Juno च्या डेटावरून Io चे ज्वालामुखी अपेक्षेपेक्षा खूप जास्त उष्णता सोडत असावेत

Io शास्त्रज्ञांनी विचार केला त्यापेक्षा खूपच अधिक गरम असू शकतो

Jupiter चा ज्वालामुखीय चंद्र Io, सौरमालेतील सर्वात टोकाच्या जगांपैकी एक मानला जातो. तो paterae नावाच्या ज्वालामुखीय खाचांनी झाकलेला आहे, ज्या Jupiter आणि शेजारच्या चंद्रांमधील गुरुत्वाकर्षणाच्या ओढाताणीमुळे निर्माण होणाऱ्या तीव्र अंतर्गत उष्णतेमुळे घडल्या आहेत. आता, Juno च्या Jupiter InfraRed Auroral Mapper, किंवा JIRAM, मधील डेटावर आधारित एक नवीन प्रीप्रिंट असा युक्तिवाद करते की संशोधकांनी या ज्वालामुखीय प्रणाली किती उष्णता सोडतात याचा खूपच कमी अंदाज केला असावा.

हा निकाल जर खरा ठरला, तर तो केवळ हिशोबातील दुरुस्तीपेक्षा खूप महत्त्वाचा ठरेल. Io चे उष्णताजन्य उत्पादन हे चंद्राच्या अंतर्गत रचनेबद्दल, त्याच्या मॅग्मा परिसंचरणाबद्दल, उष्णता वाहतुकीबद्दल, आणि ग्रह-शरीरांतील tidal heating चे व्यापक परिणाम याबद्दल वैज्ञानिक कसे समजतात याच्या केंद्रस्थानी आहे. अधिक गरम Io म्हणजे त्याच्या ज्वालामुखीय भूभागात ऊर्जा कशी वितरित होते याबाबतची काही जुनी मोजमापे एक मोठा भाग चुकवून गेली असण्याची शक्यता.

आधीची मोजमापे मोठा संकेत का चुकवू शकली

अहवालानुसार, समस्या ज्वालामुखी कसे निरीक्षित केले गेले यामध्ये आहे. आधीचे अंदाज एकाच तरंगलांबी पट्टीतील, म्हणजे M-band, इन्फ्रारेड मापनांवर आधारित होते. ही पट्टी सर्वात गरम भाग, विशेषतः lava lakes चे उजळ बाहेरील वलय, ओळखण्यात अतिशय सक्षम आहे; तिथे उघडे magma सुमारे 900 kelvin पर्यंत तापमान गाठू शकते. हे कडेकडचे भाग उष्णतेच्या दृष्टीने इतके तीव्र असतात की ते सहजपणे hotspots म्हणून दिसून येतात.

पण Io चे paterae फक्त या जळत्या कडांनी बनलेले नाहीत. त्यात थंड crust ने झाकलेले खूप मोठे मध्यवर्ती भागही आहेत, सामान्यतः 220 ते 230 kelvin या श्रेणीत. अवकाशाच्या निर्वातात उघडे पडलेले lava कालांतराने घट्ट होऊन जाड होत जाते आणि खालील वितळलेल्या पदार्थावर एक insulating lid तयार करते. कडांच्या तुलनेत थंड असले तरी हे मध्यवर्ती भाग खूप मोठे पृष्ठभाग व्यापतात.

नवीन युक्तिवाद असा आहे की आधीची M-band निरीक्षणे ज्वालामुखींच्या सर्वात गरम, सर्वात स्पष्ट भागांकडे झुकलेली होती, तर मोठ्या, थंड crustal क्षेत्रांचा उष्णताजन्य वाटा दुर्लक्षित करत होती. दुसऱ्या शब्दांत, सर्वात नाट्यमय दिसणारे भाग कदाचित एकूण heat budget चे मोठे प्रतिनिधित्व करत नाहीत.

lava lake ची कडा मधोमधील भागापेक्षा जास्त गरम का असू शकते

पहिल्या दृष्टीने, lava lake चे बाहेरील भाग मधोमधील भागापेक्षा जास्त गरम असणे विसंगत वाटू शकते. अहवालात दिलेले स्पष्टीकरण भौतिक आहे, विरोधाभासी नाही. मधोमध crust तयार होण्यास वेळ मिळतो, जे वितळलेल्या अंतर्भागावर एक insulating cap म्हणून काम करते. उलट, बाहेरील भागात अजून पुरेसा थंड होऊन घट्ट न झालेला नवीन lava असू शकतो.

कडेकडचे भाग अशा प्रक्रियांमुळेही तापमानात अधिक राहू शकतात, ज्या सतत गरम पदार्थ बाहेरच्या दिशेने नेतात. अहवालात ज्वालामुखीच्या गतिशीलतेशी संबंधित piston-like action आणि पृथ्वीवर दिसणाऱ्या उपपृष्ठीय मंथनासारख्या प्रक्रियांचा उल्लेख आहे, ज्या सर्वात गरम magma ला कडांकडे ढकलू शकतात. परिणामी, अरुंद वलये अतिशय गरम जळतात, तर बरेच मोठे मध्यवर्ती पृष्ठभाग तुलनेने शांतपणे उष्णता विकिरित करतात.

हे महत्त्वाचे आहे, कारण उष्णताजन्य उत्पादन हे केवळ कमाल तापमानावर अवलंबून नसते. पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळही महत्त्वाचे असते. फार लहान पण अत्यंत गरम क्षेत्र दृश्यतेत वर्चस्व गाजवू शकते, तर प्रचंड थंड क्षेत्रही एकूण उत्सर्जित उष्णतेचा मोठा हिस्सा देऊ शकते. जुने पद्धती एका बाजूवर भर देऊन दुसरीकडे दुर्लक्ष करत असतील, तर एकूण उत्पादनाचे अंदाज कमी येतील.

दांव एका चंद्रापेक्षा मोठे का आहेत

Io ही फक्त एक विचित्र बाब नाही. tidal heating चा अभ्यास करण्यासाठी ती सौरमालेतील सर्वोत्तम नैसर्गिक प्रयोगशाळा आहे. Jupiter चे गुरुत्वाकर्षण आणि शेजारच्या चंद्रांचे गुरुत्वीय प्रभाव Io च्या अंतर्भागाला सतत वाकवत राहतात, उष्णता निर्माण करतात आणि व्यापक ज्वालामुखीय क्रिया चालवतात. Io च्या एकूण उष्णता विकिरणात कोणतीही दुरुस्ती ही ऊर्जा कशी तयार होते, साठते आणि सोडली जाते याच्या मॉडेल्समध्ये परत परिणाम करते.

अधिक उत्पादन म्हणजे अंतर्गत प्रक्रिया पूर्वी मानल्यापेक्षा अधिक उष्णता पृष्ठभागावर नेत असाव्यात. यामुळे magma reservoirs, resurfacing rates, crust formation, आणि स्थानिक hotspots व व्यापक पार्श्वभूमी उष्णतेमधील समतोलाबद्दलच्या व्याख्या बदलू शकतात. हे इतर tidal-गरम जगांना संशोधक कसे समजतात यावरही परिणाम करू शकते, जरी त्यापैकी कुठलेही Io च्या तीव्रतेच्या जवळपास नसले तरी.

हा अभ्यास प्रीप्रिंट म्हणून वर्णन केला असल्याने, तो अजून तात्पुरता मानायला हवा. पण त्यामागील निरीक्षणात्मक तर्क उल्लेखनीय आहे. ग्रहविज्ञान बहुतेक वेळा एखादी पूर्णपणे नवीन गोष्ट शोधून पुढे जात नाही, तर ओळखीची गोष्ट अशा प्रकारे मोजली गेली आहे की संकेताचा एक भाग व्यवस्थितपणे निघून गेला, हे लक्षात आल्यावर पुढे जाते. Io चे paterae अनेक दशकांपासून अभ्यासले गेले आहेत. इथे असा दावा आहे की एका महत्त्वाच्या निरीक्षण खिडकीने भव्य कडांना उठाव दिला, पण शांत आतील भागाचे महत्त्व कमी लेखले.

ओळखीचे जग, वेगळ्या नजरेतून

Juno चे JIRAM उपकरण संशोधकांना नवीन डेटासह जुन्या गृहितकांचा पुनर्विचार करण्यास मदत करत आहे. Io च्या बाबतीत, याचा अर्थ वेगवेगळ्या तापमान श्रेणींमध्ये ज्वालामुखीय व्यवस्था ऊर्जा कशी विकिरित करतात हे पुन्हा पाहणे. प्रीप्रिंटचा मुख्य संदेश असा आहे की lava lakes चा थंड crust हा चंद्राच्या एकूण उत्पादनात किरकोळ उष्णताजन्य तळटीप नाही, तर मोठा वाटा उचलणारा घटक असू शकतो.

ते खरे ठरले, तर Io आधीपेक्षाही अधिक विलक्षण ठरेल. हा चंद्र सौरमालेतील सर्वात ज्वालामुखीय सक्रिय जग म्हणून व्यापकपणे ओळखला जातो, ज्यावर 400 हून अधिक ज्वालामुखीय खाचा आहेत. जर त्याचे heat loss दशकानुदशके कमी मोजले गेले असेल, तर ग्रहविज्ञानातील सर्वात टोकाचे वातावरण सुरुवातीपासूनच आणखी टोकाचे होते.

या निष्कर्षाला पुढील छाननीची गरज आहे, पण तो एक उपयुक्त वैज्ञानिक धडा देतो. उपकरणे केवळ निसर्ग नोंदवत नाहीत; ती त्याला गाळूनही घेतात. तेजस्वी hotspots शोधण्यात उत्कृष्ट असलेली एखादी तरंगलांबी, तरीही कमी लक्षात येणाऱ्या सर्व गोष्टींची शक्ती कमी मोजू शकते. Io च्या बाबतीत, याचा अर्थ Jupiter प्रणालीतील सर्वात नाट्यमय चंद्राने आपली उर्जा काही अंशी उघडपणे लपवून ठेवली असावी.

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