आयनोस्फियर क्या है? (और स्टीव कौन है?)

अणु और विद्युत आवेशित कणों की एक घनी परत, जिसे आयनमंडल कहा जाता है, पृथ्वी की ऊपरी वायुमंडल में ग्रह की सतह से लगभग 35 मील (60 किलोमीटर) से शुरू होती है और 620 मील (1,000 किमी) से आगे तक फैलती है। वायुमंडलीय परत में निलंबित बफेट कणों के ऊपर से आने वाला सौर विकिरण। नीचे आयनों से रेडियो सिग्नल जमीन पर लगे यंत्रों में वापस आयनोस्फीयर से टकराते हैं। जहाँ आयन मंडल चुंबकीय क्षेत्रों के साथ ओवरलैप होता है, आकाश में शानदार प्रकाश प्रदर्शित होता है जो देखने के लिए अविश्वसनीय होता है।

आयनमंडल कहां है?

कई अलग-अलग परतें पृथ्वी के वायुमंडल को बनाती हैं, जिसमें मेसोस्फीयर भी शामिल है, जो 31 मील (50 किमी) ऊपर और थर्मोस्फीयर शुरू होता है, जो 53 मील (85 किमी) तक शुरू होता है। यूसीएआर सेंटर फॉर साइंस एजुकेशन के अनुसार, आयनमंडल में मेसोस्फीयर और थर्मोस्फीयर के तीन खंड होते हैं, जिन्हें डी, ई और एफ लेयर्स लेबल किया जाता है।

सूर्य के अत्यधिक चरम पराबैंगनी विकिरण और एक्स-रे वायुमंडल के इन ऊपरी क्षेत्रों पर बमबारी करते हैं, जो उन परतों पर रखे गए परमाणुओं और अणुओं पर हमला करते हैं। शक्तिशाली विकिरण कणों से नकारात्मक चार्ज किए गए इलेक्ट्रॉनों को हटा देता है, उन कणों के विद्युत आवेश को बदल देता है। मुक्त इलेक्ट्रॉनों और चार्ज कणों के परिणामस्वरूप बादल, जिन्हें आयन कहा जाता है, "आयनोस्फीयर" नाम के लिए नेतृत्व किया। आयनित गैस, या प्लाज्मा, घनीभूत, तटस्थ वातावरण के साथ मिश्रित होती है।

आयनमंडल में आयनों की सांद्रता पृथ्वी पर सौर विकिरण की मात्रा के साथ भिन्न होती है। आयनमंडल दिन के दौरान आवेशित कणों के साथ घना हो जाता है, लेकिन यह घनत्व रात में विस्थापित इलेक्ट्रॉनों के साथ आवेशित कणों की पुनः संयोजकता के रूप में घट जाता है। नासा के अनुसार, आयनमंडल की संपूर्ण परतें इस दैनिक चक्र के दौरान दिखाई और गायब हो जाती हैं। 11 वर्ष की अवधि में सौर विकिरण में भी उतार-चढ़ाव होता है, जिसका अर्थ है कि सूर्य वर्ष के आधार पर कम या अधिक विकिरण डाल सकता है।

नीचे की पृथ्वी पर उच्च ऊंचाई वाली हवाओं और गंभीर मौसम प्रणालियों के साथ मिलकर, आयन मंडल में अचानक हुए बदलावों के कारण, सौर हवाओं के विस्फोटकों और सौर हवाओं में तेजी से हलचल होती है।

आसमान को उजाला

सूरज की चिलचिलाती-गर्म सतह अत्यधिक आवेशित कणों की धाराओं को बाहर निकाल देती है, और इन धाराओं को सौर पवन के रूप में जाना जाता है। नासा के मार्शल स्पेस फ्लाइट सेंटर के अनुसार, सौर हवा लगभग 25 मील (40 किमी) प्रति सेकंड की दर से अंतरिक्ष में उड़ती है। पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र और आयनमंडल के नीचे पहुंचने पर, सौर हवाओं ने रात के आकाश में एक रंगीन रासायनिक प्रतिक्रिया की शुरुआत की, जिसे अरोरा कहा जाता है।

जब सौर हवाएं पूरे पृथ्वी पर घूमती हैं, तो ग्रह अपने चुंबकीय क्षेत्र के पीछे ढल जाता है, जिसे मैग्नेटोस्फीयर भी कहा जाता है। पृथ्वी के कोर में पिघले हुए लोहे को मथने से उत्पन्न, मैग्नेटोस्फीयर सौर विकिरण को या तो ध्रुव की ओर भेजता है। वहां, आवेशित कण आयनमंडल में घूमते हुए रसायनों से टकराते हैं, जिससे स्पोरबाइंडिंग अरोरस बनता है।

वैज्ञानिकों ने पाया है कि सूर्य का अपना चुंबकीय क्षेत्र पृथ्वी के कमज़ोर हिस्से को निचोड़ता है, औरोरोसा को रात की ओर ग्रह की ओर स्थानांतरित करता है, जैसा कि लोकप्रिय मैकेनिक्स द्वारा बताया गया है।

नेशनल ज्योग्राफिक के अनुसार, आर्कटिक और अंटार्कटिक हलकों के पास, हर रात आकाश में लकीरें दिखाई देती हैं। प्रकाश के रंगीन पर्दे, जिसे अरोरा बोरेलिस और ऑरोरा ऑस्ट्रलिस के रूप में जाना जाता है, क्रमशः पृथ्वी की सतह से लगभग 620 मील (1,000 किमी) ऊपर लटका हुआ है। जब आयन आयन कम आयन मंडल में ऑक्सीजन के कणों पर हमला करते हैं तो हरे-पीले चमकते हैं। लाल रंग की रोशनी अक्सर अरोरस के किनारों के साथ खिलती है, और रात के आकाश में भी प्यूरी और ब्लूज़ दिखाई देते हैं, हालांकि ऐसा बहुत कम होता है।

बोस्टन विश्वविद्यालय के भूभौतिकीविद् तोशी निशिमुरा ने कहा, "अरोरा का कारण कुछ हद तक ज्ञात है, लेकिन यह पूरी तरह से हल नहीं हुआ है।" "उदाहरण के लिए, एक विशेष प्रकार के रंग का कारण बनता है, जैसे कि बैंगनी, अभी भी एक रहस्य है।"

स्टीव कौन है?

ऑरोरास से परे, आयनोस्फियर अन्य प्रभावशाली प्रकाश शो की मेजबानी भी करता है।

2016 में, नागरिक वैज्ञानिकों ने एक विशेष रूप से आंखों को पकड़ने वाली घटना देखी, जिसे समझाने के लिए वैज्ञानिकों ने संघर्ष किया, लाइव साइंस बहन-साइट Space.com ने रिपोर्ट किया। सफेद और गुलाबी रंग की चमकीली नदियाँ कनाडा के ऊपर से बहती हैं, जो दक्षिण की तुलना में सबसे अधिक अरोरा दिखाई देती हैं। कभी-कभी, हरे रंग के डैश मिश्रण में शामिल हो गए। इस रहस्यमय रोशनी को स्टीव को श्रद्धांजलि में एनिमेटेड फिल्म "ओवर द हेज" का नाम दिया गया था और बाद में "स्ट्रॉन्ग थर्मल इमिशन वेलोसिटी एनहांसमेंट" के रूप में दोबारा प्रस्तुत किया गया।

न्यू जर्सी इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के अंतरिक्ष मौसम वैज्ञानिक गैरेथ पेरी ने कहा, "हम अरोरा का अध्ययन सैकड़ों वर्षों से कर रहे हैं, और हम अभी भी स्टीव के बारे में नहीं बता सकते हैं।" "यह दिलचस्प है क्योंकि इसके उत्सर्जन और गुण किसी और चीज के विपरीत हैं जो हम कम से कम प्रकाशिकी के साथ आयनोस्फीयर में देखते हैं।"

जियोफिजिकल रिसर्च लेटर्स जर्नल में 2019 के एक अध्ययन के अनुसार, स्टीवन के भीतर की हरी धारियां इसी तरह विकसित हो सकती हैं कि पारंपरिक अरोमा कैसे बनते हैं, जैसे कि वायुमंडल पर कणों की बारिश होती है। STEVE में, हालांकि, प्रकाश की नदी तब चमकने लगती है जब आयनमंडल के भीतर के कण आपस में टकराते हैं और आपस में गर्मी पैदा करते हैं।

संचार और नेविगेशन

यद्यपि आयन मंडल में अभिक्रियाएं आकाश को शानदार रंग के साथ चित्रित करती हैं, वे रेडियो संकेतों को बाधित कर सकते हैं, नेविगेशनल सिस्टम के साथ हस्तक्षेप कर सकते हैं और कभी-कभी व्यापक शक्ति ब्लैकआउट का कारण बन सकते हैं।

आयनमंडल 10 मेगाहर्ट्ज़ से नीचे रेडियो प्रसारण को दर्शाता है, जिससे सैन्य, एयरलाइंस और वैज्ञानिकों को लंबी दूरी के लिए रडार और संचार प्रणालियों को जोड़ने की अनुमति मिलती है। आयनों की तरह चिकनी होने पर ये सिस्टम सबसे अच्छा काम करते हैं, लेकिन ये प्लाज्मा में अनियमितताओं से बाधित हो सकते हैं। जीपीएस प्रसारण आयनमंडल से होकर गुजरता है और इसलिए समान कमजोरियों को सहन करता है।

पेरी ने कहा, "बड़े भूचुंबकीय तूफान, या अंतरिक्ष मौसम की घटनाओं के दौरान, धाराएं जमीन में अन्य धाराओं, विद्युत ग्रिड, पाइपलाइनों आदि को नष्ट कर सकती हैं और कहर बरपा सकती हैं।" इस तरह के एक सौर तूफान ने 1989 के प्रसिद्ध क्यूबेक ब्लैकआउट का कारण बना। "तीस साल बाद, हमारी विद्युत प्रणाली अभी भी इस तरह की घटनाओं की चपेट में है।"

वैज्ञानिक इस क्षेत्र की भौतिक और रासायनिक गतिशीलता को बेहतर ढंग से समझने के लिए राडार, कैमरे, उपग्रह-बद्ध उपकरणों और कंप्यूटर मॉडल का उपयोग कर आयनमंडल का अध्ययन करते हैं। इस ज्ञान के साथ, वे आयनोस्फीयर में व्यवधानों का बेहतर अनुमान लगाने और उन समस्याओं को रोकने की उम्मीद करते हैं जो नीचे जमीन पर हो सकती हैं।