कोडाइकनाल सौर वेधशाला 1904 से सूर्य को दर्ज कर रही है, और जनवरी 1909 में उसके स्पेक्ट्रमों ने एवरशेड प्रभाव उजागर किया

कोडाइकनाल सौर वेधशाला तमिलनाडु की पालनी पहाड़ियों में 2,343 मीटर की ऊँचाई पर है, और उसे चलाने वाला भारतीय खगोल भौतिकी संस्थान (आईआईए) कहता है कि सूर्य के उसके श्वेत-प्रकाश चित्र 1904 से 6 इंच की टेलीस्कोप से लिए जा रहे हैं। संस्थान इस नतीजे को सौर आँकड़ों की सबसे लंबी सतत शृंखलाओं में से एक बताता है। जनवरी 1909 में उसी जगह के एक स्पेक्ट्रोग्राफ़ ने सौर धब्बे के बाहरी घेरे के आर-पार बाहर की ओर बहती गैस दर्ज की, एक गति जिसके बारे में जॉन एवरशेड ने लिखा कि उनकी जानकारी में वह पहले देखी नहीं गई थी। इसे एवरशेड प्रभाव कहते हैं।

वेधशाला की स्थापना 1 अप्रैल 1899 को हुई, और 2025 में इंडिया पोस्ट ने उसकी दो गुंबदों वाली मुख्य इमारत को स्मारक डाक टिकट पर छापा।

एक समिति, एक पहाड़ी और मद्रास से स्थानांतरण

विचार मद्रास (अब चेन्नई) से आया। आईआईए का इतिहास-पन्ना कहता है कि वहाँ के सरकारी खगोलविद नॉर्मन पोगसन ने 1882 में प्रस्ताव रखा कि सूर्य और तारों की फ़ोटोग्राफ़ी और स्पेक्ट्रमिकी के लिए दक्षिण भारत के किसी पहाड़ी नगर में 20 इंच की टेलीस्कोप चाहिए। पोगसन का निधन 1891 में हुआ और चार्ल्स माइकल स्मिथ ने मद्रास वेधशाला की कमान सँभाली।

उसी पन्ने के अनुसार 1893 में लॉर्ड केल्विन की अध्यक्षता वाली एक उच्च-स्तरीय समिति ने कोडाइकनाल में सौर वेधशाला की सिफ़ारिश की, जिसे उसकी दक्षिणी, धूल-रहित, ऊँची जगह के कारण चुना गया। उपकरण और कर्मचारी 1895 में मद्रास से आने शुरू हुए, और वेधशाला की स्थापना 1 अप्रैल 1899 को हुई। नियमित सौर प्रेक्षण 1900 के दशक की शुरुआत में शुरू हुए।

वे उपकरण जिन्होंने रिकॉर्ड शुरू किया

लंबी शृंखला दो उपकरणों पर टिकी है। आईआईए का उपकरण-पन्ना कहता है कि सूर्य के दृश्य काम के लिए 1898 में मद्रास से एक छोटा अपवर्तक ऊपर लाया गया, और सूर्य की सीधी फ़ोटोग्राफ़ी अगस्त 1903 में शुरू हुई। टेलीस्कोप में बाद में 6 इंच का लेंस लगा, और नया 6 इंच का रूप 31 जुलाई 1912 को चालू हुआ। उसी पन्ने के अनुसार हर चित्र को लगभग एक सेकंड के हज़ारवें हिस्से तक एक्सपोज़ करने वाला शटर रोज़ की तस्वीरों के लिए आज भी उसी सिद्धांत पर काम करता है।

डेक्कन हेराल्ड, डाक टिकट के जारी होने की रिपोर्ट में, 6 इंच की टेलीस्कोप का एक अलग इतिहास देता है: 1850 में मद्रास में स्थापित, 1898 में नया रूप दिया गया और 1900 में कोडाइकनाल में लगाया गया। दोनों विवरण इस पर सहमत हैं कि उपकरण मद्रास से आया।

दूसरा उपकरण एक स्पेक्ट्रोहेलियोग्राफ़ है, जो प्रकाश के एक संकरे रंग में सूर्य का चित्र बनाता है। आईआईए का इतिहास-पन्ना कहता है कि उसे 1902 में कैम्ब्रिज साइंटिफ़िक इंस्ट्रूमेंट कंपनी को ऑर्डर किया गया और वह 1904 में आया, जॉर्ज एलरी हेल के डिज़ाइन पर बना, जिन्होंने इस प्रकार का आविष्कार किया था। Ca II K रेखा (आयनित कैल्शियम की बैंगनी अवशोषण रेखा, 393.37 नैनोमीटर पर) पर सेट होने पर वह प्लाज नामक चमकीले धब्बे दिखाता है जो चुंबकीय सक्रियता के निशान हैं। अलग व्यवस्था से उसी उपकरण ने सूर्य की लाल हाइड्रोजन-अल्फ़ा रेखा में, 656.3 नैनोमीटर पर, फ़ोटो खींची। आईआईए कहता है कि उसके आँकड़े 1904 से 2007 तक चलते हैं।

आईआईए का आँकड़ा-पन्ना तीन डिजिटल शृंखलाओं के आरंभिक वर्ष गिनाता है: श्वेत प्रकाश 1904 से, Ca II K 1907 से और हाइड्रोजन-अल्फ़ा 1912 से। इतिहास-पन्ना जोड़ता है कि 1904 से 1914 के बीच लगभग 60,000 प्रमिनेंस, यानी सूर्य के किनारे पर गैस की चमकती चापें, दर्ज की गईं।

7 जनवरी 1909: वह प्लेट जिसने मुड़ी रेखाएँ दिखाईं

जॉन एवरशेड निदेशक के सहायक के रूप में कोडाइकनाल पहुँचे। एफ़. जे. एम. स्ट्रैटन की लिखी उनकी रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसाइटी की श्रद्धांजलि कहती है कि उनकी नियुक्ति 1906 में भारत में वेधशालाओं के तत्कालीन निदेशक गिल्बर्ट वॉकर की पहल पर हुई। आईआईए के डी. सी. वी. मल्लिक, रेज़ोनेंस पत्रिका में लिखते हुए, 1907 को उनके कोडाइकनाल आने का और 1911 को निदेशक बनने का वर्ष बताते हैं।

एवरशेड का शोधपत्र, “सौर धब्बों में अरीय गति”, 1909 में मंथली नोटिसेज़ ऑफ़ द रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसाइटी में छपा, जिस पर कोडाइकनाल से 6 फ़रवरी की तिथि है। उन्होंने रोलैंड समतल ग्रेटिंग इस्तेमाल की, काँच की एक रेखांकित प्लेट जो सूर्य के प्रकाश को स्पेक्ट्रम में फैलाती है, उसके चौथे और पाँचवें क्रम में। स्पेक्ट्रम की काली रेखाएँ फ़्राउनहोफ़र रेखाएँ कहलाती हैं, और प्रेक्षक की ओर या उससे दूर जाती गैस उन्हें तरंगदैर्घ्य में थोड़ा खिसका देती है।

जहाँ स्पेक्ट्रोग्राफ़ की झिरी किसी सौर धब्बे को काटती थी, वहाँ रेखाएँ पड़ोस की सौर सतह की रेखाओं की तुलना में थोड़ी मुड़ी हुई थीं। एवरशेड ने लिखा कि इसे साफ़ दिखाने वाली पहली प्लेट 7 जनवरी 1909 को एक्सपोज़ हुई। उस पर धब्बे की उपछाया (काले केंद्र के चारों ओर हल्के, रेशेदार घेरे) के दोनों ओर की रेखाएँ 0.027 आंग्स्ट्रॉम खिसकी थीं, जो मीटर के दस अरबवें हिस्से की इकाई है। एवरशेड ने इसे एक ओर 0.85 किलोमीटर प्रति सेकंड से दूर जाती और दूसरी ओर उसी गति से पास आती गैस में बदला।

150 स्पेक्ट्रमों से अरीय प्रवाह तक

एवरशेड की पहली व्याख्या थी कि उपछाया की गैस पूरी की पूरी धब्बे के केंद्र के चारों ओर घूमती है। फिर उन्होंने उसे परखा। शोधपत्र में वे 7 जनवरी के बाद से लिए गए लगभग 150 स्पेक्ट्रमों की सूचना देते हैं, जो उत्तरी सौर गोलार्ध के सात और दक्षिणी के चार धब्बों को कवर करते हैं। जब धब्बा सूर्य की चकती के केंद्र के 10 अंश के भीतर होता था तब खिसकाव ग़ायब हो गए, और केंद्रीय याम्योत्तर से 30 से 50 अंश के बीच वे सबसे तेज़ थे। जब झिरी धब्बे को चकती-केंद्र की दिशा के समकोण पर काटती थी तब कोई खिसकाव नहीं दिखा।

ये नतीजे धब्बे के केंद्र से बाहर की ओर और सौर सतह के समानांतर चलते प्रवाह से मेल खाते थे, और भँवर को ख़ारिज करते थे। एवरशेड ने दिन भर हेलियोस्टैट (सूर्य का पीछा करने वाला दर्पण) में सौर बिंब के घूमने का भी उपयोग किया, वह रेखा खोजने के लिए जिसके साथ खिसकाव ग़ायब होता है। उनकी सात निर्धारणों की तालिका का औसत चकती-केंद्र की दिशा से 90 अंश है, जैसा बाहर की ओर के प्रवाह के लिए चाहिए।

उनका सबसे बड़ा मापा गया खिसकाव 0.040 आंग्स्ट्रॉम था, केंद्रीय याम्योत्तर से 40 अंश पश्चिम के एक धब्बे के लिए, जिसे उन्होंने उपछाया के बाहरी किनारे पर, धब्बे के केंद्र से लगभग 32,000 किलोमीटर दूर, सौर सतह के साथ 1.9 किलोमीटर प्रति सेकंड की गति में बदला। उन्होंने जॉर्ज एलरी हेल की सौर धब्बों में ज़ीमान प्रभाव (चुंबकीय क्षेत्र से वर्णक्रम रेखाओं का टूटना) की खोज से टकराव का उल्लेख किया, जो वृत्ताकार गति की माँग करती लगती थी। उन्होंने एक अनसुलझी कठिनाई भी गिनाई: प्रवाह बाहर की ओर तेज़ होता और फिर उपछाया के किनारे पर अचानक रुकता लगता था।

स्ट्रैटन की श्रद्धांजलि जोड़ती है कि एवरशेड 1915 में रॉयल सोसाइटी के सदस्य चुने गए और उन्हें 1918 में रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसाइटी का स्वर्ण पदक मिला, मुख्यतः इसी काम के लिए। वह गति को पलटने वाली परत में, जहाँ काली रेखाएँ बनती हैं, बाहर की ओर तेज़ होती और ऊँचे वर्णमंडल में भीतर की ओर जाती भी बताती है।

एवरशेड प्रभाव आज कैसा दिखता है

मल्लिक इसे एक जटिल चुंबकीय-द्रव-गतिकी प्रक्रिया से वेग-क्षेत्रों का सबसे पहला सफल प्रेक्षण कहते हैं, यानी चुंबकीय क्षेत्रों से बिंधी विद्युत-चालक गैस का व्यवहार। आईआईए का संग्रहालय-पन्ना और आगे बढ़कर इसे प्लाज़्मा और चुंबकीय क्षेत्र के बीच की अंतःक्रिया का पहला खगोल-भौतिकीय प्रेक्षण कहता है, एक वर्णन जो संस्थान का अपना है।

के. इचिमोतो और जापान के हिनोडे उपग्रह की सोलर ऑप्टिकल टेलीस्कोप टीम का 2009 का सार कहता है कि टेलीस्कोप ने प्रवाह को लगभग क्षैतिज चुंबकीय क्षेत्रों वाली संकरी नालियों में विभेदित किया। वह सूर्य की सतह पर ध्वनि की गति के क़रीब की प्रवाह-गति की सूचना देता है, जिसमें हर नाली के भीतरी सिरे पर गर्म गैस ऊपर उठती और बाहरी सिरे पर नीचे धँसती है। उसी शोधपत्र का कहना है कि उपछाया की महीन संरचना की भौतिक उत्पत्ति पर अब भी कोई सहमति नहीं थी।

एक सदी की प्लेटें, स्कैन की हुई

प्लेटें और फ़िल्में रिकॉर्ड का दूसरा आधा हिस्सा हैं। आईआईए कहता है कि ऐतिहासिक तस्वीरें डिजिटल की गई हैं और इंटर-यूनिवर्सिटी सेंटर फ़ॉर एस्ट्रोनॉमी एंड एस्ट्रोफ़िज़िक्स (आयुका) में बने सार्वजनिक पोर्टल से उपलब्ध हैं। संस्थान की 2 अप्रैल 2024 की प्रेस विज्ञप्ति भंडार में 1.2 लाख (120,000) डिजिटल सौर चित्र बताती है।

Ca II K प्लेटें एक से ज़्यादा बार स्कैन हुई हैं। चैट्ज़िस्टरगोस और सहयोगी तीन डिजिटलीकरण बताते हैं, जिनमें से केवल आख़िरी दो पूरी सौर चकती को कवर करते थे। पहले वाला, 2004 में मकारोव और सहयोगियों का, 1907 से 1999 की 22,158 तस्वीरों को 8-बिट चित्रों के रूप में कवर करता था। बाद वाला, 2014 में प्रियल और सहयोगियों का, 1904 से 2007 की 48,928 तस्वीरों को 16-बिट चित्रों के रूप में कवर करता था, जो 4096 गुणा 4096 पिक्सल के कैमरे से लिए गए थे। वह आरंभ-वर्ष आईआईए के आँकड़ा-पन्ने के 1907 से तीन साल पहले है, और स्रोत अंतर की व्याख्या नहीं करते। प्रियल की टीम कहती है कि स्कैनिंग नियंत्रित तापमान और आर्द्रता वाले कमरे में हुई। 2019 का शोधपत्र निष्कर्ष देता है कि 16-बिट स्कैन पहले वालों से बेहतर हैं।

नए स्कैनों का विश्लेषण करते अलग-अलग समूह एक-दूसरे से भिन्न नतीजों पर पहुँचे हैं, और चैट्ज़िस्टरगोस और सहयोगियों को दोनों डिजिटलीकरणों में प्रेक्षण-समयों में समय की त्रुटियाँ मिलीं। कुछ समस्याएँ दोनों डिजिटलीकरणों में दिखती हैं, जिसका लेखक यह अर्थ लेते हैं कि वे प्लेटों से ही आती हैं। आईआईए की 2025 की एक शोध-झलक 1907 से 1996 की Ca II K छवियों के पुनःसंसाधन का वर्णन करती है, जो सौर चक्र 14 से 22 को कवर करता है, जिसमें रीगर-प्रकार की अवधियाँ, यानी प्लाज और नेटवर्क क्षेत्र में छोटे दोहराते झूले, हर चक्र में और दोनों गोलार्धों में सार्थक थीं।

वेधशाला ने हाथ से बने चार्ट भी रखे। बी. रवींद्र और सहयोगियों का 2020 का एक शोधपत्र कहता है कि सौर धब्बों के प्रेक्षण 1905 में शुरू हुए और वेधशाला के पास दस सौर चक्रों के 111 साल के रेखाचित्र हैं, जो छह-छह महीने की जिल्दों में बँधे हैं। उनकी गिनतियाँ रॉयल ग्रीनविच वेधशाला की गिनतियों से लगभग 40 प्रतिशत कम चलती हैं, इसलिए उन्होंने कोडाइकनाल की संख्याओं को ग्रीनविच शृंखला के अनुसार सामान्यीकृत किया।

वेधशाला आज क्या करती है

रिकॉर्ड नए उपकरणों के साथ जारी है। आईआईए अक्टूबर 2014 में लगी एक हाइड्रोजन-अल्फ़ा टेलीस्कोप गिनाता है, एक ट्विन टेलीस्कोप जिसने फ़रवरी 2008 से 2012 तक सूर्य को Ca II K और श्वेत प्रकाश में उतारा, और वार्म टेलीस्कोप, जो जनवरी 2016 से पूरी चकती के चित्र बना रही है और फ़रवरी 2017 से Ca II K फ़िल्टर लिए है। 60 मीटर की भूमिगत सुरंग वाली एक सौर सुरंग टेलीस्कोप स्पेक्ट्रमिकी के काम आती है।

रेडियो का काम 1952 में 100 मेगाहर्ट्ज़ के एक इंटरफ़ेरोमीटर से शुरू हुआ, जिसे आईआईए भारत का सबसे पहला सौर रेडियो प्रेक्षण कहता है। एक आयनोसॉन्ड, जो रेडियो स्पंदों से ऊपरी वायुमंडल की थाह लेता है, 1955 में लगा। एम. के. वैनु बाप्पू 1960 में निदेशक बने, और आईआईए का इतिहास-पन्ना कहता है कि जब उन्होंने 1977 में बेंगलुरु में आईआईए की स्थापना की तो कोडाइकनाल के ज़्यादातर खगोलविद वहीं चले गए।

ज़मीनी रिकॉर्ड का अब इसरो के आदित्य-एल1 के रूप में एक अंतरिक्ष साथी है, और आईआईए लद्दाख में हानले की उच्च-ऊँचाई वाली वेधशालाएँ भी चलाता है।

यात्रा

आईआईए के पन्ने, 28 अक्टूबर 2026 को जाँचे गए, वेधशाला को कोडाइकनाल शहर से 4 किमी दूर बताते हैं। निकटतम हवाई अड्डा 130 किमी दूर मदुरै है, और निकटतम रेलवे स्टेशन 80 किमी दूर कोडाइकनाल रोड है। संग्रहालय-पन्ना कहता है कि मुख्य द्वार से 400 मीटर दूर खगोल संग्रहालय सरकारी छुट्टियों समेत रोज़ 9:30 से 12:00 और 14:00 से 16:30 तक खुला रहता है, और रात का आकाश-दर्शन शाम 6:30 से 7:30 तक होता है। यात्रा-पन्ना, जिसे आख़िरी बार नवंबर 2024 में अद्यतन किया गया, समूहों से कम से कम 15 दिन पहले फ़ॉर्म जमा करने को कहता है, रविवार के घंटे 9:00 से 13:00 बताता है और परिसर में अधिकतम 90 मिनट की अनुमति देता है। दोनों पन्ने अलग-अलग समय देते हैं, इसलिए यात्रा से पहले वेधशाला से पूछ लें।

डाक टिकट, जो 16 मई 2025 को बेंगलुरु के आईआईए में जारी हुआ, पर कोडाइकनाल में 6 मई 2024 को ली गई एक सौर तस्वीर भी है।