बृहस्पति के प्रकाश शो में जटिलता आई
जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप ने बृहस्पति के उत्तरी ऑरोरा में चमकीले स्थानों के इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रा प्रदान किए हैं जो ग्रह के गैलिलियन चंद्रमाओं द्वारा बनाए गए हैं, और परिणाम वैज्ञानिकों की बृहस्पति के मैग्नेटोस्फीयर के कार्य करने के तरीके की समझ को चुनौती दे रहे हैं। अवलोकन से पता चलता है कि Io, बृहस्पति के ज्वालामुखीय चंद्रमा की ऑरोरल पदचिन्ह, तापमान और घनत्व में किसी की भी अपेक्षा से कहीं अधिक परिवर्तनशील है।
बृहस्पति की ऑरोरा सौर मंडल में सबसे शक्तिशाली हैं, जो ग्रह की विशाल चुंबकीय क्षेत्र की रेखाओं के साथ घूमने वाले आवेशित कणों द्वारा उत्पन्न होती हैं और ऊपरी वायुमंडल में टकराती हैं। पृथ्वी की ऑरोरा के विपरीत, जो मुख्य रूप से सौर हवा द्वारा संचालित होती हैं, बृहस्पति की ऑरोरा बड़े हिस्से में इसके चंद्रमाओं से निकाले गए पदार्थ द्वारा संचालित होती हैं - विशेष रूप से Io, जो अपनी ज्वालामुखीय सतह से प्रति सेकंड लगभग एक टन सल्फर डाइऑक्साइड गैस निकालता है।
माइक्रोस्कोप के तहत Io की ऑरोरल पदचिन्ह
बृहस्पति के चार गैलिलियन चंद्रमाओं में से प्रत्येक ग्रह की ऑरोरा में एक अलग चमकीला स्थान बनाता है जब वह मैग्नेटोस्फीयर के माध्यम से चलता है और विद्युत चुंबकीय विक्षोभ उत्पन्न करता है जो चुंबकीय क्षेत्र की रेखाओं के साथ वायुमंडल में प्रसारित होता है। Io की पदचिन्ह सबसे चमकीली और सबसे अच्छी तरह से अध्ययन की गई है, 1990 के दशक में हबल स्पेस टेलीस्कोप द्वारा पहली बार पता लगाए जाने के बाद से पराबैंगनी अवलोकन में दृश्यमान है।
JWST के Near-Infrared Spectrograph ने इन पदचिन्हों को अभूतपूर्व विस्तार से देखा, तीन से पांच माइक्रोमीटर तरंग दैर्ध्य सीमा में आणविक हाइड्रोजन की उत्सर्जन लाइनों को मापा। ये स्पेक्ट्रल लाइनें आने वाले आवेशित कणों द्वारा उत्तेजित होने वाली वायुमंडलीय गैस के तापमान और घनत्व दोनों के प्रति संवेदनशील हैं, नैदानिक जानकारी प्रदान करती हैं जो पराबैंगनी अवलोकन अकेले प्रदान नहीं कर सकते।
परिणामों से पता चला कि Io की ऑरोरल पदचिन्ह घंटों से लेकर दिनों के समय पैमाने पर तापमान और घनत्व दोनों में नाटकीय रूप से भिन्न होती है। तापमान में उतार-चढ़ाव की सीमा मौजूदा मैग्नेटोस्फीयर मॉडल आसानी से नहीं समझा सकते, जो सुझाता है कि Io के प्लाज्मा टोरस और बृहस्पति के चुंबकीय क्षेत्र के बीच की बातचीत पहले से समझे जाने से अधिक जटिल और गतिशील है।
परिवर्तनशीलता को क्या चला सकता है
चरम परिवर्तनशीलता को समझाने के लिए कई परिकल्पनाएं विचाराधीन हैं। एक संभावना यह है कि Io के ज्वालामुखीय आउटपुट में परिवर्तन - जो विभिन्न ज्वालामुखीय केंद्रों के अधिक या कम सक्रिय होने के कारण उतार-चढ़ाव के लिए जाना जाता है - उस दर को बदलता है जिस पर प्लाज्मा मैग्नेटोस्फीयर में इंजेक्ट किया जाता है, बृहस्पति के वायुमंडल में जमा ऊर्जा में भिन्नता की ओर जाता है।
एक अन्य परिकल्पना बृहस्पति के मैग्नेटोस्फीयर में चुंबकीय पुनः संयोजन घटनाओं को शामिल करती है, जो पृथ्वी पर ऑरोरल चमक पैदा करने वाले उप-तूफानों के अनुरूप है। यदि चुंबकीय क्षेत्र की रेखाएं समय-समय पर पुनः संयोजित होती हैं और संग्रहीत ऊर्जा को मुक्त करती हैं, तो वे कणों के वर्षा में विस्फोट पैदा कर सकती हैं जो ऑरोरल पदचिन्ह को अस्थायी रूप से चरम तापमान तक गर्म करती हैं।
एक तीसरी संभावना यह है कि परिवर्तनशीलता Alfven तरंग प्रणाली में परिवर्तन को प्रतिबिंबित करती है जो Io को बृहस्पति के वायुमंडल से जोड़ती है। ये विद्युत चुंबकीय तरंगें चंद्रमा से ग्रह तक ऊर्जा ले जाती हैं, और बृहस्पति के चारों ओर जटिल प्लाज्मा वातावरण के माध्यम से उनका प्रसार डिलीवर की गई शक्ति में उतार-चढ़ाव पैदा कर सकता है।
मैग्नेटोस्फीयर विज्ञान के लिए निहितार्थ
बृहस्पति का मैग्नेटोस्फीयर सौर मंडल में सबसे बड़ी संरचना है, जो ग्रह से लाखों किलोमीटर तक फैली हुई है। यह चुंबकित प्लाज्मा प्रक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए एक प्राकृतिक प्रयोगशाला के रूप में कार्य करती है जो पूरे ब्रह्मांड में होती हैं, अन्य ग्रहों से लेकर पल्सार और सक्रिय आकाशगंगा नाभिक तक।
JWST अवलोकन इंगित करते हैं कि बृहस्पति के मैग्नेटोस्फीयर के सर्वोत्तम वर्तमान मॉडल भी मुख्य भौतिकी को याद कर रहे हैं। Io की ऑरोरल पदचिन्ह की चरम परिवर्तनशीलता मैग्नेटोस्फीयर की स्थिति में तेजी से, बड़े पैमाने पर परिवर्तन का सुझाव देती है जो स्थिर अवस्था के मॉडल पुनः उत्पन्न नहीं कर सकते। यह खोज संभवतः समय-निर्भर सिमुलेशन की नई पीढ़ियों को प्रेरित करेगी जो Io, प्लाज्मा टोरस, और बृहस्पति के वायुमंडल के बीच गतिशील युग्मन को कैप्चर करती हैं।
Europa और Ganymede की पदचिन्हें
JWST ने Europa और Ganymede की ऑरोरल पदचिन्हों को भी देखा, हालांकि ये Io की तुलना में काफी मंद हैं। प्रारंभिक विश्लेषण से पता चलता है कि ये पदचिन्हें अधिक स्थिर हैं, ज्वालामुखीय रूप से सक्रिय Io की तुलना में इन चंद्रमाओं की कम प्लाज्मा उत्पादन दरों के अनुरूप। हालांकि, Ganymede की पदचिन्ह अपने स्वयं के आंतरिक चुंबकीय क्षेत्र से संबंधित कुछ अद्वितीय विशेषताओं को दिखाती है - सौर मंडल में एकमात्र चंद्रमा जिसके पास एक है।
अवलोकन JWST के बृहस्पति विज्ञान में योगदान की केवल शुरुआत का प्रतिनिधित्व करते हैं। आने वाले वर्षों में योजनाबद्ध भविष्य के अवलोकन लंबी समय सीमा पर ऑरोरल पदचिन्हों को ट्रैक करेंगे, संभावतः Io पर विशिष्ट ज्वालामुखीय घटनाओं या अन्य मिशनों द्वारा देखी गई मैग्नेटोस्फीयर गतिविधियों के साथ परिवर्तन को जोड़ेंगे। ESA का JUICE अंतरिक्ष यान, वर्तमान में 2031 में योजनाबद्ध आगमन के साथ बृहस्पति के रास्ते पर है, पूरक स्थान-आधारित माप प्रदान करेगा जो JWST को दूर से क्या देख रहा है इसे समझाने में मदद कर सकता है।
यह लेख Universe Today द्वारा रिपोर्टिंग के आधार पर है। मूल लेख पढ़ें।
