అరోరా రూపాలు: "పోలార్ రైన్ అరోరా" మొదటిసారిగా భూమి నుండి కనుగొనబడింది  

2022 క్రిస్మస్ రాత్రి భూమి నుండి కనిపించే భారీ యూనిఫాం అరోరా పోలార్ రెయిన్ అరోరా అని నిర్ధారించబడింది. ఇది ధ్రువ వర్షపు అరోరా యొక్క మొదటి భూ-ఆధారిత పరిశీలన. భూమి యొక్క మాగ్నెటోస్పియర్ యొక్క మాగ్నెటోటైల్‌లో నిల్వ చేయబడిన సంఘటన ఎలక్ట్రాన్‌లచే నడపబడే సాధారణ అరోరా వలె కాకుండా, ధ్రువ వర్షపు అరోరా సౌర కరోనా నుండి నేరుగా భూమి యొక్క ధ్రువ ప్రాంతాలకు బహిరంగ అయస్కాంత క్షేత్ర రేఖల వెంట ప్రయాణించే ఎలక్ట్రాన్‌ల ద్వారా ఏర్పడుతుంది “ధ్రువ. వర్షం" ఎలక్ట్రాన్ అవపాతం, ఇది వాతావరణంలోని ఆక్సిజన్ మరియు నైట్రోజన్ పరమాణువులతో సంకర్షణపై ఆప్టికల్ ఉద్గారాలకు దారితీస్తుంది.  

అరోరా యొక్క కథ, రంగురంగుల మిరుమిట్లు గొలిపే కాంతి ప్రదర్శనలు (ఉత్తర ధ్రువ ప్రాంతంలో ఉత్తర లైట్లు లేదా అరోరా బొరియాలిస్ అని పిలుస్తారు మరియు దక్షిణ ధృవ ప్రాంతంలో సదరన్ లైట్స్ లేదా అరోరా ఆస్ట్రాలిస్ అని పిలుస్తారు) సౌర వాతావరణంలోని కరోనల్ పొరలో ప్రారంభమవుతుంది. ఈ సౌర వాతావరణ పొర యొక్క ఉష్ణోగ్రత చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది. యొక్క ఉష్ణోగ్రత ఉండగా ఫోటోస్పియర్ పొర (దీనిని సూర్యుని ఉపరితలంగా పరిగణిస్తారు, ఎందుకంటే ఇది మనం కాంతితో గమనించవచ్చు) సుమారు 6000 కెల్విన్, 'కరోనల్ హీటింగ్ పారడాక్స్' కారణంగా కరోనా యొక్క సగటు ఉష్ణోగ్రత 1 నుండి 2 మిలియన్ కెల్విన్ మధ్య ఉంటుంది. అటువంటి అధిక ఉష్ణోగ్రత కరోనాను సూపర్ హీటెడ్ ప్లాస్మా పొరగా చేస్తుంది. అత్యంత శక్తివంతమైన విద్యుత్ చార్జ్ చేయబడిన కణాలతో కూడిన సౌర గాలి (ఎలక్ట్రాన్లు, ప్రోటాన్లు, ఆల్ఫా కణాలు మరియు భారీ అయాన్లు వంటివి) కరోనల్ పొర నుండి భూమి యొక్క దిశతో సహా అన్ని దిశలలో నిరంతరం వెలువడుతుంది.    

సూర్యుడి నుండి భూమికి శక్తిమంతమైన చార్జ్డ్ కణాల బాహ్య ప్రయాణం సరళమైనది మరియు సూటిగా ఉండదు. సాధారణంగా, అయనీకరణం చేయబడిన కణాలు భూమి యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రం (మాగ్నెటోస్పియర్) ద్వారా విక్షేపం చెందుతాయి కాబట్టి భూమిపై జీవ రూపాలు మరియు విద్యుత్ వ్యవస్థలు సౌర గాలి యొక్క హానికరమైన ప్రభావాల నుండి ప్రభావితం కావు.  

ఏది ఏమైనప్పటికీ, కరోనల్ మాస్ ఎజెక్షన్ (CMEలు) మాదిరిగానే సూర్యుడి నుండి చార్జ్ చేయబడిన కణాల భారీ ఎజెక్షన్ సందర్భంలో, భూమి యొక్క అయస్కాంత గోళం అధికం అవుతుంది మరియు అయస్కాంత తుఫాను ఫలితాలు వస్తాయి. తుఫాను అయస్కాంత గోళాన్ని భూమి వైపుకు కొన్ని చార్జ్ చేయబడిన కణాలను ఎగురవేసే వరకు అది ఒత్తిడి చేస్తుంది.  

అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క ఉపసంహరణ బ్యాండ్ సౌర గాలిలోని ఎలక్ట్రాన్‌లను ధ్రువ ప్రాంతాలకు క్రిందికి లాగుతుంది, ఇక్కడ ఎగువ వాతావరణంలో ఉపరితలం నుండి 100-300 కిమీ ఎత్తులో అరోరా గమనించబడుతుంది. అరోరా నిర్మాణంలో సౌర గాలిలో ప్రోటాన్లు మరియు ఇతర అయాన్ల సహకారం చాలా తక్కువ.  

అరోరా అనేది ప్రాథమికంగా ఆక్సిజన్ మరియు నైట్రోజన్ పరమాణువుల నుండి వచ్చే ఆప్టికల్ ఉద్గారాలు, ఇది మాగ్నెటోస్పియర్ నుండి భూమి యొక్క మూసి ఉన్న అయస్కాంత క్షేత్ర రేఖల వెంట వచ్చే శక్తివంతమైన ఎలక్ట్రాన్‌ల ద్వారా ఉత్తేజితమవుతుంది (శక్తివంతమైన ఎలక్ట్రాన్ అవపాతం లేదా EEP వాతావరణంలోకి ఎలక్ట్రాన్‌ల శక్తిని నిక్షేపించడాన్ని సూచిస్తుంది). వాతావరణంలో ఆక్సిజన్‌తో శక్తివంతమైన ఎలక్ట్రాన్ల పరస్పర చర్య ఆకుపచ్చ మరియు ఎరుపు రంగులకు బాధ్యత వహిస్తుంది, అయితే నత్రజనితో పరస్పర చర్య నీలం మరియు లోతైన ఎరుపు రంగుల ఉత్పత్తికి దారితీస్తుంది. 

అందువల్ల, అరోరా ఏర్పడటం మాగ్నెటోటైల్‌లో నిల్వ చేయబడిన సంఘటన ఎలక్ట్రాన్‌ల ద్వారా నడపబడుతుంది (భూమి యొక్క మాగ్నెటోస్పియర్ యొక్క ప్రాంతం సౌర గాలి ద్వారా సూర్యుని నుండి దూరంగా ఉన్న దిశలో విస్తారమైన తోకలోకి కొట్టుకుపోతుంది). మాగ్నెటోస్పియర్‌లో నిల్వ చేయబడిన ఎలక్ట్రాన్‌లు సౌర గాలి బలవంతం ద్వారా శక్తిని పొందుతాయి మరియు ధ్రువ ప్రాంతాలలో పేలుళ్లలో వాతావరణంలోకి అవక్షేపించడం ద్వారా అరోరా ఏర్పడుతుంది.  

పోలార్ రైన్ అరోరా 

అయితే, అరుదుగా, సౌర కరోనా నుండి భూమి యొక్క ధ్రువ ప్రాంతాలకు నేరుగా ప్రయాణించే ఎలక్ట్రాన్ల ద్వారా అరోరా ఏర్పడుతుంది, ఇది "ధ్రువ వర్షం" ఎలక్ట్రాన్ అవపాతంలో ముగుస్తుంది. సౌర గాలి సాంద్రత తక్కువగా ఉన్నప్పుడు ఇటువంటి ఎలక్ట్రాన్ అవపాతం తీవ్రంగా ఉంటుంది. అటువంటి ఎలక్ట్రాన్ల వల్ల కలిగే ఆప్టికల్ ఉద్గారాలు బలహీనంగా ఉంటాయి మరియు ఏర్పడిన అరోరాను "పోలార్ రెయిన్ అరోరా" అంటారు.  

ధ్రువ వర్షపు అరోరా ఉపగ్రహాల ద్వారా అంతరిక్షం నుండి కొన్ని సందర్భాలలో గమనించబడింది. అయితే, గ్రౌండ్ ఆధారిత సౌకర్యాల ద్వారా ఏ కేసు కూడా కనుగొనబడలేదు.  

25 న^th-26^th డిసెంబర్ 2022, సౌర గాలి దాదాపు అదృశ్యమైనప్పుడు ఆర్టిక్ ప్రాంతంలో గ్రౌండ్-ఆధారిత కెమెరాల ద్వారా ఒక విలక్షణమైన అరోరా క్యాప్చర్ చేయబడింది. గమనించిన అరోరా ఏకరీతిగా మరియు పెద్ద పరిమాణంలో ఉంది. ఇది సాధారణ అరోరాలా కనిపించలేదు. ఒక సాధారణ పోలార్ క్యాప్ అరోరా అనేది రెయిన్‌బో లాంటి లైట్ల యొక్క డైనమిక్ నమూనాను ప్రదర్శించే రంగురంగుల మిరుమిట్లు గొలిపే కాంతి ప్రదర్శన. ఇది కర్టెన్లు, కిరణాలు, స్పైరల్స్ లేదా మారుతున్న ఫ్లికర్స్ లాగా కనిపించవచ్చు. తీటా అరోరా ఉపగ్రహాల ద్వారా పై నుండి గమనించినప్పుడు గ్రీకు అక్షరం తీటా (మధ్యం గుండా రేఖను దాటే ఓవల్) లాగా కనిపిస్తుంది. తీటా అరోరా అని కూడా సూచిస్తారు 'ట్రాన్స్‌పోలార్ ఆర్క్‌లు' ఎందుకంటే పై నుండి చూసినప్పుడు పెద్ద ఎత్తున ఆర్క్‌లు కనిపిస్తాయి. 'సూర్య-సమలేఖన ఆర్క్‌లు.' భూమి-ఆధారిత అబ్జర్వేటరీల నుండి గమనించిన చిన్న మరియు మందమైన అరోరల్ ఆర్క్‌లు. ఆర్క్‌ల యొక్క ఒక చివర సూర్యుని వైపు మళ్ళించబడింది కాబట్టి 'సూర్య-సమలేఖన ఆర్క్‌లు. ' 

2022లో క్రిస్మస్ రాత్రి గమనించిన అరోరా మృదువుగా, విస్తరించి, పెద్ద పరిమాణంలో ఉంది. ఇది సాధారణ అరోరా లాగా కనిపించడం లేదు కాబట్టి దీనిని ధ్రువ వర్షపు అరోరాగా భావించారు. దీన్ని నిర్ధారించడానికి, పరిశోధకులు ఉపగ్రహ ఆధారిత మరియు భూమి ఆధారిత డేటాను ఉపయోగించి దీనిని పరిశోధించారు.  

పోలార్ క్యాప్ ప్రాంతం ప్రారంభంలో పూర్తిగా ఖాళీగా ఉన్నట్లు ఉపగ్రహ చిత్రాలు చూపించాయి. పోలార్ క్యాప్ 25న మసకబారిన అరోరాతో నిండిపోయింది^th డిసెంబర్. తదనంతరం, దాదాపు మొత్తం పోలార్ క్యాప్ ప్రాంతం త్వరలో తీవ్రమైన కానీ తక్కువ నిర్మాణాత్మక ఉద్గారాల ద్వారా కవర్ చేయబడింది. విస్తరించిన అరోరా ద్వారా పోలార్ క్యాప్ యొక్క ఈ పెద్ద-స్థాయి పూరకం సుమారు 28 గంటల పాటు కొనసాగింది. పోలార్ క్యాప్ లోపల తీవ్రమైన ఉద్గారాలు 26 ఉదయం మసకబారడం ప్రారంభించాయి^th డిసెంబర్ మరియు కొన్ని గంటల్లో, అరోరా యొక్క నిర్మాణం సాధారణ పంపిణీకి తిరిగి వచ్చింది మరియు పోలార్ క్యాప్ మళ్లీ ఖాళీగా ఉంది.  

అంతర్ గ్రహ అయస్కాంత క్షేత్రం (IMF) యొక్క విన్యాసాన్ని బట్టి పోలార్ రెయిన్ ఎలక్ట్రాన్ అవపాతం సాధారణంగా ఒక అర్ధగోళంలో మాత్రమే జరుగుతుంది. ఏకకాల ఉపగ్రహ చిత్రాలు ఉత్తర అర్ధగోళంలో ధ్రువ టోపీని పూర్తిగా నింపినట్లు చూపించాయి, అయితే దక్షిణ అర్ధగోళంలోని ధ్రువ టోపీ ఖాళీగా ఉంది. ఇది గమనించిన ఇంటర్‌హెమిస్పెరిక్ అసమానత మరియు IMF యొక్క ఊహించిన ధోరణి ఉత్తర అర్ధగోళంలోని ధ్రువ టోపీ లోపల గుర్తించబడిన పెద్ద-స్థాయి అరోరా ధ్రువ వర్షపు అరోరా అని గట్టిగా సూచించింది. ఎలక్ట్రాన్ డేటాలో ఇంటర్‌హెమిస్పెరిక్ అసమానత కూడా కనిపించింది. అలాగే, సౌర గాలి అదృశ్యమయ్యే సమయానికి మరియు ధ్రువ టోపీని పూరించడానికి మధ్య సహసంబంధం చాలా బాగుంది.  

25న ఆర్టిక్ టౌన్ ఆఫ్ లాంగ్‌ఇయర్‌బైన్‌లోని గ్రౌండ్-బేస్డ్ ఫెసిలిటీ నుండి ఆప్టికల్ కొలతలు^th -26^th డిసెంబరులో అధిక శక్తి ఎలక్ట్రాన్లు (>1 keV) ఎలక్ట్రాన్ అవపాతం యొక్క ప్రాథమిక భాగాన్ని ఏర్పరుస్తాయి. అధిక శక్తి ఎలక్ట్రాన్ల ప్రవాహాన్ని కూడా ఉపగ్రహం గమనించింది. ఫలితంగా, అరోరా భూమి నుండి ప్రకాశవంతమైన ఆకుపచ్చని ఉద్గారాలుగా కనిపించింది.  

మునుపటి అధ్యయనంలో, ధ్రువ వర్షపు అరోరా 150 మీటర్లు/సెకను వద్ద సూర్యునికి వ్యతిరేకంగా కదులుతుందని నిరూపించబడింది. 2022 క్రిస్మస్ రాత్రి కనిపించే విలక్షణమైన అరోరా విషయంలో, క్రాస్-సెక్షనల్ ఆప్టికల్ డేటా యొక్క విశ్లేషణ ప్రకారం, అరోరా యాంటీ-సన్‌వార్డ్ దిశలో ప్రచారం చేయబడిందని సూచించింది, అయితే భూమి నుండి చూసినప్పుడు అరోరా వేగం రెండు నుండి మూడు రెట్లు వేగంగా ఉంటుంది.  

ఆ విధంగా, 2022లో క్రిస్మస్ రాత్రి భూమి నుండి కనిపించే భారీ యూనిఫాం అరోరా ధ్రువ వర్షపు అరోరా. ఇది సంక్లిష్ట సూర్య-భూమి అనుసంధానం యొక్క ప్రత్యేక అంశం అయిన ధ్రువ వర్షపు అరోరా యొక్క మొదటి భూ-ఆధారిత పరిశీలన.  

*** 

ప్రస్తావనలు:  

1. హోసోకావా, కె. ఎప్పటికి 2024. సౌర గాలి దాదాపు కనుమరుగైన రోజున పోలార్ క్యాప్‌లో అసాధారణమైన భారీ అరోరా. సైన్స్ అడ్వాన్స్‌లు. 21 జూన్ 2024. వాల్యూమ్ 10, సంచిక 25. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.adn5276  

2. SWPC, NOAA. అరోరా. వద్ద అందుబాటులో ఉంది https://www.swpc.noaa.gov/phenomena/aurora  

***