அறிவியல் : மின்னலுக்கு உள்ளே எட்டிப் பார்த்து...

 

காஸ்மிக் கதிர்களால் உருவாக்கப்பட்ட எலெக்ட்ரான் மியுவன் போன்ற இந்த மின்னேற்றத் துகள்கள் பூமியின் காந்தப் புலத்தினால் மின்விலக்கு பெற்றுத் தனது நேர்பாதையிலிருந்து விலகிச் சுழலும். அவ்வாறு, காந்தப் புலத்தில் மின்னேற்றத் துகள்கள் சுழலும்போது அவை, ரேடியோக் கதிர்களை உமிழும். இந்த ரேடியோ அலைகளை ஆராய்ந்து காஸ்மிக் கதிர்களை ஆய்வு செய்யலாம்; இதுதான் இவர்களின் திட்டம்.

 

இதற்காக, 2011 முதல் 2014 வரை லோபர் ரேடியோ தொலைநோக்கியைப் பயன்படுத்தி காஸ்மிக் கதிர்கள் ஏற்படுத்தும் வளிமண்டல ரேடியோ அலைகளை பதிவு செய்திருந்தனர்.

 

காஸ்மிக் கதிர்கள் வளிமண்டலத்தில் ஏற்படுத்தும் ரேடியோ அலைகளையும் ஆழமான விண்வெளியில் வான்பொருள்கள் உமிழும் ரேடியோ அலைகளையும் ஆராய்ந்தனர். அத்தகைய ஆய்வுக்குத் தடங்கலாக இடி, மின்னலை உருவாக்கும் கருமேகங்கள் இருப்பதைக் கண்டனர்.

 

மின்னல் ஏற்படும் சமயத்தில் அவை ஏற்படுத்தும் ரேடியோ இரைச்சல் காஸ்மிக் கதிர்கள் ஏற்படுத்தும் ரேடியோ அலைகளோடு பிணைந்து குழப்ப நிலை ஏற்படும். எனவே, பொதுவாக ஆய்வாளர்கள் மின்னல் ஏற்படும் நேரங்களில் பெறப்படும் ரேடியோ அலைகளை ஒதுக்கி வைத்துத் தான் காஸ்மிக் கதிர்களை ஆய்வு செய்தனர்.

 

 

இந்தப் பின்னணியில்தான் 2010- ல் ஹெயனோ பால்கேவும் (Heino Falcke) அவரது கூட்டாளிகளும் கருமேகத்தின் மின்புலம் 10 kV/mக்கும் அதிகமாக உள்ளபோது ரேடியோ அலைகளின் முனைவாக்கம் (polarization), பிரகாசம் (intensity) முதலியவை அளவிடும்படியான வேறுபாட்டுடன் இருப்பதை அறிந்தனர்.

 

இடி-மின்னல் காலத்தில் திரட்டப்பட்ட, வீணானது என்று ஒதுக்கப்பட்ட தரவுகளை, மின்னல் தொடர்பான ஆய்வுக் காக உற்றுநோக்க முடிவு செய்தனர் பால்கேவும் அவருடைய மாணவர் பிம் செல்லேர்டும். இருவரும் வானவியல் அறிஞர்கள் என்பதால் மின்னல் குறித்து நுட்பமான அறிவு உடைய பேராசிரியர் உடே எபர்ட் (Ute Ebert) என்பரையும் இணைத்து கூட்டாக ஆய்வு செய்தனர்.

 

2011 2014 காலகட்டத்தில் லோபர் ரேடியோ தொலை நோக்கி 762 காஸ்மிக் கதிர் ரேடியோ நிகழ்வுகளை பதிவு செய்திருந்தது. இதில் வெறும் 60 நிகழ்வுகள் மட்டுமே இரைச்சல் நிகழ்வுகள். மேலும் நுணுக்கமாக ஆராய்ந்து பார்த்தபோது இதில், சுமார் 31 நிகழ்வுகள் மேலும் நுட்பமான ஆய்வு செய்யத்தக்க தகவல்களைக் கொண்டிருந்தது தெரியவந்தது.

 

 

இந்த 31 நிகழ்வுகள் ஏற்பட்டபோது என்ன வானிலை இருந்தது எனும் தகவலை ராயல் டச் வானியல் துறையின் (Royal Dutch Meteorological Society) பதிவுகளில் தேடினார் பிம். இந்த 31 நிகழ்வுகளில் 20 நிகழ்வுகளை ஒட்டி சுமார் 150 கி.மீ. சுற்றளவில் 2 மணிநேரத்தில் இடியும் மின்னலும் ஏற்பட்ட செய்திகள் வானிலைப் பதிவுகளில் காணப்பட்டன. மீதமுள்ள 11 நிகழ்வுகள் மின்னலாக உருவெடுக்காத, வேறு வகையான வளிமண்டல நிகழ்வுகள் என்பதும் விளங்கியது.

 

நிலை மின்னேற்றம் உடைய கருமேகத்துக்கும் மின்புலம் இருக்கும். எனவே, பூமியின் காந்தப் புலம் ஏற்படுத்தும் தாக்கம் போல காஸ்மிக் கதிர்கள் ஏற்படுத்தும் எலெக்ட்ரான் மழை மீது கருமேகங்களும் வீச்சு செலுத்தும். பூமியின் காந்தப் புலத்தில் ஏற்படும் மின் விலக்கை போல அல்லாமல் கருமேகத்தின் ஊடே பாயும் காஸ்மிக் கதிர் எலெக்ட்ரான் பொழிவு சற்றே வேறு வகையில் மின் விலக்கம் பெறுவதால் அவை ஏற்படுத்தும் ரேடியோ அலை தனிச்சிறப்பாக இருக்கும். இதன் காரணமாக ஏற்படும் ரேடியோ அலைகள் வேறுபடும்.

 

வேறுபாடுகளுக்கு உள்ளே

 

மழையைத் தனது வயிற்றில் கொண்ட கருமேகம் இல்லாத தெளிந்த வானிலும், கருமேகம் உள்ள வானிலும் ஏற்படும் காஸ்மிக் கதிர் எலெக்ட்ரான் மழை ஏற்படுத்தும் ரேடியோ அலைகள் ஒன்றிலிருந்து ஒன்று வேறுபடும்.

 

கருமேகத்தின் மின்னேற்ற பண்புக்கு ஈடாக அதன் மின் விலக்கு தாக்கம் அமையும். கருமேகம் மின்னேற்றம் குறைவான இளம் நிலையில் உள்ளபோதும் முதிர் நிலையில் செறிவான மின்னேற்றம் கொண்டுள்ளபோதும் காஸ்மிக் கதிர் எலெக்ட்ரான் மீது செலுத்தும் தாக்கம் வேறுபட்டு அமையும்.

 

அதேபோல, கார்மேகத்தின் ஒவ்வொரு உயரத்திலும் மின்புலம் வேறுபடும். அந்தந்த உயரத்தில் ஏற்படும் ரேடியோ அலைகளும் தனித்துவமாக இருக்கும். எனவே, மின்னலை ஏற்படுத்தக்கூடிய கருமேகம் ஊடே பாயும் காஸ்மிக் கதிர் ஏற்படுத்தும் ரேடியோ அலைகளை நுட்பமாக ஆராய்வதன் வழியாக கருமேகத்தின் இயற்பியலைப் புரிந்துகொள்ளலாம்.

 

கருமேகத்தின் அடியும் முடியும்

 

இவ்வாறு தான் அந்த 20 நிகழ்வுகளில் வெளிபட்ட ரேடியோ அலைகளை நுணுக்கமாக ஆராய்ந்து பூமிக்கு மேல் சுமார் 3 கி.மீ உயரத்திலிருந்து சுமார் 8 கி.மீ உயரம் வரை கருமேகங்களிருந்து ரேடியோ அலைகள் வெளிப்பட்டதை அவர்கள் ஆய்வில் கண்டனர். இதன் மூலம் கருமேகங்களின் அடி முதல் முடி வரை உள்ள பருமனை அளவிட முடிந்தது.

 

மேலும், இந்த நிகழ்வுகளில் வெளிப்பட்ட ரேடியோ அலைகளை நுட்பமாக ஆராய்ந்த போது கருமேகத்தின் முடியில் 50 kV/m மின்புலமும் தாழ் பகுதியில் சுமார் 27 kV/m மின்புலமும் இருப்பது தெரியவந்தது. இவ்வாறு இடி, மின்னல் கொண்டுள்ள கருமேகத்தின் வடிவம், அவற்றில் உள்ள மின்னேற்ற அளவு; மின்னேற்றம் கூடும் படிநிலை வளர்ச்சி முதலியவை குறித்து பிம்மின் ஆய்வு முதன்முதலாக நமக்கு வெளிச்சம் காட்டியுள்ளது.

 

தொடர்புக்கு: tvv123@gmail.com