- ફયુચર સાયન્સ-કે.આર.ચૌધરી
રોજ સવારે ઊગતો સૂર્ય આપણા જીવનનો એટલો અભિન્ન ભાગ છે કે 'આપણે ક્યારેય વિચાર્યું જ નથી, કે સૂર્ય અચાનક તેનું તેજ ગુમાવવા લાગે તો શું થાય? ૨૦૨૬માં રિલીઝ થનાર હોલીવુડ ફિલ્મ 'પ્રોજેક્ટ હેઇલ મેરી'માં એન્ડી વેઅર, આ જ ભયાનક પ્રશ્નનું વિઝયુઅલાઇઝેશન રજૂ કરે છે. પણ વાસ્તવિકતા શું છે? શું સૂર્ય ખરેખર તેનું તેજ ગુમાવી શકે? અને જો ગુમાવે તો આપણી પૃથ્વી પર શું અસર થશે?
વિજ્ઞાનીઓ જાણે છે કે સૂર્યની પ્રવૃત્તિ ક્યારેય સ્થિર રહેતી નથી. આપણો સૌથી નજીકનો તારો, જે પૃથ્વીથી લગભગ ૧૫ કરોડ કિલોમીટર દૂર આવેલોછે. તે દર ચોરસ મીટરે આશરે ૧,૩૬૫ વૉટ ઊર્જા આપણને પહોંચાડે છે. જેને વિજ્ઞાનીઓ 'સોલાર કોન્સ્ટન્ટ' કહે છે. આ ઊર્જાનો ૩૦ ટકા ભાગ પાછો, અવકાશમાં પરાવર્તિત થાય છે. બાકીની ઊર્જા પૃથ્વીના વાતાવરણ અને સપાટી દ્વારા શોષાઈ જાય છે. પરંતુ તાજેતરના દાયકાઓમાં વિજ્ઞાનીઓએ એક આશ્ચર્યજનક તફાવત જોયો છે : ૧૯૫૦થી ૧૯૮૦ વચ્ચે પૃથ્વીની સપાટી પર પહોંચતું સૌર વિકિરણ નોંધપાત્ર રીતે ઘટયું હતું. જેને 'ગ્લોબલ ડિમિંગ' કહેવામાં આવે છે. જેનો મતલબ થાય કે 'સૂર્ય ખરેખર તેનું તેજ' ગુમાવી રહ્યો છે. જો આવું લાંબુ ચાલે તો, તેની આપણી પૃથ્વી પર શું અસર થાય?
મૌનમાં લપેટાયેલું બરફનું ગીત
ચીનના પ્રાચીન અભિલેખો દર્શાવે છે કે 'ઇ.સ.પૂ. ૨૮માં જ ખુલ્લી આંખે સૂર્ય પરના આ ડાઘા જોવામાં આવ્યા હતા.' ઈ.સ. ૩૬૪માં ચીની ખગોળશાસ્ત્રીઓએ પ્રથમ વખત આ અવલોકનો નોંધ્યા હતા. ભારતમાં પણ પ્રાચીન ખગોળશાસ્ત્રીઓ સૂર્યનું નિરીક્ષણ કરતા હતા. ૫મી સદીના સંસ્કૃત ગ્રંંથ 'સૂર્ય સિદ્ધાંત'માં સૂર્યના ચક્ર અને ગ્રહણોની ચોકસાઈભરી ગણતરીઓ મળે છે. જો કે સનસ્પોટ્સનો કોઈ સ્પષ્ટ ઉલ્લેખ ત્યાં જોવા મળતો નથી. પરંતુ યુરોપમાં સૂર્યનું વૈજ્ઞાનિક નિરીક્ષણ ૧૬૧૧માં શરૂ થયું હતું, જયારે ટેલીસ્કોપીની શોધ થઇ ચૂકી હતી.
ઇટાલિયન વૈજ્ઞાનિક ગેલિલિયો ગેલિલેઈએ તેમના નવા ઉન્નત ટેલિસ્કોપ વડે સૂર્ય પર કાળા ડાઘા જોયા. તે સમયે યુરોપમાં એરિસ્ટોટલની ફિલસૂફી મજબૂત વૈજ્ઞાનિક થિયરી ગણાતી હતી. જે દર્શાવતી હતી કે 'આકાશ અને તેમાં આવેલાં તારાઓ, ગ્રહો સંપૂર્ણ છે, નિર્દોષ છે. તેમાં કોઈ ખામી નથી.' પરંતુ ગેલિલિયોના અવલોકનોએ એરિસ્ટોટલની માન્યતાને હચમચાવી નાખી હતી. તેમણે જોયું કે 'સનસ્પોટ્સ સૂર્યની સપાટી પર જ છે, તે રોજ આકાર બદલે છે, અને લગભગ ૨૮ દિવસમાં સૂર્યની આસપાસ ફરે છે. જેનો સરળ અર્થ થાય સૂર્ય પોતે પોતાની ધરી ઉપર ફરે છે! બરાબર આજ સમયે જર્મનીના ખગોળશાસ્ત્રી ક્રિસ્ટોફ શાઇનર પણ સનસ્પોટ્સ નિહાળી રહ્યા હતા. તેમને એવું લાગ્યું કે આ કાળા દાગ સૂર્યની આસપાસ ફરતા કોઈ નાના ગ્રહો છે. ૧૬૧૨માં ગેલિલિયો અને શાઇનર વચ્ચે આ મુદ્દે ગરમ ચર્ચા પણ ચાલી હતી.
ગેલિલિયોએ તેમના વિદ્યાર્થી બેનેડેટ્ટો કાસ્ટેલીની મદદથી એક નવી પદ્ધતિ વિકસાવી. જો સીધા સૂર્ય તરફ જોવાથી આંખોને નુકસાન થાય, તો ટેલિસ્કોપમાંથી પ્રકાશને કાગળ પર પ્રોજેક્ટ કરીને સનસ્પોટ્સનું ચિત્ર દોરી શકાય! આ 'હેલિયોસ્કોપ' પદ્ધતિથી ગેલિલિયોએ ૧૬૧૨માં દરરોજના નિરીક્ષણો નોંધ્યા. તેમના ચિત્રોમાં દેખાતું હતું કે 'સનસ્પોટ્સ સૂર્યની પશ્ચિમ બાજુએથી દેખાય છે, મધ્યમાં મોટા થાય છે, પછી પૂર્વ બાજુએ નાના થતા જાય છે.' આ નિરીક્ષણ સાબિત કરતું હતું કે 'આ ડાઘા સૂર્યની સપાટી પર જ છે, અને સૂર્ય સાથે ફરે છે.'
'એક્સેલરેટર માસ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રી'
વિજ્ઞાનીઓએ સૌર પ્રવૃત્તિ અને આબોહવા વચ્ચેના સંબંધને સમજવા માટે, ઇટીએચ ઝયુરિકના લુકાસ વૅકર અને નિકોલસ બ્રેહમે 'એક્સેલરેટર માસ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રી' નામની તકનીક વિકસાવી છે. કોસ્મિક કિરણો વાતાવરણમાં નાઇટ્રોજન અણુઓ સાથે અથડાય છે, ત્યારે કાર્બન-૧૪ ઉત્પન્ન થાય છે. દર વર્ષે વૃક્ષ નવી છાલ બનાવે છે. જયારે ઝાડ વાતાવરણમાંથી કાર્બન ડાયોક્સાઇડ શોષે છે, ત્યારે તેમાં અત્યંત ઓછાં પ્રમાણમાં કાર્બન-૧૪ હોય છે. દર ૧૦૦૦ અબજ કાર્બન અણુઓમાંથી માત્ર એક કે બે કણ રેડિયોએક્ટિવ કાર્બન-૧૪ હોય છે. સૂર્યની ચુંબકીય પ્રવૃત્તિ આ પ્રક્રિયાને નિયંત્રિત કરે છે. જ્યારે સૂર્ય સક્રિય હોય અને સનસ્પોટ્સ વધારે હોય, ત્યારે તેનું શક્તિશાળી ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઢાળ જેવું કામ કરે છે. અને ગેલેક્ટિક કોસ્મિક કિરણોને દૂર ધકેલે છે. પરિણામે ઓછા કાર્બન-૧૪ ઉત્પન્ન થાય છે. પરંતુ જ્યારે સૂર્ય શાંત હોય, જેમ કે મૉન્ડર મિનિમમ દરમિયાન, ત્યારે ચુંબકીય ઢાળ નબળો પડે છે. પૃથ્વી પર વધુ કોસ્મિક કિરણો આવે છે. જે વધુ કાર્બન-૧૪ બનાવે છે.
૧૯૭૬માં અમેરિકન ખગોળશાસ્ત્રી જોન એડીએ 'સાયન્સ' જર્નલમાં એક મહત્વપૂર્ણ લેખ પ્રકાશિત કર્યો. તેમણે વૃક્ષોની છાલમાં રહેલા કાર્બન-૧૪ના સ્તરો તપાસ્યા હતાં. એડીના પુરાવાઓએ સાબિત કર્યું કે '૧૬૪૫-૧૭૧૫માં સૂર્યની પ્રવૃત્તિ ખરેખર અતિ નીચી હતી. આ સમયગાળાને 'મૉન્ડર મિનિમમ' નામ આપવામાં આવ્યું હતું.' જેમાં કાર્બન-૧૪ અને કાર્બન-૧૨ અણુઓને વિદ્યુત રીતે ચાર્જ કરવામાં આવે છે, હજારો વોલ્ટથી પ્રવેગ આપવામાં આવે છે. પછી ચુંબકીય ક્ષેત્રમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે. વૅકર અને બ્રેહમે જરૂર હતી તેના કરતાં ૧૦૦૦ ગણી ઓછી સામગ્રી વાપરી અને માત્ર થોડા કલાકોમાં ૦.૧ ટકાની ચોકસાઈથી માપન પૂર્ણ કર્યું હતું. તેમના ડેટાએ દર્શાવ્યું કે સૂર્યની ૧૧ વર્ષની પ્રવૃત્તિ ચક્ર મિલેનિયમ દરમિયાન સતત જોવા મળે છે. ૨૦૨૧માં નેચર જિયોસાયન્સમાં પ્રકાશિત તેમના સંશોધનમાં, તેઓએ ઇંગ્લેન્ડ અને સ્વિટ્ઝર્લેન્ડના વૃક્ષોના છાલનો ઉપયોગ કરીને, ઇ.સ. ૯૬૯થી આજ સુધીની સૌર પ્રવૃત્તિનું પુન:નિર્માણ કર્યું હતું. જે દર્શાવતું હતું કે 'ભૂતકાળમાં સૌર પ્રવૃત્તિમાં કેવાં ફેરફારો આવ્યા હતા.'
'લિટલ આઇસ એજ'
૧૬૪૫માં ગેલેલિઓને આશ્ચર્યજનક નવું નઝરાણું જોવા મળ્યું. અચાનક સનસ્પોટ્સની સંખ્યા અત્યંત ઓછી થઈ ગઈ. ૧૬૪૫થી ૧૭૧૫ સુધી એટલેકે લગભગ ૭૦ વર્ષ સુધી સૂર્ય પર ભાગ્યે જ કોઈ ડાઘા દેખાયા હતાં. જોન ફ્લેમસ્ટીડ અને જિયાન ડોમેનિકો કાસિની જેવા પ્રસિદ્ધ ખગોળશાસ્ત્રીઓએ પણ નોંધ્યું કે 'તેઓ ઘણાં વર્ષો પછી પ્રથમ વખત કોઈ સનસ્પોટ જોઈ રહ્યા છે.' આ સમયગાળામાં યુરોપમાં ભયંકર ઠંડી પડી. થેમ્સ નદી થીજી ગઈ, લોકો તેના પર 'ફ્રોસ્ટ ફેર' યોજવા લાગ્યા. ગ્રીનલેન્ડમાં ખુબ જ ઠંડીના કારણે નોર્સ વસાહતો ભુખમરાથી નાશ પામી હતી. આ સમયગાળાને લોકો 'લિટલ આઇસ એજ' તરીકે ઓળખવા લાગ્યાં. માત્ર સૂર્યની ઊર્જામાં માત્ર ૦.૨૨ ટકાનો ઘટાડો પણ આટલી વિનાશક અસર લાવી શકે છે! જો ખરેખર સૂર્યનું તેજ ૧ ટકા કે ૫ ટકા ઘટી જાય તો ? કેલિફોર્નિયા ઇન્સ્ટિટયૂટ ઑફ ટેકનોલોજીના પ્રોફેસર ડેવિડ સ્ટીવેન્સન કહે છે કે 'આટલા મોટા ફેરફારથી માનવજાત ઝડપથી નષ્ટ થઈ શકે, માત્ર ભૂગર્ભમાં રહેતા સૂક્ષ્મજીવો ટકી શકે.'
૧૯મી સદીમાં જર્મન ખગોળશાસ્ત્રી ગુસ્તાવ સ્પોરર જૂના અભિલેખોનો અભ્યાસ કરી રહ્યા હતા. તેમણે જોયું કે 'સનસ્પોટ્સની સંખ્યા દર ૧૧ વર્ષ વધે-ઘટે છે, પરંતુ ૧૬૪૫-૧૭૧૫ના સમયગાળામાં આ પ્રક્રિયા લગભગ બંધ જ હતી. ૧૮૮૭ અને ૧૮૮૯માં ગુસ્તાવ સ્પોરરે આ વિશે પેપર્સ પ્રકાશિત કર્યા હતાં. પરંતુ કોઈએ તેના ઉપર બહુ ધ્યાન આપ્યું નહીં. બ્રિટિશ ખગોળશાી એડવર્ડ વૉલ્ટર મૉન્ડર ૧૮૯૦ અને ૧૮૯૪માં સ્પોરરના સંશોધનને અંગ્રેજીમાં રજૂ કર્યું હતું. પરંતુ મોટાભાગના વિજ્ઞાનીઓએ તેમની થિયરી કે વાતને માન્યતા આપી નહીં. નાસાના અભ્યાસ મુજબ, છેલ્લા ૪૦ વર્ષથી ઉપગ્રહોએ માપેલી સૂર્યની ઊર્જા આઉટપુટ ૦.૧ ટકા કરતાં પણ ઓછી બદલાઈ છે. આઇપીસીસીના ૨૦૨૧ના અહેવાલ અનુસાર, ૧૮૫૦-૧૯૦૦થી ૨૦૨૦ સુધીના ગ્લોબલ વોર્મિંગમાં સૌર પ્રવૃત્તિનો ફાળો માત્ર ૦.૦૧ સેલ્સિયસ જેટલો છે. જે લગભગ ૧ ટકા જેટલો ગણાય. પરંતુ માનવીય પ્રવૃત્તિઓથી થતા ગ્રીનહાઉસ ગેસ ઉત્સર્જનથી ૦.૯૫-૧.૨ સેલ્સિયસ જેટલું તાપમાન વધ્યું છે.
આદિત્ય-એલ1 : હિન્દુસ્તાનની શાન
'૨૦મી સદીના અંતમાં સૌર પ્રવૃત્તિ છેલ્લા ૮,૦૦૦ વર્ષમાં સૌથી વધુ હતી. ૨૦૧૯થી શરૂ થયેલ સૌર ચક્ર અપેક્ષા કરતાં વધુ સક્રિય છે. યુનિવર્સિટી ઑફ રીડિંગના માઇકલ લૉકવુડ અને અન્ય વિજ્ઞાનીઓના આંકડાકીય અભ્યાસો સૂચવે છે કે 'સૂર્ય આગામી દાયકાઓમાં શાંત થઈ શકે છે. એટલકે નવું મૉન્ડર મિનિમમ આવે, તો વૈશ્વિક તાપમાનમાં ૦.૦૬ થી ૦.૧ સેલ્સિયસનો ઘટાડો થઈ શકે છે. આ ઘટાડો ગ્રીનહાઉસ ગેસને કારણે થતા ૩.૭-૪.૫ સેલ્સિયસ વધારાની સામે ખૂબ જ નાનો છે. ૨૦૨૩માં નિકોલો સ્કેફેટાના સંશોધનથી મહત્વપૂર્ણ મુદ્દો ઊભરી આવે છે કે 'સૌર પ્રવૃત્તિની અસર કદાચ કેવળ TSI વિકિરણથી જ નથી, પરંતુ કોસ્મિક કિરણોનું ચુંબકીય મોડયુલેશન, સૌર પવન અને અન્ય કણોનો પ્રવાહથી પણ થાય છે. સ્પેસ વેધર આપણી રોજિંદા જિંદગીને અસર કરે છે. શક્તિશાળી સૌર વિસ્ફોટો ઉપગ્રહોને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે. GPS સિસ્ટમને વિક્ષેપ પાડી શકે છે. ઇલેક્ટ્રિક પાવર ગ્રિડને બંધ કરી શકે છે. ૧૯૮૯માં કેનેડાના ક્વિબેકમાં એક મોટા સૌર તોફાને પાવર ગ્રિડને બંધ થતાં, ૬૦ લાખ લોકોને ૯ કલાક માટે અંધારામાં રાખ્યા હતા. ૨૦૨૪માં આદિત્ય-એલ૧એ મહત્વપૂર્ણ નિરીક્ષણો કર્યા. ફેબુ્રઆરી ૨૦૨૪માં SUITyu X6.3-ક્લાસના સૌર વિસ્ફોટનું પ્રથમ વખત 'કર્નલ'નું ચિત્ર મેળવ્યું. મે ૨૦૨૪માં ભારે સોલાર ફ્લેર દરમિયાન, ઉદયપુર સોલાર ઑબ્ઝર્વેટરી, થુમ્બા અને આદિત્ય-એલ૧એ સંકલિત નિરીક્ષણો લીધા હતાં. જુલાઈ ૨૦૨૪માં VELCએ મોટા કોરોનલ માસ ઇજેક્શનનું માપન કર્યું હતું. માર્ચ ૨૦૨૫માં ઇન્ડિયન ઇન્સ્ટિટયૂટ ઑફ એસ્ટ્રોફિઝિક્સના વિજ્ઞાનીઓએ 'ફ્લેરલેસ' કોરોનલ માસ ઇજેક્શનનું નિરીક્ષણ પણ નોંધ્યું છે. યુરોપિયન સ્પેસ એજન્સી પણ ગ્રાઉન્ડ સ્ટેશન સપોર્ટ આપી રહી છે. ૬ જાન્યુઆરી ૨૦૨૫ના દિવસે ઇસરોએ પ્રથમ વૈજ્ઞાનિક ડેટા સેટ વૈશ્વિક સમુદાયને રજૂ કર્યો હતો. પરંતુ તેમ છતાં કેટલાક પ્રશ્નો રહી જાય છે : શું આવનારા સમયમાં સૂર્ય ખરેખર નવા માન્ડર મિનિમમમાં પ્રવેશ કરશે? ગ્લોબલ વોર્મિંગના સંદર્ભમાં તેની અસર શું હશે? શું ભારત સૌર ભૌતિકશાસ્ત્રમાં વૈશ્વિક નેતા બની શકશે?
