हबलने शनीच्या दक्षिण ध्रुवावर १० बाजूंचा डेकॅगॉन पाहिला

शनीच्या दक्षिण आकाशातील नवीन भौमितिक वैशिष्ट्य

सौरमालेतील सर्वात ओळखला जाणारा ग्रह शनी हा आहे, याचे मुख्य कारण म्हणजे त्याची विशाल वलय प्रणाली, ज्यामुळे कोणालाही ग्रहाचे नाव विचारल्यास तो लोकप्रिय उत्तर ठरतो. तरीही या वायूच्या महाकाय ग्रहाचे ध्रुवीय प्रदेश हळूहळू ग्रहविज्ञानातील सर्वात रोमांचक कोड्यांपैकी एक बनले आहेत. शनीच्या उत्तर ध्रुवीय वातावरणात वर्षानुवर्षे फिरणारी सहा बाजूंची रचना नोंदवली गेली आहे. उलटपक्षी, दक्षिण गोलार्धात अशी तुलनीय भौमितिक रचना कधीही दिसली नव्हती. आता ते बदललेले दिसते.

आंतरराष्ट्रीय संशोधकांचा एक गट शनीच्या दक्षिण वातावरणातील अनेक स्तरांमधून जाणारा दहा बाजूंचा लहरी नमुना, किंवा डेकॅगॉन, नोंदवतो. ही रचना Science Advances मध्ये प्रकाशित झालेल्या अभ्यासात वर्णन केली आहे, आणि ग्रहाच्या दक्षिण गोलार्धात या प्रकारचे वैशिष्ट्य प्रथमच ओळखले गेले आहे. हे काम NASA च्या हबल स्पेस टेलिस्कोपने गोळा केलेल्या प्रतिमा आणि जमिनीवरील दुर्बिणींच्या निरीक्षणांवर आधारित आहे.

संशोधकांनी त्यांचा डेटा कसा गोळा केला

डेकॅगॉन ओळखण्यासाठी, संघाने २०२३ ते २०२५ दरम्यान घेतलेल्या प्रतिमांची तपासणी केली. हबलचा डेटा Outer Planet Atmospheres Legacy कार्यक्रम, ज्याला OPAL म्हणून ओळखले जाते, त्यातून आला, जो २०१४ मध्ये सुरू झाला. OPAL ची स्थापना बाह्य ग्रहांच्या — गुरू, शनी, युरेनस आणि नेपच्यून — वार्षिक प्रतिमा घेण्यासाठी करण्यात आली होती, ज्याचा उद्देश त्यांच्या वातावरणाची रचना, वर्तन आणि उत्क्रांती अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेणे हा होता. ही स्थिर, वार्षिक लय शास्त्रज्ञांना तुलना करता येईल असा दीर्घकालीन नोंदीचा आधार देते, आणि त्यामुळेच नव्याने उदयास आलेली रचना ओळखता येते.

युरोपीय जमिनीवरील भागीदार

अंतराळ दुर्बिणीच्या निरीक्षणांना स्पेनमधील कॅलार अल्टो वेधशाळेच्या मोजमापांचा आधार होता. ही युरोपीय खंडातील सर्वात मोठी खगोलीय वेधशाळा आहे, आणि तिच्या उपकरणांनी शनीच्या दक्षिण ध्रुवावरील वातावरणीय हालचालींचे चित्र पूर्ण करण्यास संघाला मदत केली. कक्षीय आणि जमिनीवरील दृश्ये एकत्र केल्याने संशोधकांना अनेक दृष्टिकोन आणि तरंगलांबी कव्हरेज मिळते, जे ग्रहाच्या ढगांच्या थरातील वेगवेगळ्या खोलींमध्ये पसरलेल्या लहरी नमुन्यांचा मागोवा घेण्यासाठी उपयुक्त ठरते.

षट्कोन विरुद्ध डेकॅगॉन

शनीच्या दोन ध्रुवीय रचनांमधील फरक हा नव्या अभ्यासाचा गाभा आहे. सुप्रसिद्ध उत्तर षट्कोनाला सहा बाजू आहेत, तर दक्षिणेकडील रचनेला दहा. दोन्ही शनीच्या जेट प्रवाहांमुळे तयार होतात, परंतु प्रवाह स्वतःच ताकद आणि वर्तनात भिन्न आहेत.

• उत्तर षट्कोन: सुमारे ३२० ते ३५४ किलोमीटर प्रति तास, किंवा २०० ते २२० मैल प्रति तास वेगाच्या जेट प्रवाहांमुळे चालणारी सहा बाजूंची रचना. त्याची स्थिती कालांतराने बहुतांश स्थिर राहिली आहे.
• दक्षिण डेकॅगॉन: सुमारे ४०० ते ४२० किलोमीटर प्रति तास, किंवा अंदाजे २५० मैल प्रति तास या वेगवान जेट प्रवाहांशी संबंधित दहा बाजूंची रचना.
• उभी व्याप्ती: दक्षिण डेकॅगॉन एकाच उंचीवर न राहता वातावरणाच्या अनेक स्तरांमधून जातो.
• गती: बहुतांश स्थिर उत्तर षट्कोनाच्या विपरीत, दक्षिण डेकॅगॉन पूर्वेकडे सरकताना दिसला आहे.

वेगातील फरक का महत्त्वाचा असू शकतो

उत्तर आणि दक्षिण ध्रुवीय नमुने एकाच व्यापक यंत्रणेतून उदयास येतात — ग्रहाभोवती उच्च अक्षांशांवर फिरणाऱ्या वेगवान वाऱ्याच्या पट्ट्या. फरक हा ऊर्जा आणि वेगात आहे. डेकॅगॉनला पोसणारा दक्षिण जेट प्रवाह षट्कोनाशी जोडलेल्या उत्तर जेट प्रवाहापेक्षा लक्षणीय वेगाने फिरतो, आणि त्यातून तयार होणारा आकार अधिक गुंतागुंतीचा, दोन अतिरिक्त कोपऱ्यांसह असतो.

वाऱ्याचा वेग आणि बाजूंची संख्या यांतील हा संबंध हीच एक कारण आहे की ग्रहशास्त्रज्ञांना ही वैशिष्ट्ये इतकी उपयुक्त वाटतात. ध्रुवीय भोवरे आणि जेट प्रवाह वातावरणीय गतिशीलतेसाठी नैसर्गिक प्रयोगशाळा म्हणून काम करतात, ज्यामुळे संशोधकांना पृथ्वीवरील प्रयोगशाळेत त्याच प्रमाणात पुनरावृत्ती करता येणार नाहीत अशा परिस्थितीत फिरत्या गोलावर द्रव कसे वागतात याची चाचणी घेता येते.

पूर्वेकडे सरकणारा नमुना

दक्षिण डेकॅगॉनचे पूर्वेकडे स्थलांतर त्याला उत्तरेकडील समकक्षापेक्षा वेगळे करते. या हालचालीस कारणीभूत प्रक्रिया दक्षिण ध्रुवावरील वातावरणीय परिस्थितीशी संभाव्यतः जोडलेल्या असल्याचे अभ्यासात नमूद केले आहे, आणि हे विचलन संशोधकांनी पुढील तपासासाठी निदर्शनास आणलेल्या पैलूंपैकी एक आहे. OPAL द्वारे दीर्घकालीन देखरेख आणि जमिनीवरील पाठपुरावा मोहिमा हे ठरवण्यासाठी आवश्यक असतील की हे स्थलांतर स्थिर आहे, चक्रीय आहे, की शनीच्या दीर्घ कक्षेतून जाताना हंगामी बदलांशी जोडलेले आहे.

शनीला सूर्याभोवती एक फेरी पूर्ण करण्यास सुमारे तीन दशके लागतात, त्यामुळे प्रत्येक गोलार्धात अत्यंत दीर्घ ऋतू अनुभवास येतात. या प्रतिमा गोळा केल्या गेलेल्या २०२३ ते २०२५ या कालावधीत त्या चक्राचा फक्त एक तुकडा समाविष्ट होतो, याचा अर्थ व्यापक निरीक्षण कालावधीत पाहिल्यास डेकॅगॉनचे स्वरूप आणि त्याचे पूर्वेकडील विचलन वेगळे दिसू शकते.

या शोधातून शास्त्रज्ञांना काय शिकायला मिळू शकते

दहा बाजूंच्या वादळाच्या नावीन्यापलीकडे, हा शोध ग्रहांचे वातावरण स्वतःला कसे संघटित करते याच्या अभ्यासात नवीन मुद्दा जोडतो. शनीचा उत्तर षट्कोन वर्षानुवर्षे संशोधनाचा विषय राहिला आहे, आणि तुलना करण्यासाठी संरचनात्मकदृष्ट्या वेगळा असलेला दुसरा ध्रुवीय नमुना उपलब्ध झाल्याने शास्त्रज्ञांना नैसर्गिक प्रयोग मिळतो. दोन्ही गोलार्धांतील जेट प्रवाहाचा वेग, उभी रचना आणि गती यांतील फरक महाकाय ग्रहांवरील वातावरणीय अभिसरणाच्या प्रतिकृती सुधारण्यास मदत करू शकतात.

या कामाचे परिणाम शनीपलीकडेही आहेत. तीच द्रवगतिकी गुरू आणि बर्फाळ महाकाय ग्रह युरेनस व नेपच्यून यांच्या पट्टेदार वातावरणांना नियंत्रित करते, जे दोन्ही OPAL कार्यक्रमाचे लक्ष्य आहेत. ग्रहाचा एक ध्रुव सहा बाजूंच्या नमुन्यात का स्थिरावतो तर दुसरा दहा बाजूंचा नमुना का निर्माण करतो हे समजून घेणे संशोधकांना वेगाने फिरणाऱ्या जगाच्या ध्रुवांवर परिवलन, वारा कातरण आणि हंगामी ताप यांचा परस्परसंवाद कसा होतो याची तपासणी करण्यास प्रवृत्त करते.

खुली प्रश्ने आणि पुढील पावले

अनेक प्रश्न अजून अनुत्तरीत आहेत. दक्षिण डेकॅगॉन किती काळ अस्तित्वात आहे, तो आधीच्या प्रतिमांमध्ये असूनही न ओळखला गेला का, आणि त्याच्या पूर्वेकडील हालचालीवर काय नियंत्रण ठेवते हे संशोधकांना अजून ठरवायचे आहे. हबलच्या OPAL कार्यक्रमाद्वारे सुरू राहणारे वार्षिक प्रतिमा घेणे, कॅलार अल्टोसारख्या वेधशाळांसोबत, कालांतराने रचनेतील बदलांचा मागोवा घेण्यास मदत करेल.

या संशोधनामागील प्रतिमा NASA, युरोपियन स्पेस एजन्सी आणि स्पेस टेलिस्कोप सायन्स इन्स्टिट्यूट यांच्या योगदानातून तयार झाल्या, ज्यात बास्क कंट्री विद्यापीठाचे अगस्टिन सांचेझ-लावेगा, NASA च्या गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटरच्या एमी सायमन आणि UC बर्कलेचे मायकेल वाँग यांसारख्या संशोधकांचा समावेश आहे. प्रतिमा प्रक्रिया अलिसा पॅगन यांनी केली. त्यांच्या एकत्रित प्रयत्नांनी परिचित ग्रहाला वाऱ्याचा वेग आणि परिवलन यांच्या टोकाला वातावरण कसे वागते याबद्दल नव्या प्रश्नांचा स्रोत बनवले आहे.

हा लेख Universe Today च्या वृत्तांकनावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.