यह सर्वविदित है एक सौर तूफान, अपनी तीव्रता के स्तर के आधार पर, विद्युत ग्रिड, नेविगेशन सिस्टम या उपग्रह संचार के कामकाज को प्रभावित कर सकता है। समस्या यह है कि यह स्पष्ट नहीं है कि आज क्या होगा यदि तूफान की तीव्रता 1859 में तथाकथित कैरिंगटन घटना के स्तर तक पहुंच गई, जो उन असाधारण दुर्लभ घटनाओं में से एक है जो हर हजार साल में केवल एक बार होती है। हालाँकि, नए शोध से पता चलता है कि प्रभाव वैज्ञानिकों की सोच से भी अधिक बुरा हो सकता है।
सौर तूफान तब उत्पन्न होते हैं जब सौर हवा – सूर्य द्वारा उत्सर्जित आवेशित कणों की एक सतत धारा – पृथ्वी के मैग्नेटोस्फीयर के साथ संपर्क करती है। कैरिंगटन इवेंट के दौरान, आधी दुनिया में टेलीग्राफ संचार ध्वस्त हो गया, और उत्तरी रोशनी पूरे उत्तरी अमेरिका से लेकर दक्षिण में क्यूबा तक दिखाई दे रही थी। आज की दुनिया में, तेज़ सौर तूफ़ानों का व्यापक प्रभाव हो सकता है और यह ऊपरी वायुमंडल को भी बदल सकता है।
अध्ययन में सहयोग करने वाली लैंकेस्टर यूनिवर्सिटी की शोधकर्ता मारिया वलाच कहती हैं, “हमारे ग्रह का चुंबकीय क्षेत्र हमें कई अंतरिक्ष मौसम प्रभावों से बचाने का वास्तव में बहुत अच्छा काम करता है और इसलिए वे अक्सर गड़बड़ियों या सुंदर अरोरा के रूप में दिखाई देते हैं।” “हालांकि ऐसे चरम मामले हैं, जहां उपग्रह अप्रत्याशित रूप से पृथ्वी पर वापस गिर जाते हैं, या हम संचार और जीपीएस सिग्नल खो देते हैं।”
सौर हवा की तीव्रता का अनुमान लगाने के लिए, शोधकर्ता मुख्य रूप से पृथ्वी से लगभग 1.5 मिलियन किलोमीटर दूर एल1 लैग्रेंज बिंदु पर स्थित उपग्रहों द्वारा लिए गए माप का उपयोग करते हैं। समस्या यह है कि वे अवलोकन उस वातावरण से बिल्कुल मेल नहीं खाते हैं जहां सौर हवा अंततः पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के साथ संपर्क करती है। दोनों बिंदुओं के बीच समय की एक अलग-अलग मात्रा गुजरती है, और अपनी यात्रा के दौरान सौर प्लाज्मा भी बदलता है।
लेखकों का तर्क है कि यह अनिश्चितता, केवल प्रयोगात्मक शोर होने से दूर, डेटा के विश्लेषण में एक व्यवस्थित पूर्वाग्रह का परिचय देती है।
सौर सांख्यिकी
अध्ययन का केंद्रीय बिंदु एक प्रसिद्ध सांख्यिकीय घटना में निहित है जिसे माध्य की ओर प्रतिगमन कहा जाता है। सरल शब्दों में, जब कोई माप असाधारण रूप से उच्च होता है, तो वह जिस वास्तविक मूल्य का प्रतिनिधित्व करने की कोशिश कर रहा है, वह औसतन कम चरम होता है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि यादृच्छिक अनिश्चितताएं कभी-कभी किसी अवलोकन को बढ़ा-चढ़ाकर पेश कर सकती हैं।
सौर हवा के मामले में, L1 पर किया गया एक असाधारण तीव्र माप संभवतः उस समय तक कुछ हद तक कम तीव्र सौर हवा से मेल खाता है जब यह उस क्षेत्र में पहुंचता है जहां यह वास्तव में मैग्नेटोस्फीयर के साथ संपर्क करता है। यदि वैज्ञानिक सीधे उस चरम माप को पृथ्वी की देखी गई प्रतिक्रिया से जोड़ते हैं, तो प्रभाव इतनी बड़ी उत्तेजना के सापेक्ष महत्वहीन दिखाई देगा। हजारों बार दोहराए जाने पर, यह प्रभाव गलत धारणा पैदा करता है कि सौर हवा की तीव्रता बढ़ने पर मैग्नेटोस्फीयर प्रतिक्रिया देना बंद कर देता है।
हुआ यह है कि, वर्षों से, वैज्ञानिकों का मानना है कि पृथ्वी जिस तीव्रता के साथ सबसे भीषण सौर तूफानों का जवाब देती है, उसकी एक प्राकृतिक सीमा होती है। उस विचार के अनुसार, जब सौर हवा बहुत ऊंचे मूल्यों पर पहुंचती है, तो पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र आनुपातिक रूप से प्रतिक्रिया करना बंद कर देता है, और इसकी प्रतिक्रिया एक प्रकार की “संतृप्ति” में प्रवेश करती है। हालाँकि, इस नए अध्ययन से पता चलता है कि शायद वह सीमा कभी अस्तित्व में ही नहीं थी। जो एक भौतिक घटना प्रतीत होती है, वह वास्तव में, मापों के विश्लेषण के तरीके के कारण उत्पन्न एक भ्रम हो सकती है।
इस परिकल्पना का परीक्षण करने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक सांख्यिकीय मॉडल विकसित किया जिसमें अनिश्चितता के मुख्य स्रोतों को शामिल किया गया है: सौर हवा को पृथ्वी तक पहुंचने में लगने वाले समय में भिन्नता और उस यात्रा के दौरान होने वाले यादृच्छिक परिवर्तन। यह मॉडल पृथ्वी की प्रतिक्रिया को सीमित करने वाले किसी भी भौतिक तंत्र को लागू करने की आवश्यकता के बिना, 25 से अधिक वर्षों के डेटा में देखे गए समान “संतृप्ति” वक्र को उल्लेखनीय सटीकता के साथ पुन: पेश करता है।
फिर उन्होंने प्रतिगमन अंशांकन नामक एक तकनीक लागू की, जो माप अनिश्चितताओं द्वारा उत्पन्न पूर्वाग्रह को गणितीय रूप से ठीक करती है। उस सुधार के बाद, अनुमानित संतृप्ति लगभग पूरी तरह से गायब हो जाती है। सौर हवा की तीव्रता और भू-चुंबकीय प्रतिक्रिया के बीच संबंध अनिवार्य रूप से फिर से रैखिक हो जाता है, कम से कम उस सीमा के भीतर जिसके लिए पर्याप्त रिकॉर्ड किए गए अवलोकन मौजूद हैं – वास्तव में उनमें से दस लाख से अधिक।
कोई सीमा नहीं
नेचर जर्नल में प्रकाशित इन परिणामों के परिणाम क्या हैं? यदि विनाशकारी घटनाओं के दौरान पृथ्वी की प्रतिक्रिया आनुपातिक रूप से बढ़ती रहती है, तो कैरिंगटन इवेंट जैसा अत्यधिक सौर तूफान पहले की तुलना में कहीं अधिक खतरनाक हो सकता है। लेखकों का अनुमान है कि, बहुत उच्च सौर पवन मूल्यों के लिए, भू-चुंबकीय प्रभाव पारंपरिक मॉडल द्वारा गणना की गई तुलना में लगभग दोगुना हो सकता है।
“अगर सौर हवा के प्रति हमारे ग्रह की प्रतिक्रिया की कोई ऊपरी सीमा नहीं है, तो चरम मामलों के लिए मॉडलिंग को इसे ध्यान में रखना होगा और हमें अंतरिक्ष मौसम के प्रभावों के प्रति सतर्क रहना चाहिए।” वलाच ने प्रेस विज्ञप्ति में कहा। “सौभाग्य से, ये अत्यंत चरम मामले दुर्लभ हैं, लेकिन इसका मतलब यह भी है कि हमारे पास काम करने के लिए सीमित डेटा है और केवल समय ही बताएगा कि इस अत्यंत चरम, एक हज़ार साल में एक बार होने वाली घटना में क्या होता है।”
दरअसल, अध्ययन उस सीमा को स्वीकार करता है: सबसे चरम घटनाओं के अभी भी बहुत कम रिकॉर्ड हैं। इसी कारण से, शोधकर्ता यह दावा नहीं करते कि संतृप्ति असंभव है। बल्कि, उनका तर्क है कि उपलब्ध डेटा इसके अस्तित्व के लिए ठोस सांख्यिकीय साक्ष्य प्रदान नहीं करता है।
यह कहानी मूलतः पर प्रकाशित हुई थी Español में वायर्ड और इसका स्पेनिश से अनुवाद किया गया है।