शांत वातावरण में तारों की स्थिति देखी जाती है। लाल बौनी ज्वालाओं का रहस्य सुलझ गया

दुनिया में कई दिलचस्प चीजें हैं। तारों का टिमटिमाना सबसे आश्चर्यजनक घटनाओं में से एक है। इस घटना से कितनी अलग-अलग मान्यताएँ जुड़ी हुई हैं! अज्ञात हमेशा एक ही समय में डराता भी है और आकर्षित भी करता है। ऐसी घटना की प्रकृति क्या है?

वातावरण का प्रभाव

खगोलविदों ने एक दिलचस्प खोज की है: तारों की टिमटिमाहट का उनके परिवर्तनों से कोई लेना-देना नहीं है। तो फिर रात के आकाश में तारे क्यों टिमटिमाते हैं? यह सब ठंडी और गर्म हवा के प्रवाह की वायुमंडलीय गति के बारे में है। जहां गर्म परतें ठंडी परतों के ऊपर से गुजरती हैं, वहां हवा के भंवर बन जाते हैं। इन भंवरों के प्रभाव में प्रकाश किरणें विकृत हो जाती हैं। इसलिए प्रकाश किरणें मुड़ जाती हैं, जिससे तारों की स्पष्ट स्थिति बदल जाती है।

एक दिलचस्प तथ्य यह है कि तारे बिल्कुल भी नहीं चमकते। ऐसी ही एक दृष्टि धरती पर बनती है. पर्यवेक्षकों की आंखें तारे से आने वाले प्रकाश को वायुमंडल से गुजरते हुए देखती हैं। इसलिए, तारे क्यों टिमटिमाते हैं, इस प्रश्न का उत्तर यह दिया जा सकता है कि तारे टिमटिमाते नहीं हैं, और जो घटना हम पृथ्वी पर देखते हैं, वह उस प्रकाश का विरूपण है जो तारे से हवा की वायुमंडलीय परतों के माध्यम से यात्रा करता है। यदि ऐसी वायु हलचलें नहीं होतीं, तो अंतरिक्ष में सबसे दूर के तारे से भी टिमटिमाना नहीं देखा जाता।

वैज्ञानिक व्याख्या

यदि हम इस प्रश्न का अधिक विस्तार से खुलासा करें कि तारे क्यों टिमटिमाते हैं, तो यह ध्यान देने योग्य है कि यह प्रक्रिया तब देखी जाती है जब किसी तारे से प्रकाश सघन वायुमंडलीय परत से कम सघन परत में गुजरता है। इसके अलावा, जैसा कि ऊपर बताया गया है, ये परतें एक-दूसरे के सापेक्ष लगातार घूम रही हैं। हम भौतिकी के नियमों से जानते हैं कि गर्म हवा ऊपर उठती है और ठंडी हवा डूब जाती है। जब प्रकाश इस परत की सीमा से गुजरता है तो हम झिलमिलाहट देखते हैं।

अलग-अलग घनत्व वाली हवा की परतों से गुजरते हुए, तारों की रोशनी टिमटिमाने लगती है, और उनकी रूपरेखा धुंधली हो जाती है और छवि बढ़ जाती है। इस मामले में, विकिरण की तीव्रता और, तदनुसार, चमक भी बदल जाती है। इस प्रकार, ऊपर वर्णित प्रक्रियाओं का अध्ययन और अवलोकन करके, वैज्ञानिकों ने समझ लिया है कि तारे क्यों टिमटिमाते हैं, और उनकी चमक की तीव्रता अलग-अलग होती है। विज्ञान में प्रकाश की तीव्रता में इस परिवर्तन को जगमगाहट कहा जाता है।

ग्रह बनाम तारे: क्या अंतर है?

एक दिलचस्प तथ्य यह है कि प्रत्येक ब्रह्मांडीय चमकदार वस्तु जगमगाहट घटना से प्रकाश उत्सर्जित नहीं करती है। आइए ग्रहों को लें. वे सूर्य के प्रकाश को भी प्रतिबिंबित करते हैं, लेकिन टिमटिमाते नहीं हैं। विकिरण की प्रकृति के आधार पर ही एक ग्रह को एक तारे से अलग किया जाता है। हाँ, तारे की रोशनी टिमटिमाती है, लेकिन ग्रह नहीं।

प्राचीन काल से, मानव जाति ने तारों द्वारा अंतरिक्ष में नेविगेट करना सीखा है। उन दिनों जब सटीक उपकरणों का आविष्कार नहीं हुआ था, आकाश ने सही रास्ता खोजने में मदद की। और आज इस ज्ञान ने अपना महत्व नहीं खोया है। एक विज्ञान के रूप में खगोल विज्ञान का जन्म 16वीं शताब्दी में हुआ जब पहली बार दूरबीन का आविष्कार हुआ। यह तब था जब उन्होंने तारों की रोशनी का बारीकी से निरीक्षण करना और उन नियमों का अध्ययन करना शुरू किया जिनके द्वारा वे टिमटिमाते हैं। शब्द खगोलग्रीक में इसका अर्थ है "सितारों का नियम"।

तारा विज्ञान

खगोल विज्ञान ब्रह्मांड और आकाशीय पिंडों, उनकी गति, स्थान, संरचना और उत्पत्ति का अध्ययन करता है। विज्ञान के विकास के लिए धन्यवाद, खगोलविदों ने बताया है कि आकाश में एक टिमटिमाता तारा एक ग्रह से कैसे भिन्न होता है, आकाशीय पिंडों, उनकी प्रणालियों और उपग्रहों का विकास कैसे होता है। इस विज्ञान ने सौरमंडल की सीमाओं से कहीं आगे तक देखा है। पल्सर, क्वासर, निहारिका, क्षुद्रग्रह, आकाशगंगाएँ, ब्लैक होल, अंतरतारकीय और अंतरग्रहीय पदार्थ, धूमकेतु, उल्कापिंड और बाहरी अंतरिक्ष से संबंधित हर चीज का अध्ययन खगोल विज्ञान द्वारा किया जाता है।

टिमटिमाते तारे के प्रकाश की तीव्रता और रंग वायुमंडल की ऊंचाई और क्षितिज की निकटता से भी प्रभावित होता है। यह देखना आसान है कि इसके निकट स्थित तारे अधिक चमकते हैं और विभिन्न रंगों में झिलमिलाते हैं। यह नजारा ठंढी रातों में या बारिश के तुरंत बाद विशेष रूप से सुंदर हो जाता है। इन क्षणों में, आकाश बादल रहित होता है, जो एक उज्जवल चमक में योगदान देता है। सीरियस में एक विशेष चमक है।

वातावरण और तारों की रोशनी

यदि आप तारकीय जगमगाहट को देखना चाहते हैं, तो आपको यह समझना चाहिए कि चरम पर शांत वातावरण के साथ, यह कभी-कभार ही संभव है। प्रकाश प्रवाह की चमक लगातार बदल रही है। यह फिर से प्रकाश किरणों के विक्षेपण के कारण होता है, जो पृथ्वी की सतह पर असमान रूप से केंद्रित होती हैं। हवा तारों वाले परिदृश्य को भी प्रभावित करती है। इस मामले में, तारकीय पैनोरमा का पर्यवेक्षक लगातार खुद को एक अंधेरे या रोशनी वाले क्षेत्र में बारी-बारी से पाता है।

50° से अधिक की ऊँचाई पर स्थित तारों का अवलोकन करने पर रंग में परिवर्तन ध्यान देने योग्य नहीं होगा। लेकिन 35° से नीचे के तारे अक्सर चमकेंगे और रंग बदलेंगे। अत्यधिक तीव्र झिलमिलाहट वातावरण की विविधता को इंगित करती है, जिसका सीधा संबंध मौसम विज्ञान से है। तारकीय जगमगाहट के अवलोकन के दौरान, यह देखा गया कि यह कम वायुमंडलीय दबाव और तापमान पर तीव्र हो जाता है। बढ़ती आर्द्रता के साथ झिलमिलाहट में भी वृद्धि देखी जा सकती है। हालाँकि, जगमगाहट से मौसम की भविष्यवाणी करना असंभव है। वायुमंडल की स्थिति बड़ी संख्या में विभिन्न कारकों पर निर्भर करती है, जो किसी को केवल तारकीय जगमगाहट से मौसम के बारे में निष्कर्ष निकालने की अनुमति नहीं देती है। बेशक, कुछ बिंदु काम करते हैं, लेकिन अभी तक इस घटना की अपनी अस्पष्टताएं और रहस्य हैं।

क्या आपने कभी सोचा है कि दिन के समय आकाश में तारे दिखाई क्यों नहीं देते? आख़िरकार, दिन के दौरान हवा उतनी ही पारदर्शी होती है जितनी रात में। यहां पूरी बात यह है कि दिन के समय वातावरण सूर्य की रोशनी बिखेरता है।

कल्पना कीजिए कि आप रात में एक अच्छी रोशनी वाले कमरे में हैं। खिड़की के शीशे से बाहर स्थित चमकदार रोशनी काफी अच्छी तरह दिखाई देती है। लेकिन मंद रोशनी वाली वस्तुओं को देखना लगभग असंभव है। हालाँकि, जैसे ही कमरे में रोशनी बंद हो जाती है, कांच हमारी दृष्टि में बाधा बनना बंद कर देता है।

आकाश का निरीक्षण करते समय भी कुछ ऐसा ही होता है: दिन के दौरान हमारे ऊपर का वातावरण उज्ज्वल रूप से प्रकाशित होता है और इसके माध्यम से सूर्य को देखा जा सकता है, लेकिन दूर के तारों की हल्की रोशनी इसमें प्रवेश नहीं कर पाती है। लेकिन जब सूर्य क्षितिज के नीचे डूब जाता है और सूर्य का प्रकाश (और इसके साथ हवा से बिखरा हुआ प्रकाश) "बंद" हो जाता है, तो वातावरण "पारदर्शी" हो जाता है और आप तारों को देख सकते हैं।

अंतरिक्ष में यह अलग है. जैसे ही अंतरिक्ष यान ऊंचाई पर चढ़ता है, वायुमंडल की घनी परतें नीचे रह जाती हैं और आकाश धीरे-धीरे अंधेरा हो जाता है।

लगभग 200-300 किमी की ऊंचाई पर, जहां आमतौर पर मानवयुक्त अंतरिक्ष यान उड़ान भरते हैं, आकाश पूरी तरह से काला है। काला हमेशा होता है, भले ही उस समय सूर्य उसके दृश्य भाग पर हो।

“आसमान पूरी तरह से काला है। इस आकाश में तारे कुछ अधिक चमकीले दिखते हैं और काले आकाश की पृष्ठभूमि में अधिक स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं,'' पहले अंतरिक्ष यात्री यू. ए. गगारिन ने अपने अंतरिक्ष अनुभवों का वर्णन किया।

लेकिन फिर भी, दिन के आकाश में अंतरिक्ष यान के बोर्ड से सभी तारे दिखाई नहीं देते, बल्कि केवल सबसे चमकीले तारे ही दिखाई देते हैं। सूर्य की चकाचौंध रोशनी और पृथ्वी की रोशनी आंखों में बाधा डालती है।

यदि हम पृथ्वी से आकाश की ओर देखें तो हम स्पष्ट रूप से देख सकते हैं कि सभी तारे टिमटिमा रहे हैं। वे फीके पड़ने लगते हैं, फिर चमकने लगते हैं, अलग-अलग रंगों से झिलमिलाने लगते हैं। और तारा क्षितिज से जितना नीचे होगा, चमक उतनी ही अधिक होगी।

तारों का टिमटिमाना भी वायुमंडल की उपस्थिति के कारण होता है। किसी तारे द्वारा उत्सर्जित प्रकाश हमारी आँखों तक पहुँचने से पहले वायुमंडल से होकर गुजरता है। वायुमंडल में हमेशा गर्म और ठंडी हवा का समूह बना रहता है। हवा का घनत्व किसी विशेष क्षेत्र में हवा के तापमान पर निर्भर करता है। एक क्षेत्र से दूसरे क्षेत्र में जाने पर प्रकाश किरणें अपवर्तन का अनुभव करती हैं। उनके प्रसार की दिशा बदल जाती है। इसके कारण, पृथ्वी की सतह के ऊपर कुछ स्थानों पर वे केंद्रित हैं, अन्य में वे अपेक्षाकृत दुर्लभ हैं। वायुराशियों की निरंतर गति के परिणामस्वरूप, ये क्षेत्र लगातार बदल रहे हैं, और पर्यवेक्षक तारों की चमक में या तो वृद्धि या कमी देखता है। लेकिन चूंकि अलग-अलग रंग की किरणें एक ही तरह से अपवर्तित नहीं होती हैं, इसलिए अलग-अलग रंगों के प्रवर्धन और कमजोर होने के क्षण एक साथ नहीं होते हैं।

इसके अलावा, अन्य, अधिक जटिल ऑप्टिकल प्रभाव तारों की टिमटिमाहट में एक निश्चित भूमिका निभा सकते हैं।

हवा की गर्म और ठंडी परतों की उपस्थिति, वायु द्रव्यमान की तीव्र गति भी दूरबीन छवियों की गुणवत्ता को प्रभावित करती है।

खगोलीय प्रेक्षणों के लिए सर्वोत्तम स्थितियाँ कहाँ हैं: पहाड़ी क्षेत्रों में या मैदान पर, समुद्र के किनारे या अंतर्देशीय, जंगल में या रेगिस्तान में? और सामान्य तौर पर, खगोलविदों के लिए क्या बेहतर है - एक महीने के लिए दस बादल रहित रातें या सिर्फ एक स्पष्ट रात, लेकिन एक जब हवा पूरी तरह से पारदर्शी और शांत हो?

यह उन मुद्दों का एक छोटा सा हिस्सा है जिन्हें वेधशालाओं के निर्माण और बड़ी दूरबीनों की स्थापना के लिए जगह चुनते समय संबोधित किया जाना है। विज्ञान का एक विशेष क्षेत्र ऐसी ही समस्याओं से निपटता है - खगोल-जलवायु विज्ञान।

बेशक, खगोलीय अवलोकनों के लिए सबसे अच्छी स्थितियाँ वायुमंडल की घनी परतों के बाहर, अंतरिक्ष में हैं। वैसे, यहां तारे टिमटिमाते नहीं, बल्कि ठंडी शांत रोशनी से जलते हैं।

परिचित तारामंडल अंतरिक्ष में बिल्कुल वैसे ही दिखते हैं जैसे वे पृथ्वी पर दिखते हैं। तारे हमसे काफी दूरी पर हैं, और पृथ्वी की सतह से कुछ सौ किलोमीटर दूर उनकी स्पष्ट पारस्परिक व्यवस्था में कुछ भी बदलाव नहीं हो सकता है। प्लूटो से देखने पर भी नक्षत्रों की रूपरेखा बिल्कुल वैसी ही होगी।

पृथ्वी के निकट की कक्षा में घूमने वाले अंतरिक्ष यान के बोर्ड से एक कक्षा के दौरान, सिद्धांत रूप में, कोई पृथ्वी के आकाश के सभी नक्षत्रों को देख सकता है। अंतरिक्ष से तारों का अवलोकन दोहरी रुचि का है: खगोलीय और नौवहन संबंधी। विशेष रूप से, वायुमंडल द्वारा अपरिवर्तित तारों के प्रकाश का निरीक्षण करना बहुत महत्वपूर्ण है।

अंतरिक्ष में तारों के माध्यम से नेविगेशन भी उतना ही महत्वपूर्ण है। पूर्व-चयनित "संदर्भ" सितारों का अवलोकन करके, कोई न केवल जहाज को उन्मुख कर सकता है, बल्कि अंतरिक्ष में उसकी स्थिति भी निर्धारित कर सकता है।

लंबे समय से, खगोलविदों ने चंद्रमा की सतह पर भविष्य की वेधशालाओं का सपना देखा है। ऐसा प्रतीत हुआ कि वायुमंडल की पूर्ण अनुपस्थिति से चंद्र रात्रि के दौरान और चंद्र दिवस की स्थितियों में, पृथ्वी के प्राकृतिक उपग्रह पर खगोलीय अवलोकन के लिए आदर्श स्थितियाँ बननी चाहिए।

खगोलशास्त्री चमक को "छिटपुट" कहते हैं - वे अचानक और अप्रत्याशित होती हैं। इसके अलावा, अवलोकनों से यह ज्ञात होता है कि लाल बौनों में बहुत तीव्र भड़कने वाली गतिविधि निहित होती है। वे हमारे सूर्य की तुलना में कम विशाल तारे हैं, और उन्हें "जीवन के पालने" की भूमिका के लिए भी उपयुक्त माना जाता है। हाल ही में वैज्ञानिकों ने इस घटना का कारण पता लगा लिया है।

लाल बौनों में भड़कने की घटना में रुचि काफी स्वाभाविक है - तथ्य यह है कि इतनी शक्तिशाली भड़कना एक उभरते या विकसित बायोटा के लिए घातक हो सकता है। लेकिन लाल बौनों के पास ग्रह हैं, जिनमें से कुछ में जीवन के अस्तित्व के लिए बिल्कुल सामान्य स्थितियाँ हैं।

विशाल सितारों की पृष्ठभूमि के खिलाफ, लाल बौने मंद चमकदार सितारों की तरह दिखते हैं, इसलिए उनका अवलोकन सीमित निकट क्षेत्र में किया जाता है। हमारी आकाशगंगा में, नक्षत्र उरसा मेजर में, एक द्विआधारी तारा प्रणाली है जिसमें दो लाल बौने शामिल हैं - वे 190 खगोलीय इकाइयों की दूरी से अलग होते हैं। सौरमंडल के पैमाने पर यह सूर्य से प्लूटो की दूरी का चार गुना है।

इस तारा प्रणाली को ग्लिसे 412 कहा जाता है और इसका काफी गहन अध्ययन किया गया है। इसके तारे, लाल बौने, इस प्रकार हैं: पहला - ग्लिसे 412 ए द्रव्यमान में सूर्य के द्रव्यमान के आधे तक पहुंचता है, और बहुत कमजोर चमकता है - हमारे तारे की चमक का केवल 2 प्रतिशत तक पहुंचता है। दूसरा तारा ग्लिसे 412 बी बहुत कम विशाल है और इसकी चमक स्थिर नहीं है। यह अत्यंत मंद एम6 श्रेणी का तारा अपने पड़ोसी ग्लिसे 412 ए से सौ गुना अधिक धुंधला है! लेकिन तारकीय चमक के सबसे चमकीले क्षणों का पता ऐसे परिवर्तनशील सितारों द्वारा लगाया जाता है, यह वास्तव में उनका "तारकीय क्षण" है - चमकदार चमक का सबसे मजबूत विस्फोट अवलोकनों में पाया जाता है।

तारकीय चमक सिद्धांत इन घटनाओं को तारकीय चुंबकीय क्षेत्रों के जटिल पदानुक्रम में परिवर्तनों के रूप में समझाता है जो तारकीय गतिविधि को नियंत्रित करते हैं। यह सूर्य पर स्पष्ट रूप से दिखाई देता है: धब्बों के साथ एक नया गतिविधि परिसर बनता है, यह बढ़ता है और बदलता है, और जब एक नया मजबूत चुंबकीय प्रवाह उभरता है, तो बल की रेखाएं फिर से जुड़ जाती हैं, और संवाहक प्लाज्मा माध्यम में एक शक्तिशाली ऊर्जा परिवर्तन होता है सूर्य, जिसे एक चमक के रूप में देखा जाता है। इस प्रक्षेपण में विशाल गतिज ऊर्जा है और यह 1000 किमी/सेकंड से अधिक की गति से सूर्य से दूर उड़ता है। लाल बौनों पर विशाल ज्वालाएँ उत्पन्न होती हैं, इन तारों का संवहनशील प्लाज्मा माध्यम उसी विद्युत निर्वहन योजना के अनुसार ज्वाला गतिविधि उत्पन्न करता है।

यूनिवर्सिटी डी सैंटियागो डी कॉम्पोस्टेला (गैलिसिया, स्पेन) के प्रोफेसर वख्तंग तमाज़्यान ने स्पेन और आर्मेनिया के सहयोगियों के एक समूह के साथ इस तरह की चमक प्रक्रिया के एक अत्यंत शक्तिशाली उदाहरण की पहचान की और उसका अध्ययन किया: परिवर्तनशील तारा WX UMa ने अपनी चमक बढ़ा दी 160 सेकंड में 15 बार. इसकी सतह का तापमान, 2800 K के बराबर, भड़कने की घटना के क्षेत्र में 18000 K तक पहुंच गया - ऐसा वर्णक्रमीय वर्ग B के नीले दिग्गजों की सतह का तापमान है! लेकिन नीले दिग्गज तारे की गहराई से ऊर्जा के निरंतर प्रवाह के साथ अपनी राक्षसी चमक को बढ़ाते हैं। लाल बौने के मामले में, यह तापमान कोरोनल फ्लेयर लूप के गर्म होने का खुलासा करता है, जो लाल बौने के ऊपरी वायुमंडल में एक सक्रिय गठन है, जिसकी चमक चुंबकीय क्षेत्र की एहसास ऊर्जा से शुरू होती है।

सूर्य पर कोरोनल लूप की चमक में एक समान परिवर्तन वी.आई. के नाम पर इज़मिरान में कोरोनस-एफ अंतरिक्ष प्रयोग में खोजा गया था। एन. वी. पुष्कोव आरएएस, खोज को राज्य पुरस्कार से सम्मानित किया गया था। आमतौर पर, सूर्य का कोरोना लगभग 2 मिलियन डिग्री तक गर्म होता है; कोरोनस-एफ प्रयोग में, 20 मिलियन डिग्री तक गर्म होना देखा गया। लाल बौनों, विशिष्ट चमकते सितारों पर, उनके जटिल चुंबकीय क्षेत्रों की अस्थिरता का एहसास इस तरह से होता है। कम चमक के कारण इन घटनाओं को दर्ज करना आसान नहीं है, क्योंकि लाल बौनों को पृथ्वी से 60 प्रकाश वर्ष से अधिक दूर नहीं देखा जा सकता है, यह आधुनिक तकनीकी क्षमताओं की सीमा है।

तारकीय जोड़ी, जिसमें तारा डब्लूएक्स यूएमए भी शामिल है, शोधकर्ताओं को "यह जांच करने का एक अनूठा अवसर देता है कि क्या चमक की आवृत्ति और एक दूसरे के चारों ओर घूमने वाली चमकदार जोड़ी की सापेक्ष स्थिति संबंधित है," वख्तंग तमाज़्यान ने जोर दिया। एक द्विआधारी प्रणाली का अध्ययन, जहां लाल बौने एक दूसरे के साथ गुरुत्वाकर्षण से बातचीत करते हैं, फ्लेयर प्रक्रियाओं की कनेक्टिविटी के सवाल की जांच करना और लाल बौनों पर अद्वितीय फ्लेयर्स की भौतिक प्रकृति की समझ का विस्तार करना संभव बनाता है।

तारे WX UMa के अवलोकन के साथ-साथ, खगोलविदों की एक टीम ने लाल बौनों के साथ चार बाइनरी प्रणालियों का अतिरिक्त अध्ययन किया, उनकी चमक गतिविधि का अवलोकन किया। कोई शक्तिशाली चमक दर्ज नहीं की गई, लेकिन फिर भी, तीन और बौने चमक के दौरान उज्जवल हो गए, और उनमें से केवल एक ने अवलोकन अवधि के दौरान ऐसी गतिविधि नहीं दिखाई। तो, जैसा कि यह निकला, लाल बौनों की चमक विशेषताओं में प्रकट आवधिकता नहीं होती है। नतीजतन, वैज्ञानिकों ने सुझाव दिया कि चूंकि इतने कम समय में बाइनरी सिस्टम में बड़ी संख्या में चमक दर्ज की गई थी, तो, जाहिर है, वे एक साथी तारे के प्रभाव के कारण दिखाई देते हैं।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि चमक से प्रचंड लाल बौने इस संबंध में हमारे अधिक स्थिर सूर्य के समान नहीं हैं। सूर्य की चमक गतिविधि प्रत्येक 11-वर्षीय चक्र की विकास शाखा पर उत्पन्न होती है, चक्र के अधिकतम पर अपने चरम पर पहुंचती है, और सौर गतिविधि के न्यूनतम पर न्यूनतम अभिव्यक्तियों तक गिरती है। हालाँकि सामान्य रुझानों के अपवाद पहले ही देखे जा चुके हैं: 2003 में, न्यूनतम से कुछ समय पहले, शक्तिशाली सौर ज्वालाओं की एक श्रृंखला हुई, जिसने विशेषज्ञों का बहुत ध्यान आकर्षित किया।

सूर्य पर ऐसी तीव्र ज्वालाओं को एक्स-रे फ्लेयर्स, एम और एक्स पॉइंट कहा जाता है। सौर और तारकीय गतिविधि की सबसे ऊर्जावान अभिव्यक्तियों के रूप में फ्लेयर्स का अध्ययन, आधुनिक अंतरिक्ष वेधशालाओं के अनुसार सावधानीपूर्वक दर्ज और विश्लेषण किया जाता है। उनकी प्रकृति वैज्ञानिकों के लिए अधिक से अधिक स्पष्ट होती जा रही है, लेकिन भड़कने वाली घटनाओं का पूर्वानुमान अभी भी केवल संभाव्य है और सटीक नहीं है। लेकिन यह बहुत संभव है कि जैसे-जैसे ज्ञान में सुधार होगा, ऐसा पूर्वानुमान सामने आ सकता है...

पृथ्वी के वायुमंडल से गुजरते हुए प्रकाश की किरणें सीधी दिशा बदल देती हैं। वायुमंडल के घनत्व में वृद्धि के कारण, पृथ्वी की सतह के करीब आने पर प्रकाश किरणों का अपवर्तन बढ़ जाता है। परिणामस्वरूप, प्रेक्षक आकाशीय पिंडों को ऐसे देखता है मानो खगोलीय अपवर्तन नामक कोण द्वारा क्षितिज से ऊपर उठाया गया हो।

अपवर्तन व्यवस्थित और यादृच्छिक अवलोकन संबंधी त्रुटियों के मुख्य स्रोतों में से एक है। 1906 में न्यूकॉम्ब ने लिखा कि व्यावहारिक खगोल विज्ञान की ऐसी कोई शाखा नहीं है जिसके बारे में अपवर्तन जितना लिखा गया हो, और जो इतनी असंतोषजनक स्थिति में हो। 20वीं सदी के मध्य तक, खगोलविदों ने अपने अवलोकनों को 19वीं सदी में संकलित अपवर्तन तालिकाओं तक सीमित कर दिया था। सभी पुराने सिद्धांतों की मुख्य कमी पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना की गलत समझ थी।

आइए हम पृथ्वी की सतह AB को त्रिज्या OA = R के एक गोले के रूप में लें, और इसके साथ संकेंद्रित परतों के रूप में पृथ्वी के वायुमंडल का प्रतिनिधित्व करें। अरे, 1 से 1, 2 से 2... जैसे-जैसे परतें पृथ्वी की सतह के करीब आती हैं, घनत्व बढ़ता जाता है (चित्र 2.7)। तब किसी बहुत दूर के तारे से किरण SA, वायुमंडल में अपवर्तित होकर, अपनी मूल स्थिति SA से या दिशा S²A से कुछ कोण S¢AS² के समानांतर विचलन करते हुए, दिशा S¢A में बिंदु A पर आएगी। आरखगोलीय अपवर्तन कहा जाता है। वक्ररेखीय किरण SA के सभी तत्व और इसकी अंतिम स्पष्ट दिशा AS¢ एक ही ऊर्ध्वाधर तल ZAOS में स्थित होंगे। नतीजतन, खगोलीय अपवर्तन केवल तारे से गुजरने वाले ऊर्ध्वाधर तल में तारे की सही दिशा को बढ़ाता है।

खगोल विज्ञान में क्षितिज के ऊपर प्रकाशमान की कोणीय ऊंचाई को प्रकाशमान की ऊंचाई कहा जाता है। कोण S¢AH = एच¢तारे की स्पष्ट ऊँचाई और कोण S²AH = होगा एच = एच¢ - आरक्या इसकी वास्तविक ऊंचाई है? कोना जेडतारे की वास्तविक आंचल दूरी है, और जेड¢ इसका दृश्यमान मूल्य है.

अपवर्तन का मान कई कारकों पर निर्भर करता है और पृथ्वी पर हर स्थान पर, यहां तक ​​कि दिन के दौरान भी बदल सकता है। औसत स्थितियों के लिए, एक अनुमानित अपवर्तन सूत्र प्राप्त किया गया था:

Dh=-0.9666ctg h¢। (2.1)

गुणांक 0.9666 +10 डिग्री सेल्सियस के तापमान और 760 मिमी एचजी के दबाव पर वायुमंडल के घनत्व से मेल खाता है। यदि वायुमंडल की विशेषताएं भिन्न हैं, तो सूत्र (2.1) द्वारा गणना की गई अपवर्तन के सुधार को तापमान और दबाव के सुधार के साथ ठीक किया जाना चाहिए।

चित्र 2.7. खगोलीय अपवर्तन

खगोलीय निर्धारण की आंचलिक विधियों में खगोलीय अपवर्तन को ध्यान में रखने के लिए, प्रकाशमानों की आंचलिक दूरियों के अवलोकन के दौरान तापमान और वायु दबाव को मापा जाता है। खगोलीय निर्धारण की सटीक विधियों में, प्रकाशमानों की चरम दूरी 10° से 60° तक मापी जाती है। ऊपरी सीमा वाद्य त्रुटियों के कारण है, निचली सीमा अपवर्तन तालिकाओं में त्रुटियों के कारण है।

अपवर्तन के लिए सुधार द्वारा सही की गई तारे की आंचल दूरी की गणना सूत्र द्वारा की जाती है:

औसत (+10 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर सामान्य और 760 मिमी एचजी का दबाव। कला।) अपवर्तन, द्वारा गणना की गई जेड¢;

हवा के तापमान को ध्यान में रखते हुए गुणांक, तापमान मान से गणना की जाती है;

बी- हवा के दबाव को ध्यान में रखते हुए गुणांक।

अपवर्तन के सिद्धांत का अध्ययन कई वैज्ञानिकों द्वारा किया गया है। प्रारंभ में, प्रारंभिक धारणा यह थी कि वायुमंडल की विभिन्न परतों का घनत्व अंकगणितीय प्रगति (बौगुएर) में इन परतों की ऊंचाई में वृद्धि के साथ घटता है। लेकिन इस धारणा को जल्द ही सभी मामलों में असंतोषजनक माना गया, क्योंकि इससे बहुत कम अपवर्तन हुआ और पृथ्वी की सतह से ऊंचाई के साथ तापमान में बहुत तेजी से कमी आई।

न्यूटन ने परिकल्पना की कि ज्यामितीय प्रगति के नियम के अनुसार वायुमंडल का घनत्व ऊंचाई के साथ घटता जाता है। और यह परिकल्पना असंतोषजनक निकली। इस परिकल्पना के अनुसार, यह पता चला कि वायुमंडल की सभी परतों में तापमान स्थिर और पृथ्वी की सतह के तापमान के बराबर रहना चाहिए।

सबसे सरल लाप्लास की परिकल्पना थी, जो उपरोक्त दोनों के बीच की थी। लाप्लास की इस परिकल्पना पर अपवर्तन की सारणियाँ आधारित थीं, जिन्हें प्रतिवर्ष फ्रांसीसी खगोलीय कैलेंडर में रखा जाता था।

पृथ्वी का वायुमंडल अपनी अस्थिरता (अशांति, अपवर्तन भिन्नता) के साथ पृथ्वी से खगोलीय प्रेक्षणों की सटीकता पर एक सीमा लगाता है।

बड़े खगोलीय उपकरणों की स्थापना के लिए किसी स्थान का चयन करते समय सबसे पहले क्षेत्र की खगोलीय जलवायु का व्यापक अध्ययन किया जाता है, जिसे ऐसे कारकों के समूह के रूप में समझा जाता है जो वायुमंडल से गुजरने वाले आकाशीय पिंडों के विकिरण के तरंग अग्र भाग के आकार को विकृत करते हैं। यदि तरंग का अग्र भाग बिना विकृत हुए उपकरण तक पहुंचता है, तो इस मामले में उपकरण अधिकतम दक्षता (सैद्धांतिक एक के करीब एक संकल्प के साथ) के साथ काम कर सकता है।

जैसा कि यह निकला, दूरबीन छवि की गुणवत्ता मुख्य रूप से वायुमंडल की सतह परत द्वारा पेश किए गए हस्तक्षेप के कारण कम हो जाती है। पृथ्वी, अपने स्वयं के तापीय विकिरण के कारण, रात में काफी ठंडी हो जाती है और अपने आस-पास की हवा की परत को ठंडा कर देती है। हवा के तापमान में 1°C परिवर्तन से इसका अपवर्तनांक 10 -6 तक बदल जाता है। पृथक पर्वत चोटियों पर, तापमान में महत्वपूर्ण अंतर (ढाल) के साथ हवा की सतह परत की मोटाई कई दसियों मीटर तक पहुंच सकती है। रात के समय घाटियों और समतल क्षेत्रों में यह परत अधिक मोटी होती है और सैकड़ों मीटर तक हो सकती है। यह पर्वतमालाओं के स्पर्स और अलग-अलग चोटियों पर खगोलीय वेधशालाओं के लिए साइटों की पसंद की व्याख्या करता है, जहां से घनी ठंडी हवा घाटियों में जा सकती है। टेलीस्कोप टावर की ऊंचाई इस प्रकार चुनी जाती है कि उपकरण तापमान की विषमताओं के मुख्य क्षेत्र से ऊपर हो।

खगोलीय जलवायु का एक महत्वपूर्ण कारक वायुमंडल की सतह परत में हवा है। ठंडी और गर्म हवा की परतों को मिलाकर, यह उपकरण के ऊपर वायु स्तंभ में घनत्व असमानताओं की उपस्थिति का कारण बनता है। दूरबीन के व्यास से छोटी अनियमितताओं के कारण छवि विकेंद्रित हो जाती है। बड़े घनत्व के उतार-चढ़ाव (कई मीटर या बड़े) तरंग मोर्चे की तेज विकृतियों का कारण नहीं बनते हैं और मुख्य रूप से छवि के डिफोकसिंग के बजाय बदलाव की ओर ले जाते हैं।

वायुमंडल की ऊपरी परतों (ट्रोपोपॉज़ में) में हवा के घनत्व और अपवर्तनांक में भी उतार-चढ़ाव देखा जाता है। लेकिन ट्रोपोपॉज़ में गड़बड़ी ऑप्टिकल उपकरणों द्वारा दी गई छवियों की गुणवत्ता को विशेष रूप से प्रभावित नहीं करती है, क्योंकि वहां तापमान प्रवणता सतह परत की तुलना में बहुत छोटी होती है। इन परतों के कारण कंपन नहीं बल्कि तारों की टिमटिमाहट होती है।

ज्योतिषीय अनुसंधान में, मौसम विज्ञान सेवा द्वारा दर्ज किए गए स्पष्ट दिनों की संख्या और खगोलीय अवलोकन के लिए उपयुक्त रातों की संख्या के बीच एक संबंध स्थापित किया जाता है। पूर्व यूएसएसआर के क्षेत्र के ज्योतिषीय विश्लेषण के अनुसार, सबसे लाभप्रद क्षेत्र मध्य एशियाई राज्यों के कुछ पर्वतीय क्षेत्र हैं।

पृथ्वी का अपवर्तन

जमीनी वस्तुओं से किरणें, यदि वे वायुमंडल में काफी लंबा रास्ता तय करती हैं, तो अपवर्तन का भी अनुभव करती हैं। अपवर्तन के प्रभाव में किरणों का प्रक्षेप पथ मुड़ जाता है, और हम उन्हें गलत स्थानों पर या गलत दिशा में देखते हैं, जहाँ वे वास्तव में हैं। कुछ शर्तों के तहत, स्थलीय अपवर्तन के परिणामस्वरूप, मृगतृष्णा उत्पन्न होती है - दूर की वस्तुओं की झूठी छवियां।

पृथ्वी के अपवर्तन का कोण दृश्यमान वस्तु की दिशा और प्रेक्षित वस्तु की वास्तविक स्थिति के बीच का कोण है (चित्र 2.8)। कोण का मान प्रेक्षित वस्तु की दूरी और वायुमंडल की सतह परत में ऊर्ध्वाधर तापमान ढाल पर निर्भर करता है, जिसमें जमीन की वस्तुओं से किरणें फैलती हैं।

चित्र.2.8. देखते समय पृथ्वी के अपवर्तन की अभिव्यक्ति:

ए) - नीचे से ऊपर, बी) - ऊपर से नीचे, ए - पृथ्वी के अपवर्तन का कोण

भूगणितीय (ज्यामितीय) दृश्यता सीमा स्थलीय अपवर्तन से जुड़ी है (चित्र 2.9)। हम मानते हैं कि पर्यवेक्षक पृथ्वी की सतह से एक निश्चित ऊंचाई पर बिंदु ए पर है और बिंदु बी की दिशा में क्षितिज का निरीक्षण करता है। एनएएस विमान - ग्लोब के त्रिज्या के लंबवत बिंदु ए से गुजरने वाला एक क्षैतिज विमान है गणितीय क्षितिज का तल कहा जाता है। यदि प्रकाश की किरणें वायुमंडल में एक सीधी रेखा में फैलती हैं, तो पृथ्वी पर सबसे दूर का बिंदु जिसे बिंदु A से कोई पर्यवेक्षक देख सकता है वह बिंदु B होगा। इस बिंदु की दूरी (ग्लोब से स्पर्शरेखा AB) जियोडेसिक (या) है ज्यामितीय) दृश्यता सीमा डी 0 . पृथ्वी की सतह पर गोलाकार रेखा बीबी प्रेक्षक का जियोडेसिक (या ज्यामितीय) क्षितिज है। डी 0 का मान केवल ज्यामितीय मापदंडों द्वारा निर्धारित किया जाता है: पृथ्वी आर की त्रिज्या और पर्यवेक्षक की ऊंचाई एच एच और के बराबर है D o ≈ √ 2Rh H = 3.57√ h H, जो चित्र 2.9 से अनुसरण करता है।

चित्र.2.9. स्थलीय अपवर्तन: गणितीय (एचएच) और भूगणितीय (बीबी) क्षितिज, भूगणितीय दृश्यता सीमा (एबी=डी 0)

यदि प्रेक्षक पृथ्वी की सतह से h pr ऊँचाई पर स्थित किसी वस्तु को देखता है, तो भूगणितीय सीमा दूरी होगी एसी = 3.57 (√ एच एच + √ एच पीआर). ये कथन सत्य होंगे यदि प्रकाश वायुमंडल में एक सीधी रेखा में प्रसारित हो। लेकिन ऐसा नहीं है। सतह परत में तापमान और वायु घनत्व के सामान्य वितरण के साथ, प्रकाश किरण के प्रक्षेपवक्र को दर्शाने वाली घुमावदार रेखा अपने अवतल पक्ष के साथ पृथ्वी का सामना करती है। इसलिए, A से एक पर्यवेक्षक जो सबसे दूर का बिंदु देखेगा वह B नहीं, बल्कि B¢ होगा। जियोडेटिक दृश्यता रेंज AB¢, अपवर्तन को ध्यान में रखते हुए, औसतन 6-7% बड़ी होगी और सूत्रों में 3.57 के गुणांक के बजाय 3.82 का गुणांक होगा। जियोडेटिक रेंज की गणना सूत्रों द्वारा की जाती है

, एच - मी में, डी - किमी में, आर - 6378 किमी

कहाँ एचएन और एचपीआर - मीटर में, डी-किलोमीटर में.

औसत ऊंचाई वाले व्यक्ति के लिए, पृथ्वी पर क्षितिज की सीमा लगभग 5 किमी है। अंतरिक्ष यात्री वी.ए. शतालोव और ए.एस. एलीसेव के लिए, जिन्होंने सोयुज -8 अंतरिक्ष यान पर उड़ान भरी थी, पेरिगी (ऊंचाई 205 किमी) पर क्षितिज सीमा 1730 किमी थी, और अपोजी (ऊंचाई 223 किमी) पर - 1800 किमी थी।

रेडियो तरंगों के लिए, अपवर्तन लगभग तरंग दैर्ध्य से स्वतंत्र होता है, लेकिन तापमान और दबाव के अलावा, यह हवा में जल वाष्प की सामग्री पर भी निर्भर करता है। तापमान और दबाव में परिवर्तन की समान परिस्थितियों में, रेडियो तरंगें प्रकाश तरंगों की तुलना में अधिक दृढ़ता से अपवर्तित होती हैं, खासकर उच्च आर्द्रता पर।

इसलिए, क्षितिज की सीमा निर्धारित करने या रडार बीम द्वारा किसी वस्तु का पता लगाने के सूत्रों में, जड़ के सामने 4.08 का कारक होगा। इसलिए, रडार प्रणाली का क्षितिज लगभग 11% दूर है।

रेडियो तरंगें पृथ्वी की सतह से और व्युत्क्रम की निचली सीमा या कम आर्द्रता की परत से अच्छी तरह से परावर्तित होती हैं। पृथ्वी की सतह और व्युत्क्रम के आधार द्वारा निर्मित ऐसे अजीबोगरीब वेवगाइड में, रेडियो तरंगें बहुत लंबी दूरी तक फैल सकती हैं। रेडियो तरंग प्रसार की इन विशेषताओं का उपयोग रडार में सफलतापूर्वक किया जाता है।

सतह परत में हवा का तापमान, विशेष रूप से इसके निचले हिस्से में, हमेशा ऊंचाई के साथ नहीं गिरता है। यह अलग-अलग दरों पर घट सकता है, यह ऊंचाई (आइसोथर्मिया) में नहीं बदल सकता है, और यह ऊंचाई (उलटा) के साथ बढ़ सकता है। तापमान प्रवणता के परिमाण और संकेत के आधार पर, अपवर्तन दृश्यमान क्षितिज की सीमा को विभिन्न तरीकों से प्रभावित कर सकता है।

एक सजातीय वातावरण में ऊर्ध्वाधर तापमान प्रवणता जिसमें हवा का घनत्व ऊंचाई के साथ नहीं बदलता है, जी 0 = 3.42°C/100m. विचार करें कि किरण का प्रक्षेप पथ क्या होगा अबपृथ्वी की सतह के निकट विभिन्न तापमान प्रवणताओं पर।

चलो, यानी ऊंचाई के साथ हवा का तापमान घटता जाता है। इस स्थिति में ऊँचाई के साथ अपवर्तनांक भी घटता जाता है। इस मामले में प्रकाश किरण का प्रक्षेपवक्र अपने अवतल पक्ष के साथ पृथ्वी की सतह की ओर मुड़ जाएगा (चित्र 2.9 में, प्रक्षेपवक्र अब¢). ऐसे अपवर्तन को धनात्मक कहते हैं। सबसे दूर बिंदु में¢ प्रेक्षक किरण पथ की अंतिम स्पर्शरेखा की दिशा में देखेगा। यह स्पर्शरेखा, यानी अपवर्तन के कारण दिखाई देने वाला क्षितिज गणितीय क्षितिज के बराबर होता है नैसकोण D, छोटा कोण डी. कोना डीअपवर्तन के बिना गणितीय और ज्यामितीय क्षितिज के बीच का कोण है। इस प्रकार, दृश्यमान क्षितिज एक कोण तक बढ़ गया है ( डी-डी) और के रूप में विस्तारित डी > डी0.

अब आइए इसकी कल्पना करें जीधीरे-धीरे कम हो जाता है, अर्थात्। ऊंचाई के साथ तापमान अधिक से अधिक धीरे-धीरे घटता जाता है। एक क्षण ऐसा आएगा जब तापमान प्रवणता शून्य (आइसोथर्म) के बराबर हो जाएगी और फिर तापमान प्रवणता ऋणात्मक हो जाएगी। तापमान अब कम नहीं होता, बल्कि ऊंचाई के साथ बढ़ता है, यानी। तापमान व्युत्क्रमण देखा जाता है। तापमान प्रवणता में कमी और शून्य के माध्यम से इसके संक्रमण के साथ, दृश्य क्षितिज ऊंचा और ऊंचा उठेगा, और एक क्षण आएगा जब डी शून्य के बराबर हो जाएगा। दृश्यमान भूगणितीय क्षितिज गणितीय क्षितिज तक बढ़ जाएगा। पृथ्वी की सतह मानो सीधी हो गयी, समतल हो गयी। भूगणितीय दृश्यता सीमा असीम रूप से बड़ी है। किरणपुंज की वक्रता त्रिज्या ग्लोब की त्रिज्या के बराबर हो गई।

और भी अधिक मजबूत तापमान व्युत्क्रमण के साथ, D ऋणात्मक हो जाता है। दृश्यमान क्षितिज गणितीय क्षितिज से ऊपर उठ गया है। बिंदु A पर प्रेक्षक को ऐसा प्रतीत होगा कि वह एक विशाल बेसिन के तल पर है। क्षितिज के कारण, जो वस्तुएँ भूगणितीय क्षितिज से बहुत परे हैं वे ऊपर उठती हैं और दृश्यमान हो जाती हैं (जैसे कि हवा में तैर रही हों) (चित्र 2.10)।

ऐसी घटनाएँ ध्रुवीय देशों में देखी जा सकती हैं। तो, अमेरिका के कनाडाई तट से स्मिथ स्ट्रेट के माध्यम से, कोई कभी-कभी सभी इमारतों के साथ ग्रीनलैंड के तट को देख सकता है। ग्रीनलैंड तट की दूरी लगभग 70 किमी है, जबकि भूगर्भिक दृश्यता सीमा 20 किमी से अधिक नहीं है। एक और उदाहरण। पास डी कैलाइस के अंग्रेजी हिस्से से, हेस्टिंग्स से, मैंने लगभग 75 किमी की दूरी पर जलडमरूमध्य के पार स्थित फ्रांसीसी तट को देखा है।

चित्र.2.10. ध्रुवीय देशों में असामान्य अपवर्तन की घटना

अब मान लेते हैं जी=जी 0, इसलिए, वायु घनत्व ऊंचाई (सजातीय वातावरण) के साथ नहीं बदलता है, कोई अपवर्तन नहीं होता है और डी=डी 0 .

पर जी > जी 0, ऊंचाई के साथ अपवर्तनांक और वायु घनत्व बढ़ता है। इस मामले में, प्रकाश किरणों का प्रक्षेपवक्र अपने उत्तल पक्ष के साथ पृथ्वी की सतह का सामना करता है। इस अपवर्तन को ऋणात्मक कहते हैं। पृथ्वी पर अंतिम बिंदु जो A पर एक पर्यवेक्षक देखता है वह B² होगा। दृश्यमान क्षितिज AB² संकुचित हो गया और एक कोण (D -) तक डूब गया डी).

उपरोक्त से, हम निम्नलिखित नियम बना सकते हैं: यदि वायु घनत्व (और, इसलिए, अपवर्तक सूचकांक) वायुमंडल में प्रकाश किरण के प्रसार के साथ बदलता है, तो प्रकाश किरण झुक जाएगी ताकि इसका प्रक्षेपवक्र हमेशा उत्तल रहे वायु के घटते घनत्व (और अपवर्तनांक) की दिशा।

अपवर्तन और मृगतृष्णा

मृगतृष्णा शब्द फ्रांसीसी मूल का है और इसके दो अर्थ हैं: "प्रतिबिंब" और "भ्रामक दृष्टि।" इस शब्द के दोनों अर्थ घटना के सार को अच्छी तरह दर्शाते हैं। मृगतृष्णा किसी वस्तु की एक छवि है जो वास्तव में पृथ्वी पर मौजूद है, अक्सर बढ़ी हुई और अत्यधिक विकृत होती है। विषय के संबंध में छवि कहां स्थित है, इसके आधार पर मृगतृष्णा कई प्रकार की होती है: ऊपरी, निचला, पार्श्व और जटिल। सबसे आम तौर पर देखे जाने वाले श्रेष्ठ और निम्न मृगतृष्णाएं हैं, जो तब घटित होती हैं जब ऊंचाई के साथ घनत्व (और, इसलिए, अपवर्तक सूचकांक) का असामान्य वितरण होता है, जब एक निश्चित ऊंचाई पर या पृथ्वी की बहुत सतह के पास अपेक्षाकृत पतला होता है बहुत गर्म हवा की परत (कम अपवर्तक सूचकांक के साथ), जिसमें जमीन की वस्तुओं से आने वाली किरणें पूर्ण आंतरिक प्रतिबिंब का अनुभव करती हैं। ऐसा तब होता है जब किरणें इस परत पर कुल आंतरिक परावर्तन के कोण से अधिक कोण पर पड़ती हैं। हवा की यह गर्म परत एक वायु दर्पण की भूमिका निभाती है जो इसमें पड़ने वाली किरणों को परावर्तित करती है।

सुपीरियर मृगतृष्णा (चित्र 2.11) मजबूत तापमान व्युत्क्रमण की उपस्थिति में घटित होती है, जब हवा का घनत्व और अपवर्तनांक ऊंचाई के साथ तेजी से घटता है। श्रेष्ठ मृगतृष्णा में, छवि विषय के ऊपर स्थित होती है।

चित्र.2.11. श्रेष्ठ मृगतृष्णा

प्रकाश किरणों के प्रक्षेप पथ चित्र (2.11) में दिखाए गए हैं। आइए मान लें कि पृथ्वी की सतह समतल है और समान घनत्व की परतें इसके समानांतर हैं। चूँकि ऊंचाई के साथ घनत्व घटता है, तो। गर्म परत, जो दर्पण की भूमिका निभाती है, ऊंचाई पर स्थित है। इस परत में जब किरणों का आपतन कोण अपवर्तनांक () के बराबर हो जाता है तो किरणें वापस पृथ्वी की सतह की ओर मुड़ जाती हैं। प्रेक्षक एक साथ वस्तु को ही देख सकता है (यदि वह क्षितिज से परे नहीं है) और उसके ऊपर की एक या अधिक छवियां - सीधी और उलटी।

चित्र.2.12. जटिल श्रेष्ठ मृगतृष्णा

अंजीर पर. 2.12 एक जटिल ऊपरी मृगतृष्णा के उद्भव का एक चित्र दिखाता है। वस्तु स्वयं दृश्यमान है अब, इसके ऊपर इसकी प्रत्यक्ष छवि है a¢b¢, उलटा in²b²और फिर से सीधा a²¢b²¢. ऐसी मृगतृष्णा तब घटित हो सकती है जब हवा का घनत्व ऊंचाई के साथ घटता जाए, पहले धीरे-धीरे, फिर तेजी से और फिर धीरे-धीरे। यदि वस्तु के चरम बिंदुओं से आने वाली किरणें प्रतिच्छेद करती हैं तो छवि उलटी हो जाती है। यदि वस्तु दूर (क्षितिज से परे) है, तो वस्तु स्वयं दिखाई नहीं दे सकती है, और उसकी छवियां, हवा में ऊंची उठी हुई, बहुत दूर से दिखाई देती हैं।

लोमोनोसोव शहर सेंट पीटर्सबर्ग से 40 किमी दूर फिनलैंड की खाड़ी के तट पर स्थित है। आमतौर पर लोमोनोसोव से सेंट पीटर्सबर्ग बिल्कुल भी दिखाई नहीं देता है या बहुत खराब दिखाई देता है। कभी-कभी सेंट पीटर्सबर्ग "एक नज़र में" दिखाई देता है। यह श्रेष्ठ मृगतृष्णा के उदाहरणों में से एक है।

जाहिरा तौर पर, तथाकथित भूतिया पृथ्वी का कम से कम हिस्सा, जो दशकों से आर्कटिक में खोजा गया था और कभी नहीं मिला, उसे ऊपरी मृगतृष्णा की संख्या के लिए जिम्मेदार ठहराया जाना चाहिए। सन्निकोव भूमि की खोज विशेष रूप से लंबी थी।

याकोव सन्निकोव एक शिकारी था, जो फर व्यापार में लगा हुआ था। 1811 में वह कुत्तों के साथ बर्फ के पार न्यू साइबेरियन द्वीप समूह की ओर चल पड़ा और कोटेलनी द्वीप के उत्तरी सिरे से समुद्र में एक अज्ञात द्वीप देखा। वह उस तक नहीं पहुंच सके, लेकिन सरकार को एक नए द्वीप की खोज की घोषणा की। अगस्त 1886 में ई.वी. टोल ने न्यू साइबेरियन द्वीप समूह के अपने अभियान के दौरान सन्निकोव द्वीप भी देखा और अपनी डायरी में एक प्रविष्टि की: “क्षितिज पूरी तरह से स्पष्ट है। उत्तर-पूर्व की दिशा में, 14-18 डिग्री पर, हमने स्पष्ट रूप से चार मेसा की रूपरेखा देखी, जो पूर्व में निचली भूमि से जुड़ी हुई थी। इस प्रकार, सन्निकोव के संदेश की पूरी तरह से पुष्टि हो गई। इसलिए, हमें मानचित्र पर उचित स्थान पर एक बिंदीदार रेखा लगाने और उस पर लिखने का अधिकार है: "सैनिकोव लैंड"।

टोल ने अपने जीवन के 16 वर्ष सन्निकोव भूमि की खोज में बिताए। उन्होंने न्यू साइबेरियन द्वीप समूह के क्षेत्र में तीन अभियानों का आयोजन और नेतृत्व किया। स्कूनर "ज़ार्या" (1900-1902) पर अंतिम अभियान के दौरान, टोल्या का अभियान सैननिकोव लैंड को खोजे बिना ही समाप्त हो गया। सन्निकोव लैंड को किसी और ने नहीं देखा है। शायद यह एक मृगतृष्णा थी जो साल के कुछ निश्चित समय में एक ही स्थान पर दिखाई देती है। सन्निकोव और टोल दोनों ने इस दिशा में स्थित एक ही द्वीप की मृगतृष्णा देखी, जो समुद्र में बहुत आगे थी। शायद यह डी लॉन्ग द्वीपों में से एक था। शायद यह एक विशाल हिमखंड था - एक पूरा बर्फ द्वीप। 100 किमी2 क्षेत्रफल तक के ऐसे बर्फीले पहाड़ कई दशकों तक समुद्र के पार भ्रमण करते रहते हैं।

मृगतृष्णा ने हमेशा लोगों को धोखा नहीं दिया। 1902 में अंग्रेजी ध्रुवीय खोजकर्ता रॉबर्ट स्कॉट। अंटार्कटिका में मैंने पहाड़ देखे, मानो हवा में लटक रहे हों। स्कॉट ने अनुमान लगाया कि क्षितिज के आगे एक पर्वत श्रृंखला थी। और, वास्तव में, पर्वत श्रृंखला की खोज बाद में नॉर्वेजियन ध्रुवीय खोजकर्ता राउल अमुंडसेन ने ठीक उसी जगह की थी जहाँ स्कॉट ने सोचा था।

चित्र.2.13. निम्न मृगतृष्णा

निम्न मृगतृष्णा (चित्र 2.13) ऊंचाई के साथ तापमान में बहुत तेजी से कमी के साथ घटित होती है, अर्थात। बहुत बड़े तापमान प्रवणता पर। वायु दर्पण की भूमिका हवा की सबसे पतली सतह वाली गर्म परत द्वारा निभाई जाती है। मृगतृष्णा को निचला वाला कहा जाता है, क्योंकि वस्तु की छवि वस्तु के नीचे रखी जाती है। निचली मृगतृष्णा में ऐसा प्रतीत होता है मानो वस्तु के नीचे पानी की सतह हो और सभी वस्तुएँ उसमें प्रतिबिंबित हो रही हों।

शांत जल में किनारे पर खड़ी सभी वस्तुएँ अच्छी तरह प्रतिबिंबित होती हैं। पृथ्वी की सतह से गर्म हुई हवा की एक पतली परत में प्रतिबिंब पूरी तरह से पानी में प्रतिबिंब के समान होता है, केवल हवा ही दर्पण की भूमिका निभाती है। हवा की वह अवस्था जिसमें निम्न मृगतृष्णाएँ घटित होती हैं, अत्यंत अस्थिर होती हैं। आख़िरकार, नीचे, ज़मीन के पास, अत्यधिक गर्म हवा है, और इसलिए हल्की हवा है, और उसके ऊपर - ठंडी और भारी है। जमीन से उठने वाली गर्म हवा की धाराएँ ठंडी हवा की परतों में प्रवेश करती हैं। इससे हमारी आँखों के सामने मृगतृष्णा बदल जाती है, “पानी” की सतह लहराती हुई प्रतीत होती है। हवा का एक छोटा सा झोंका या एक धक्का ही काफी है और पतन हो जाएगा, यानी। वायु परतों का उलटा होना। भारी हवा नीचे की ओर आएगी, वायु दर्पण को नष्ट कर देगी और मृगतृष्णा गायब हो जाएगी। अवर मृगतृष्णा की घटना के लिए अनुकूल परिस्थितियाँ पृथ्वी की एक सजातीय, यहां तक ​​कि अंतर्निहित सतह है, जो मैदानों और रेगिस्तानों में होती है, और धूप वाला शांत मौसम है।

यदि मृगतृष्णा किसी वास्तविक जीवन की वस्तु की छवि है, तो सवाल उठता है - रेगिस्तान में यात्रियों को पानी की किस सतह की छवि दिखाई देती है? आख़िर रेगिस्तान में पानी है ही नहीं. सच तो यह है कि मृगतृष्णा में दिखाई देने वाली स्पष्ट पानी की सतह या झील वास्तव में पानी की सतह की नहीं, बल्कि आकाश की छवि है। आकाश के हिस्से वायु दर्पण में प्रतिबिंबित होते हैं और एक शानदार पानी की सतह का पूरा भ्रम पैदा करते हैं। ऐसी मृगतृष्णा न केवल रेगिस्तान या मैदान में देखी जा सकती है। वे सेंट पीटर्सबर्ग और उसके परिवेश में धूप वाले दिनों में डामर सड़कों या समतल रेतीले समुद्र तट पर भी उत्पन्न होते हैं।

चित्र.2.14. पार्श्व मृगतृष्णा

पार्श्व मृगतृष्णा तब घटित होती है जब समान घनत्व की वायु परतें वायुमंडल में हमेशा की तरह क्षैतिज रूप से नहीं, बल्कि तिरछी और यहां तक ​​कि लंबवत रूप से स्थित होती हैं (चित्र 2.14)। ऐसी स्थितियाँ गर्मियों में बनती हैं, सुबह सूर्योदय के तुरंत बाद समुद्र या झील के चट्टानी तटों के पास, जब तट पहले से ही सूर्य से प्रकाशित होता है, और पानी की सतह और उसके ऊपर की हवा अभी भी ठंडी होती है। जिनेवा झील पर पार्श्व मृगतृष्णाएँ बार-बार देखी गई हैं। एक पार्श्व मृगतृष्णा सूर्य द्वारा गर्म किए गए घर की पत्थर की दीवार पर और यहां तक ​​कि गर्म स्टोव के किनारे भी दिखाई दे सकती है।

एक जटिल प्रकार की मृगतृष्णा, या फाटा मॉर्गन, तब घटित होती है जब एक ही समय में ऊपरी और निचली दोनों मृगतृष्णा की उपस्थिति की स्थितियाँ होती हैं, उदाहरण के लिए, अपेक्षाकृत गर्म समुद्र के ऊपर एक निश्चित ऊंचाई पर एक महत्वपूर्ण तापमान उलटाव के साथ। वायु घनत्व पहले ऊंचाई के साथ बढ़ता है (हवा का तापमान घटता है), और फिर तेजी से घटता है (हवा का तापमान बढ़ता है)। वायु घनत्व के इस तरह के वितरण के साथ, वायुमंडल की स्थिति बहुत अस्थिर है और अचानक परिवर्तन के अधीन है। इसलिए हमारी आंखों के सामने मृगतृष्णा का स्वरूप बदलता जा रहा है। सबसे साधारण चट्टानें और घर, बार-बार विकृतियों और आवर्धन के कारण, हमारी आंखों के सामने परी मॉर्गन के अद्भुत महल में बदल जाते हैं। फाटा मॉर्गन इटली, सिसिली के तट पर मनाया जाता है। लेकिन यह उच्च अक्षांशों पर भी हो सकता है। साइबेरिया के जाने-माने खोजकर्ता एफ.पी. रैंगल ने निज़नेकोलिम्स्क में देखे गए फाटा मॉर्गन का वर्णन इस प्रकार किया: “क्षैतिज अपवर्तन की क्रिया ने जीनस फाटा मॉर्गन का उत्पादन किया। दक्षिण की ओर स्थित पर्वत हमें विभिन्न विकृत आकृतियों में तथा हवा में लटके हुए प्रतीत होते थे। दूर के पहाड़ उलटी हुई चोटियाँ प्रतीत हो रहे थे। नदी इतनी संकीर्ण हो गई कि विपरीत किनारा लगभग हमारी झोपड़ियों के पास स्थित प्रतीत होता था।