौर किरीट दाखवला आहे आणि उजव्या बाजूला 'करोनोग्राफ' या यंत्राच्या सहाय्याने कृत्रिमरित्या ग्रहण घडवून त्याचा फोटो काढला आहे. करोनोग्राफ हे यंत्र सौर किरीटाचा अभ्यास करण्यासाठीच बनवलेलं असतं. नैसर्गिकरित्या फक्त खग्रास सूर्यग्रहणाच्या वेळेसच सौर किरीट दिसू शकतो; पण त्याचा कालावधी मर्यादित असल्यामुळे हे यंत्र बनवले गेले.

या चित्रांवरून आपल्या लक्षात येईल की सूर्याचे वातावरण सूर्याच्या 'शरीरा'पेक्षा बरंच जास्त पसरलेलं आहे. डावीकडच्या चित्रात जे गुलाबी ठिपक्यांसारख्या रांगोळ्या दिसत आहेत ते सौर स्फोट आहेत. डावीकडच्या चित्रात लहान मुलं सूर्याचं चित्रं काढतात त्याप्रमाणे सूर्यातून 'किरण' बाहेर पडताना दिसत आहेत. सौर स्फोटांचा हाही एक आविष्कार आहे. सूर्यातून बाहेर फेकलं गेलेलं वस्तूमान सर्व दिशांना सारखंच नसतं, काही ठिकाणी खूप जास्त प्रमाणात वस्तूमान बाहेर फेकलं जातं आणि त्याच्या अशा प्रकारच्या प्रकाशशलाका दिसतात.

पुढच्या भागात या सौर किरीटाच्या चमत्कारीक गुणधर्मांबद्दल आपण माहिती घेऊ या.

सूर्य - ७

2010-08-16T13:19:00.001+05:30

सूर्याच्या अंतर्भागापासून सूर्याच्या पृष्ठभागाची थोडक्यात माहिती करून घेतल्यावर आता आपण पाहू या सूर्याचं वातावरण कसं आहे. सूर्याच्या वातावरणाचे किंवा पृष्ठभागाबाहेरच्या वायूचे दोन हिस्से बनवले आहेत, एक आहे सूर्याचं रंगावरण (chromosphere) आणि दुसरा आहे सौर किरीट (corona). आज आपण सूर्याच्या रंगावरणाची माहिती घेऊ या.

सूर्याचा पृष्ठभाग अतिशय जास्त प्रकाशमान असल्यामुळे सूर्याचे रंगावरण काही फिल्टर्सच्या मदतीशिवाय दिसू शकत नाही. हे फिल्टर्स एका विशिष्ट तरंगलांबीचे किरणच आपल्यापर्यंत पोहोचू देतात. रंगावरणात हायड्रोजनची विशिष्ट तरंगलांबी, किंवा एकाच रंगाचा प्रकाश, एच-अल्फा, जो लाल रंगाचा असतो, तो दिसतो. या फिल्टरने काढलेल्या चित्रांमधेही (डाव्या बाजूचे चित्र) काही काळे (तुलनेने थंड) आणि पांढरे (अतितप्त) भाग दिसत आहेत. एरवी फक्त ग्रहणाच्या वेळी जेव्हा चंद्र सूर्याची तबकडी झाकतो, तेव्हा क्षणासाठीच रंगावरण दिसते (आणि नंतर चंद्र सूर्याच्या तबकडीवरून हटेपर्यंत सौर किरीटच दिसतो). उजव्या बाजूच्या चित्रात रंगावरण दाखवले आहे. त्यात सौर ज्वालाही दिसत आहेत.

रंगावरणाची जाडी साधारण दोन हजार किमी एवढी आहे. रंगावरणाचे तापमान साधारण ४५०० ते २०००० केल्व्हीन एवढे जास्त असते. सूर्याच्या पृष्ठभागापेक्षाही रंगावरण जास्त तप्त असते पण फक्त रंगावरणाची घनता कमी असल्यामुळे पृष्ठभाग सहज दिसतो आणि रंगावरण बघण्यासाठी खास साधनं अथवा ग्रहणाची वेळ साधावी लागते. रंगावरणाचे तापमान एवढे जास्त का आहे याचा अजूनही नीट उलगडा झालेला नाही. पण चुंबकीय बल आणि वायूंमधे चुंबकीय क्षेत्र अडकून होणार्‍या परिणामांपैकी एक म्हणजे रंगावरणाचे जास्त तापमान यावर शास्त्रज्ञाचे एकमत आहे.

आता पुढच्या भागात आपण पाहू सौर किरीटाची माहिती.

अथ धुमकेतूपुराणं!

2010-08-14T11:33:00.000+05:30

अथ धुमकेतूपुराणं!

धूमकेतू हे नाव ऐकल्यावरच कसलं 'लै भ्भारी' वाटतं ना. धूमकेतू ही चीज आहेच मुळी त्याच्या नावाप्रमाणेच! भन्नाट वेग, आसमानात उधळलेल्या खोंडाप्रमाणे बेगुमान फिरायची हिम्मत आणि समोर येईल त्याला टक्कर देण्याचं सामर्थ्य! मग भले समोर येणारे गृहस्थ हे 'गुरु' सारखे दिग्गज ग्रह असोत, किंवा स्वत: सूर्यनारायण असोत, 'आम्हा काय त्याचे' असं गात हा धूमकेतू आसमंतात भटकत असतो.

धूमकेतू म्हटला की आपल्या डोळ्यासमोर 'हॅले'चा धूमकेतू येतो. कारण पृथ्वीच्या इतक्या जवळून जाणारा, नुसत्या डोळ्यांनी स्पष्ट आणि विलोभनीय दिसणारा आणि मनुष्याप्राण्यास आयुष्यात दोन वेळा बघता येऊ शकेल असा एकमेव धूमकेतू आहे हा! हॅले प्रमाणेच इतर सर्व धूमकेतू हे बर्फ धूळ आणि वायू यांच्या मिश्रणाने बनलेले आहेत. ह्या सर्व गोष्टी मिळून धूमकेतूचे केंद्रक (nucleus) बनते. या केंद्रकाचा आकार साधारणपणे २०मी. (आजपर्यंत सापडलेला कमीत कमीत छोटा धूमकेतू) ते ३००कि.मी. (आजपर्यंत सापडलेला जास्तीत जास्त मोठा धूमकेतू) पर्यंत असू शकतो. हॅलेच्या धूमकेतूच्या केंद्रकाचा व्यास सुमारे १६कि.मी., तर हॅले-बॉप धूमकेतूच्या केंद्रकाचा व्यास सुमारे ५८कि.मी. आहे.

धूमकेतू हे सुद्धा सूर्यमालेचाच भाग आहेत. आता बाकी ग्रह आणि धूमकेतू यांत अनेक दृश्य फरक आहेत आणि अनेक तांत्रिक फरक देखील आहेत. त्यातलाच एक फरक असा की सूर्यमालेतील ग्रह हे साधारण वर्तुळाकार आणि पृथ्वीसापेक्ष समतल कक्षेत फिरतात, पण धूमकेतू असल्या ग्रह-कक्षेच्या नियमांचे बांधील नाहीत. ते सूर्याभोवती लंब-वर्तुळाकार कक्षेत फिरतात आणि 'समतल' वगैरे गोष्टींना फाट्यावर मारतात. असे असले तरीही धूमकेतूसुद्धा गुरुत्वाकर्षणाच्या नियमांनी बांधलेले आहेत आणि म्हणूनच आपण हॅलेचा धूमकेतू दर ७५-७६ वर्षांनी पाहू शकतो.

धूमकेतूच्या कक्षेबद्दल सांगण्याचा हेतू हा की धूमकेतूचा नैसर्गिक अविष्कार हा त्याच्या लंब-वर्तुळाकार कक्षेत दडलाय. धूमकेतू जेव्हा सूर्यापासून दूर असतो तेव्हा त्याच्यात आणि अवकाशातील इतर अ-ग्रहीय वस्तूंमध्ये फरक करणं मुश्कील होऊन बसतं. त्यावेळी त्याची निरपेक्ष तेजस्विता (absolute magnitude) ही साधारण +१० ते +१६ असते. तेजस्विता जितकी 'मायनस' तितकी ती जास्त असते आणि जितकी 'प्लस' तितकी ती कमी असते. आपला सूर्य -२६ तेजस्वीतेचा आहे. मानवी डोळ्यांनी कमीत कमी +६ तेजस्वितेचे ऑब्जेक्टस दिसू शकतात. आता इतक्या कमी तेजस्वितेचे हे धूमकेतू तर अतिशय ताकदवान दुर्बिणी घेऊनच बघावे आणि शोधावे लागतात. पण जसजसा धूमकेतू सूर्याच्या जवळ येऊ लागतो, सौरवात आणि किरणोत्सर्ग यामुळे त्यावरील बर्फ आणि वायूचे मिश्रण वितळू लागते, धूमकेतूच्या केंद्रकाभोवती तात्पुरते वातावरण निर्माण होते आणि पृष्ठभागावरील धूळ, बर्फ आणि वायू मिळून त्याला एक अतिशय सुंदर शेपटी दिसायला लागते. त्यावर कडी म्हणजे वायूंचे आयनीभवन (ionization) होऊन धूमकेतूला अजून एक शेपटी फुटते. या दोन शेपट्यांमध्ये फरक कसा ओळखायचा? तर, वायूंचे आयनीभवन होऊन बनलेल्या शेपटीला वस्तुमान नसल्यामुळे ती शेपटी थोडीशी फिक्कट आणि सरळ दिसते, तर धूळ, बर्फ, वायू यांच्या मिश्रणातून तयार झालेली शेपटी ही किंचित वळलेली दिसते. तसेच प्रत्येक धूमकेतूची आयनीभवन झालेली शेपटी दिसेलच असे नाही, पण मुख्य शेपटी दिसतेच.

धूमकेतूंच्या शेपट्यांमधलं हे द्रव्य पुन्हा धूमकेतूबरोबर परत जात नाही, ते तिथेच रहातं. पृथ्वीच्या कक्षेतही असा "कचरा" आहे. पृथ्वी जेव्हा या द्रव्याच्या जवळ जाते तेव्हा गुरूत्वाकर्षणाने हे द्रव्य पृथ्वीकडे खेचलं जातं. हे कण पृथ्वीच्या वातावरणात शिरले की घर्षणातून उष्णता तयार होते आणि त्यामुळे हे कण जळतात. याच उल्का. विशिष्ट धूमकेतूंमुळे पृथ्वीच्या कक्षेत विशिष्ट ठिकाणी असा 'कचरा' आहे त्यामुळेच अमुक दिवशी अमुक दिशेने उल्कापात होईल हे सांगता येतं. (उदा. टेम्पल-टटल या धूमकेतूने करून ठेवलेल्या 'कचऱ्या'मुळे आपल्याला १० ते २२ नोव्हेंबर दरम्यान सिंह राशीतून होणारा उल्कापात दिसतो.)

धूमकेतूच्या भात्यातले धूळ, बर्फ वायू वगैरे दर वेळी असेच कमी होत जातात. काही वेळा बाह्य-परिणामांमुळेही असं होऊ शकतं. सौरवाताच्या जोरदार आघातांमुळे २००७ साली 'एन्के' धूमकेतूची शेपटी अशीच तुटून वेगळी झाली होती. धूमकेतूच्या वारंवार सूर्यभेटीमुळे त्यामधे फारसं धूळ, बर्फ, वायू वगैरे संपत जातात आणि उरतात ते बरेचसे दगड, पण त्यांच्यामुळे फार जास्त प्रकाश परावर्तित होत नाही आणि धूमकेतू साध्या लघुग्रहासारखाच दिसू लागतो.

धूमकेतू हे नेहेमी स्वत:च्या लंबवर्तुळाकार कक्षेत र्‍ह्स्वसंपात बिंदू (orbital Perihelion) ते दीर्घसंपात बिंदू (orbital Aphelion) असा प्रवास करतात. धूमकेतू जेव्हा त्याच्या र्‍ह्स्वसंपात बिंदूपाशी (कक्षेतील सूर्याच्या सर्वात जवळील बिंदू) पोहोचतो, तेव्हा साहजिकच धूमकेतूची शेपटी सर्वात लांब असते आणि तो अतिशय तेजस्वी दिसतो (उदा. हॅले-बॉप धूमकेतू). काही धूमकेतूंची आणि आपली भेट या र्‍ह्स्वसंपात बिंदूपाशी होत नाही. याचे कारण म्हणजे ते सूर्याच्या पलीकडे (पृथ्वी-सापेक्ष) गेलेले असतात, किंवा पृथ्वीची आणि धूमकेतूचा र्‍ह्स्वसंपात बिंदू एकाच पातळीत असतो. त्यामुळे धूमकेतू सूर्यात बुडून गेल्यासारखा वाटतो आणि दिसत नाही. पण हाच धूमकेतू सूर्यापासून किंचित लांब आला की काय फक्कड दिसतो महाराजा. (उदा. ह्याकुताके धूमकेतू).

या धूमकेतूंचे कक्षेप्रमाणे ३ प्रकार आहेत. १. र्‍ह्स्व-कक्षीय धूमकेतू, 2. दीर्घ-कक्षीय धूमकेतू आणि ३. अतिथी धूमकेतू
र्‍ह्स्व-कक्षीय धूमकेतू हे नावाप्रमाणेच छोटी कक्षा असणारे धूमकेतू आहेत जे साधारण 200 किंवा त्यापेक्षा कमी वर्षात सूर्याभोवती एक परिभ्रमण पूर्ण करतात. गुरु ग्रह ते 'क्युपियर'च्या पट्ट्यापर्यंत यांची कक्षा असू शकते. तरीसुद्धा हे अंतर प्रचंड असल्याने धूमकेतू हे एका विलक्षण गतीमध्ये (ग्रहांच्या परिभ्रमणाच्या गतीपेक्षा कैक पटींनी अधिक) फिरत असतात हे लक्षात आले असेलच. ( क्युपियरचा पट्टा हा सूर्यमालेभोवती एका समतल कक्षेत पसरलेला अ-ग्रहीय वस्तूंचा पट्टा आहे. क्युपियर नावाच्या शास्त्रज्ञाने असा एखादा पट्टा सूर्यमालेभोवती असू शकतो याचे शास्त्राधारित भाकीत केले होते, त्यामुळे या पट्ट्याला त्याचे नाव दिले आहे.) बहुतांश र्‍ह्स्व-कक्षीय धूमकेतूंची निर्मिती ही या पट्ट्यात होत असावी असा एक निष्कर्ष आहे. पण इथेही हॅलेचा धूमकेतू त्याचे वेगळेपण दाखवून देतो. हॅलेच्या धूमकेतूचा आकार आणि वस्तुमान पाहता तो 'उर्ट'च्या मेघात निर्माण झालेला धूमकेतू असून सूर्याच्या गुरुत्वाकर्षणात अडकून र्‍ह्स्व-कक्षीय धूमकेतू झाला असावा असे मानण्यात येते. ('उर्ट' नावाच्या शास्त्रज्ञाने हा आंतरतारकीय मेघ अस्तित्वात असल्याचे सुचवले होते)

दीर्घ-कक्षीय धूमकेतू हे २०० वर्षांपेक्षा मोठी परिभ्रमणाची कक्षा असणारे धूमकेतू आहेत. हॅले-बॉप (१९९७), ह्याकुताके (१९९६), मॅकनॉट (२००७) हे प्रसिद्ध धूमकेतू याच प्रकारात येत असल्याने आणि यांची संख्या विशेष मोठी असल्याने हे कौतुकाचा आणि चर्चेचा विषय आहेत. दीर्घ-कक्षीय धूमकेतू 'उर्ट'च्या मेघात तयार होतात असाही एक निष्कर्ष आहे.

अतिथी धूमकेतू म्हणजे ज्या धूमकेतूंची कक्षा ही लंब-वर्तुळाकार नसून पॅराबोलिक (मराठी शब्द: अन्वस्ताकार) असते ते धूमकेतू! या पॅराबोलाच्या केंद्रस्थानी सूर्य असतो, आणि या केंद्रानुसार आखलेल्या बिंदुमार्गावरून हे धूमकेतू प्रवास करतात. हे धूमकेतू दिशा चुकून गुरुत्वाकर्षणामुळे सूर्याकडे खेचले जातात आणि त्याला वळसा घालून निघून जातात. परंतु यांना दीर्घसंपात बिंदूच नसल्याने हे धूमकेतू सूर्याभोवती परिभ्रमण करत नाहीत.

असे हे धूमकेतू सर्वसाधारणपणे सूर्यमालेत येतात, आपले रंग-ढंग दाखवतात आणि सूर्याला प्रदक्षिणा घालून परत अंतराळात निघून जातात. पण प्रत्येक धूमकेतू हा स्वतंत्र असतो आणि प्रत्येकाची तऱ्हा निराळी असते. काही धूमकेतू हे नियमितपणे प्रदक्षिणा घालतात. काही धूमकेतू हजारो वर्षांची प्रदक्षिणा पूर्ण करून पुन्हा दर्शन देतात. काही धूमकेतूंच्या कक्षा ग्रहांच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे बदलतात. अनेक धूमकेतू ऊर्टच्या मेघातून निघताना अन्वस्ताकार वा अपस्ताकार (पॅराबोलिक अथवा हायपरबोलिक) कक्षेत असतात. असे सूर्याच्या दिशेने झेपावणारे धूमकेतू पृथ्वीवर आदळण्याचीही शक्यता असते आणि त्यामुळे संपूर्ण जीवसृष्टी नष्ट होऊ शकते. पण यापैकी अनेक धूमकेतू गुरू किंवा शनी यांच्या गुरूत्वाकर्षणामुळे दीर्घवर्तुळाकार कक्षेत सूर्याभोवती फिरू लागतात. शुमाकर-लेव्ही९ नावाचा धूमकेतू असाच भटकताना गुरूच्या कक्षेत सापडला, बरीच वर्षे त्याच्याभोवती फिरला, आणि नंतर १९९४ मध्ये गुरु वर आदळून नष्ट झाला. धूमकेतू असे गायब होण्याचा पृथ्वीवरच्या जीवसृष्टीलाही फायदा होतो, झाला असावा; कारण गुरू-शनीमुळे जसे काही धूमकेतू दीर्घवर्तुळाकार कक्षेत येतात तसेच काही धूमकेतू सूर्यमालेतून बॅनही होतात; आणि ते पुन्हा सूर्यमालेकडे येऊ शकत नाही.

हेल-बॉप धूमकेतू (१९९७)

धूमकेतू ह्याकुताके (१९९६)

ह्याकुताके धूमकेतूचा सूर्यमालेतला मार्ग

मॅकनॉट धूमकेतू. २००७ साली आलेला हा धूमकेतू दक्षिण गोलार्धातून दिसत होता आणि त्याची शेपटी आकाशात कितीतरी अंशांवर पसरली होती जी ह्या चित्रात दिसत आहे.

इकेया-सेकी नावाचा धूमकेतू १९६५ साली आला होता, तो सूर्याच्या फारच जवळून गेला (साडेचार लाख किमी). सूर्याच्या एवढ्या जवळून जाताना तो प्रचंड तेजस्वी झाला होता आणि जपानमधून तो दिवसाउजेडी बघितला गेला. पण लवकरच त्याचे तुकडे होऊन तो धूमकेतू सूर्यात समाविष्ट झाला. असे अनेक धूमकेतू सूर्याजवळून जाताना सूर्यामध्ये खेचले जातात आणि नष्ट होतात. काही धूमकेतू अनंताच्या प्रवासाला निघून जातात. 'एन्के' सारखे धूमकेतू अतिशय वेगाने आणि अतिशय कमी वेळात प्रदक्षिणा पूर्ण करतात, पण त्यांचा वेग, वस्तुमान आणि अंत:स्थ ग्रहांना छेदून जाणारी त्यांची कक्षा यामुळे ते स्वत:चीच कक्षा आणि वेग बदलत राहतात.

अगदी 'मिपा'च्याच भाषेत सांगायचं झालं तर सर्व नियम पाळूनही दंगामस्ती करणारे, कुणालाही फाट्यावर मारायला कमी न करणारे, बेगुमानपणे टकरा देणारे, अगदीच कंटाळा आला तर चपला घालून चालू पडणारे हे धूमकेतू! इतका सगळं करूनही अतिशय प्रेक्षणीय असणारे हे धूमकेतू! त्यामुळेच आमच्यासारखे आकाशाकडे डोळे लावून बसणारे बापडे लोक यांच्या दर्शनाला अगदी म्हणजे अगदीच उत्सुक असतात!

इति धुमकेतूपुराणं!

पूर्वप्रकाशनः मिसळपाव. लेखक: असुर

सूर्य - ६

2010-08-13T08:55:00.000+05:30

सूर्याच्या चुंबकीय क्षेत्रामुळे फक्त सौर डागच निर्माण होतात असं नाही. मागच्या पोस्टमधे म्हटल्याप्रमाणे सूर्याच्या चुंबकीय क्षेत्राच्या तीव्रतेनुसार सूर्याच्या प्रभामंडळाचा आकार कमी-जास्त होत रहातो. सूर्याचे प्रभामंडळ म्हणजे सूर्याचे वातावरण. त्याची माहिती आपण पुढच्या काही पोस्ट्समधे घेऊ. या पोस्टमधे आपण पाहू या ती सूर्याच्या पृष्ठभागावर चुंबकीय क्षेत्रामुळे होणारी 'वादळं'; त्यांना इंग्लिशमधे सोलर फ्लेअर्स आणि मराठीत सौर स्फोट असे म्हणता येईल. हे स्फोट सूर्याच्या चुंबकीय क्षेत्राचाच परीणाम आहेत. मागच्या पोस्टमधे आपण सूर्याच्या चुंबकीय बलरेषा ताणल्या जातात आणि तुटतात हे पाहिलंच. या चुंबकीय बलरेषा कधीकधी सूर्याच्या पृष्ठभागाच्या बाहेर येतात आणि त्याबरोबर सूर्यामधला तप्त वायूही बाहेर ओढला जातो. हा वायू कधीकधी एवढ्या जोरात बाहेर फेकला जातो की तो पुन्हा परत सूर्यात येत नाही आणि सौरमालेच्या वातावरणाचा भाग बनून जातो.

या स्फोटांमधून प्रचंड प्रमाणात ऊर्जा बाहेर फेकली जाते; ही उर्जा सूर्याच्या वातावरणाच्या बाहेरच्या भागात शोषली जाते आणि त्या ठराविक भागाचे तापमान काही लाख अंश सेल्सियस एवढे वाढू शकते, आणि/किंवा सूर्याच्या बाह्यावरणातूनही काही प्रमाणात वायू आणि इलेक्ट्रॉनसारखे भारीत कण बाहेर पडतात.

वरच्या चित्रात असाच एक सौर स्फोट दाखवला आहे; यात सूर्याचा पृष्ठभागापर्यंतचा भाग झाकून बाहेरच्या वातावरणाचा फोटो काढला आहे. डाव्या बाजूला स्फोटाची सुरूवात झालेली दिसते तर उजव्या बाजूला स्फोटाची पुढची स्थिती दिसत आहे. सूर्य झाकलेल्या अवस्थेतच असे फोटो काढता येतात. सामान्यतः खग्रास सूर्यग्रहणात (योग्य फिल्टर वापरूनच) हे दृष्य बघता येते; अर्थात प्रत्येक वेळेस स्फोट दिसतीलच असं नाही. सूर्य १००% जेव्हा झाकला जातो त्यानंतर सूर्याचं वातावरण दिसण्याआधी क्षणापुरती ही स्थिती दिसू शकते. संशोधनासाठी मुद्दामच 'करोनोग्राफ' बनवले जातात ज्यात कृत्रिमरित्या ग्रहण करवतात आणि सूर्याच्या बाह्यावरणांचा अभ्यास करता येतो.

सूर्य - ५

2010-08-12T09:32:00.000+05:30

सूर्याच्या चुंबकीय क्षेत्राची तुलना साधारणपणे पट्टीचुंबकाशी करता येईल. त्यासाठी आपण सध्यापुरतं सूर्याचं वैचित्र्यपूर्ण परिवलन बाजूला ठेवू. साधारण पट्टीचुंबकाप्रमाणेच सूर्याच्या चुंबकीय क्षेत्राला दोन ध्रुव असतात, उत्तर आणि दक्षिण. सूर्याचे भौगोलिक ध्रुव किंवा ज्या काल्पनिक आसाभोवती सूर्य फिरतो, त्या आसाची दोन टोकं आणि चुंबकीय ध्रुव एकाच ठिकाणी असतील असं नाही. पृथ्वीच्याही बाबतीत भौगोलिक आणि चुंबकीय ध्रुव एकाच जागी नाहीत, दोन्हीमधे साधारण ११०० किमी एवढं अंतर आहे. पृथ्वीच्या भौगोलिक उत्तर गोलार्धात चुंबकीय दक्षिण ध्रुव आहे आणि दक्षिण गोलार्धात उत्तर ध्रुव. पण सूर्याची ध्रुवीयता पृथ्वीप्रमाणे स्थिर नाही. सूर्याचे चुंबकीय क्षेत्र दर अकरा वर्षांनी दिशा बदलते, किंवा उत्तर आणि दक्षिण ध्रुव आपलं स्थान बदलतात. सूर्याच्या चुंबकीय क्षेत्राचं ११ वर्षांचं चक्र आहे, ज्यात ते नियमितपणे कमी-जास्त होत रहातं. सूर्याचं चुंबकीय क्षेत्र जेव्हा जास्त बलवान असतं तेव्हा सौर डागांची संख्या वाढते, खग्रास ग्रहणात सूर्याचं जे प्रभामंडळ दिसतं, ते खूप मोठं आणि वर्तुळाकार दिसतं, सूर्याकडून येणारी भारीत कणांची संख्या वाढते. जेव्हा हे क्षेत्र सगळ्यात अशक्त असतं तेव्हा सौर डाग कमीतकमी दिसतात, प्रभामंडळ दीर्घवर्तुळाकार दिसतं आणि सूर्याकडून येणारी भारीत कणांची संख्याही कमी असते. सॅम्युअल हेन्रिच श्वाब या शास्त्रज्ञाने सौर डागांच्या संख्येची नोंद ठेवून सर्वप्रथम हा शोध लावला.

इ. वॉल्टर आणि अ‍ॅनी माँडर या नवरा-बायको शास्त्रज्ञांनी सर्वप्रथम सौर डागांची संख्या अक्षांशाप्रमाणे नोंदवून ठेवली. वर्षानुवर्ष हे काम करून डागांचे स्थान आणि संख्या या य-अक्षावर आणि काळ क्ष अक्षावर असा आलेख काढला, तेव्हा त्यांना त्यात फुलपाखरासारखा आकार दिसला. वरच्या चित्रात तीच आकृती दिली आहे. यात दर अकरा वर्षांनी होणारी सौरडागांच्या संख्येतली वाढ बघता येईल. शिवाय या आकृतीतून हे ही दिसतं की सौरडाग साधारण सूर्याच्या दोन्ही गोलार्धांच्या वीस अंशाच्या आसपास तयार होतात, आणि कालांतराने विषुववृत्ताच्या जवळ येऊन दिसेनासे होतात. सौरडागांच्या निर्मितीपासून नष्ट होण्यापर्यंतचा 'प्रवास' शोधल्याबद्दल या आकृतीला माँडरची फुलपाखराची आकृती असं नाव दिलं आहे.

सूर्य - ४

2010-08-11T11:04:00.000+05:30

सौर डागांची प्राथमिक ओळख करून घेतल्यावर आपण आता पाहू या हे सौर डाग तयार कसे होतात.

विश्वातली प्रत्येक वस्तू स्वतःभोवती फिरते, अगदी छोट्या ग्रहांपासून ते मोठमोठ्या दीर्घिकांपर्यंत सगळंच! आपला सूर्यही त्याला अपवाद नाही. पण सूर्याचं स्वतःभोवती फिरणं, परिवलन, हे पृथ्वीसारखं नाही. पृथ्वी ही एक घन (सॉलिड) वस्तू आहे तर सूर्य हा एक वायूंचा गोळा आहे. पृथ्वी स्वतःभोवती फिरते तेव्हा ध्रुव आणि विषुववृत्तावर फिरण्याचा वेग एकसमान असतो. सूर्याच्या बाबतीत व्हिस्कस ड्रॅगमुळे असं होत नाही. सूर्याचा स्वतःभोवती फिरण्याचा वेग विषुववृत्तावर सर्वात जास्त आहे तर ध्रुवांच्या जागी सर्वात कमी. पृथ्वी स्वतःभोवती २४ तासात फिरते, तर सूर्याला विषुववृत्तावर साधारण २५ दिवस लागतात आणि ध्रुवीय प्रदेशात साधारण ३५ दिवस लागतात. अशा प्रकारच्या परिवलनासाठी इंग्लिशमधे डिफरन्शियल रोटेशन असा शब्द आहे.

सूर्याचं चुंबकीय क्षेत्र, चुंबकीय रेषा सूर्यातल्या वायूमधे अडकलेल्या आहेत. वरच्या आकृतीत डाव्या बाजूच्या चित्रात 'सुरूवाती'ची स्थिती दाखवली आहे. त्यानंतर समजा सूर्याचे परिवलन सुरू होते. पण वैचित्र्यपूर्ण परिवलनामुळे एका चक्रानंतर चुंबकीय क्षेत्र ताणले जाते (आकृतीमधले मधले चित्र पहा.) आणखी जास्त कालानंतर या चुंबकीय रेषा ताणल्या जातात आणि तुटतात. त्या जिथे तुटतात तिथे सौर डाग तयार होतात. अर्थात रेषा तुटते तेव्हा चुंबकीय ध्रुव तयार होतात. (एकच चुंबकीय ध्रुव अजूनपर्यंत शोधला गेलेला नाही.) त्यामुळे एकाच वेळी दोन सौर डाग तयार होतात. (उजवीकडचे चित्र पहा) आणि या सौर डागांना ध्रुवीयता असते, अर्धे डाग उत्तर ध्रुवीय असतात, उरलेले अर्धे दक्षिण ध्रुवीय.

पुढच्या पोस्टमधे आपण सूर्याच्या चुंबकीय क्षेत्राची आणखी जास्त माहिती घेऊ या.

सूर्य - ३

2010-08-10T09:57:00.001+05:30

शाळेत केलेला एक प्रयोग कदाचित तुम्हाला आठवत असेल. एका पुठ्ठ्यावर पट्टी चुंबक ठेवायचा आणि त्याभोवती लोखंडाचे कण टाकून पुठ्ठ्याला हळूच टिचकी मारायची. सगळे लोखंडाचे कण पट्टी चुंबकाभोवती लंबवर्तुळ करतात आणि दोन टोकांपाशी चुंबकाच्या जवळ येतात. लोखंडाच्या कणांनी ज्या काल्पनिक रेषा तयार होतात त्यांना चुंबकीय रेषा म्हणतात.
सूर्याला स्वतःचे चुंबकीय क्षेत्र आहे. सूर्याचं चुंबकीय क्षेत्र साधारण अशाच प्रकारचं आहे. सूर्य हा वायूंचा गोळा आहे. सूर्यात साधारण ७५% हायड्रोजन, २४ हेलियम आणि १% इतर जड मूलद्रव्य आहेत. सूर्याच्या चुंबकीय रेषा या वायूंमधे अडकल्या आहेत. सामान्य वापरातलं उदाहरण बघायचं झालं तर इलॅस्टीक ज्याप्रकारे कापडामधे शिवून अडकवलं जातं, साधारण तशाच प्रकारे या चुंबकीय रेषा वायूंमधे अडकल्या असतात. सूर्याच्या आतली स्थिती अर्थातच फार जास्त गुंतागुंतीची आहे, एकेक करून आपण त्यांचा आढावा घेऊ या. तर या चुंबकीय रेषा सूर्याच्या पृष्ठभागावरही असतात. जिथे त्या तुटतात तिथे पृष्ठभागाचे तापमान कमी होते. कारण खालच्या भागातून कन्व्हेक्शन बबल्स (भाग - २) मधून येणारी ऊर्जा तुटलेल्या चुंबकीय रेषांमुळे अडवली जाते. त्या ठराविक भागापर्यंत कमी ऊर्जा आल्यामुळे हा भाग तुलना करताना (कॉन्ट्रास्टमुळे) काळपट दिसतो. वरच्या चित्रात जो काळा डाग दिसतो आहे, तो त्याचमुळे तयार झाला आहे. सूर्याच्या पृष्ठभागाचं सरासरी तापमान ५००० केल्व्हीन असतं तर या काळ्या भागात साधारण ३००० केल्व्हीन. या काळ्या भागाला सौर डाग म्हणतात.

साधारणतः एक सौर डाग पृथ्वीच्या आकाराशी तुलना करता येईल एवढा मोठा असतो. (चित्रात तुलनेसाठी सौर डाग आणि पृथ्वी एकाच स्केलवर दाखवले आहेत.) या डागाच्या मध्यातून तंतूसारख्या बाहेर आलेले काळे रेषा दिसत आहेत. या काळ्या रेषांची तुलना चुंबकाभोवती लोखंडाचे कण ज्या प्रकारची रचना तयार करतात, त्यांच्याशी करता येईल. चित्रात मध्याच्या उजव्या बाजूला एक मोठा सौर डाग दिसत आहे आणि त्याच्या खाली एक छोटा डाग आहे. अनेक छोटे डाग एकत्र येऊन कधी कधी असा मोठा आणि अतिशय गुंतागुंतीची रचना असणारा मोठा सौर डाग तयार होतो.

हे सौर डाग कसे तयार होतात, त्यांची रचना कशी असते, त्यांचे इतर गुणधर्म काय आहेत याबद्दल माहिती आपण पुढच्या भागांमधे घेऊ या.

सूर्य - २

2010-08-05T14:45:00.002+05:30

सूर्याच्या बाह्यरूपाची थोडक्यात माहिती घेतल्यावर आता सूर्याच्या आत काय होतं याची ही छोटीशी ओळख.

सूर्याच्या त्रिज्जेच्या सर्वात आतल्या बाजूच्या एक चतुर्थांश हिश्श्याला, सूर्याचा गाभा आहे. या गाभ्यात, चार हायड्रोजनचे अणू एकत्र येऊन एक हेलीयमचा अणू तयार होतो. चार हायड्रोजनच्या अणूंच्या वस्तूमानापेक्षा एका हेलियमच्या अणूचं वस्तूमान कमी भरतं. वस्तूमानातला हा फरक ०.७% टक्के एवढा आहे. हे वस्तूमान ऊर्जेत रूपांतरीत होतं; हेच सूर्याचं इंजिन आहे.

या ऊर्जेचं वहन सूर्याच्या आतल्या भागात दोन वेगवेगळ्या प्रकारे होतं.गाभ्याच्या बाहेरच्या बाजूस ऊर्जेचे वहन फोटॉन कणांच्या रूपात होतं. प्रकाश दोन रुपांमधे असू शकतो, तरंग किंवा कण. त्याचं कणस्वरूप म्हणजे फोटॉन्स. हे फोटॉन्स सूर्याच्या गाभ्यातली ऊर्जा वाहून रेडीएशन झोनमधून कन्व्हेक्शन झोनमधे आणतात. रेडीएशन झोनमधल्या किंवा प्रारण भागातल्या हायड्रोजनच्या अणूंवर हे फोटॉन्स आदळतात, हायड्रोजनचे अणू फोटॉन्समधली थोडी ऊर्जा शोषून घेतात आणि फोटॉन्सच्या प्रवासाची दिशा बदलते. हा दिशाबदल घडत नसता तर हे अंतर कापण्यासाठी फोटॉन्सना काही सेकंदही लागले नसते, त्याऐवजी काही लाख वर्ष लागतात. आणि फोटॉन्सची ऊर्जा कमी होऊन, गॅमा किरणांच्या स्वरूपात असणारी ऊर्जा दृष्य प्रकाशाच्या स्वरूपात दिसते.

सूर्य - १

2010-08-04T09:39:00.001+05:30

सूर्य हा आपल्या सगळ्यात जवळचा तारा. सूर्याच्या अभ्यासातून तार्‍यांबद्दलच्या अनेक गोष्टींचा अभ्यास करता येतो. उदा: तार्‍यांमधे कोणत्या प्रक्रियेतून ऊर्जा तयार होते, उर्जेचे वहन कोणत्या प्रकारे होते, इ.इ. तार्‍यांच्या केंद्रात चार हायड्रोजनचे अणू एकत्र येऊन हेलियमचा अणू बनतो. या प्रक्रियेत जी ऊर्जा बाहेर टाकली जाते, तेच सूर्याचे आणि इतर तार्‍यांचे इंजिन आहे. या ऊर्जेचे वहन दोन प्रकारांनी होते. केंद्राच्या जवळ प्रारण किंवा रेडीएशन या क्रियेद्वारे ऊर्जेचे वहन होते. सूर्याच्या त्रिज्जेच्या एक चतुर्थांश भागात सूर्याचे केंद्र आहे. बाहेरच्या भागात मात्र ऊर्जेचे वहन अभिसरण (कन्व्हेक्शन) या प्रकाराने होते, ज्या प्रकाराने पाणी उकळताना ऊर्जेचे वहन होते त्याच प्रकारे. खालच्या भागातल्या द्रव्याला ऊर्जा मिळाली की ते गरम होऊन वरच्या भागात येते आणि वरच्या भागातले थंड द्रव्य खाली जाते. यामुळे पाणी उकळताना बुडबुडे दिसतात तसेच बुडबुडे सूर्याच्या पृष्ठभागावरही दिसतात.
वरील फोटोत सूर्याचा 'दाणेदार' पृष्ठभाग दिसत आहे. हे सर्व कन्व्हेक्शन बबल्स आहेत. जो भाग जास्त पांढरा आहे तिथे जास्त ऊर्जा आणि उष्णता आहे आणि काळसर भाग पांढर्‍या भागाच्या मानाने थंड आहे. सूर्याच्या पृष्ठभागाचं सरासरी तापमान आहे ५००० केल्व्हीन. तुलना करायची असल्यास पाणी १०० अंश सेल्सियस, म्हणजे ३७३ केल्व्हीन या तापमानाला उकळते. लोखंड १८११ केल्व्हिनला वितळते आणि ३१३४ केल्व्हीनला लोखंडाची वाफ होते.

फोटो सौजन्य: http://www.bcsatellite.net/bao/

तिपाई अभ्रिका (M २०)

2010-08-03T10:45:00.000+05:30

ही आहे "तिपाई अभ्रिका" (Trifid Nebula). तारे जन्माला येण्याच्या गुंतागुंतीच्या प्रक्रियेतून वायूंचा हा गुतडा तयार झाला आहे. चित्रातला लाल रंग हायड्रोजन वायूमुळे आहे. निळ्या रंगाचे तारे अतिशय तरूण, तेजस्वी आणि आकाराने मोठे आहेत. हे तारे खूप जास्त ऊर्जा उत्सर्जित करतात म्हणून इतर तार्‍यांच्या तुलनेत निळे दिसतात. या ढगातला, अभ्रिकेतला निळ्या रंगाचा वायू तार्‍यांचा उजेड परावर्तित करून प्रकाशमान झाला आहे.

चार्ल्स मेस्सिए या फ्रेंच खगोलाभ्यासकाला धूमकेतू शोधण्याचा नाद होता. त्याच्या या संशोधनाच्या 'आड' येणार्‍या आकाशातल्या ११० वस्तूंची यादी त्याने बनवली. तिपाई अभ्रिका ही त्या यादीतली वीसावी गोष्ट, म्हणून या अभ्रिकेला एम-२० (M20) या नावानेही ओळखलं जातं.
माहीती आणि चित्राचा स्रोतः एपॉड

एपॉडवरचं मला आवडलेलं एक सुंदर चित्रं आणि त्याचं स्पष्टीकरण