बृहस्पतीच्या प्रकाश प्रदर्शनाची जटिलता
James Webb Space Telescope ने बृहस्पतीच्या उत्तरी aurora मध्ये उज्ज्वल बिंदूंचे पहिले infrared spectra प्रदान केले जे ग्रहाच्या Galilean चंद्रांद्वारे तयार केले जातात, आणि परिणाम वैज्ञानिकांच्या विशाल ग्रहाच्या magnetosphere कसे कार्य करते याविषयी समजलेल्या गोष्टीना आव्हान देतात. निरीक्षणे दर्शवतात की Io, बृहस्पतीचा ज्वालामुखी चंद्र, चा auroral footprint तापमान आणि घनतेमध्ये कोणाची अपेक्षा होती त्यापेक्षा खूप अधिक परिवर्तनशील आहे.
बृहस्पतीचे aurorae सौरमंडळातील सर्वात शक्तिशाली आहेत, जे ग्रहाच्या विशाल magnetic field lines च्या बरोबर spiraling charged particles आणि वरच्या atmosphere मध्ये आघाती द्वारे निर्माण केले जातात. पृथ्वीचे aurorae मुख्यतः solar wind द्वारे चालित केले जातात, बृहस्पतीचे त्याच्या चंद्रांपासून उत्सर्जित सामग्रीद्वारे मुख्यतः शक्तिशाली आहेत — विशेषतः Io, जो त्याच्या ज्वालामुखी पृष्ठभागापासून दर सेकंदाला अंदाजे एक टन sulfur dioxide वायू उत्सर्जित करते.
Io चा Auroral Footprint सूक्ष्मदर्शीखाली
बृहस्पतीचे चार Galilean चंद्र प्रत्येकी ग्रहाच्या aurora मध्ये एक वेगळा उज्ज्वल बिंदू तयार करतात जसे ते magnetosphere मधून फिरतात आणि electromagnetic disturbances निर्माण करतात जे magnetic field lines च्या बरोबर atmosphere पर्यंत पसरतात. Io चा footprint सर्वात उज्ज्वल आणि सर्वात अच्छे अभ्यासलेला आहे, जो 1990 च्या दशकात Hubble Space Telescope ने प्रथम शोधून काढल्यानंतर ultraviolet निरीक्षणांमध्ये दृश्यमान आहे.
JWST चा Near-Infrared Spectrograph ने अभूतपूर्व तपशीलात या footprints चे निरीक्षण केले, तीन ते पाच micrometer wavelength range मध्ये molecular hydrogen च्या emission lines मापन केले. हे spectral lines atmospheric gas च्या तापमान आणि घनता दोन्हींच्या प्रति संवेदनशील आहेत जे incoming charged particles द्वारे उत्तेजित होते, diagnostic माहिती प्रदान करतात जी ultraviolet निरीक्षणे एकटेच दिवंगत शकत नाहीत.
परिणामांनी दर्शविले की Io चा auroral footprint तापमान आणि घनता दोन्हींमध्ये ताशी ते दैनिक timescale वर नाटकीयरित्या परिवर्तित होते. तापमानातील चढउतार विद्यमान magnetospheric मॉडेल्स सहजपणे स्पष्ट करू शकत नाहीत असे श्रेणीमध्ये पसरतात, जे सूचित करते की Io च्या plasma torus आणि बृहस्पतीच्या magnetic field मधील परस्परक्रिया पूर्वीच्या समजल्या गोष्टीपेक्षा अधिक जटिल आणि गतिशील आहे.
परिवर्तनशीलता काय चालू शकते
परिवर्तनशीलता स्पष्ट करण्यासाठी अनेक गृहीतके विचारात घेतली जात आहेत. एक शक्यता अशी आहे की Io च्या ज्वालामुखी उत्पादनातील बदल — जो विविध ज्वालामुखी केंद्रे अधिक किंवा कमी सक्रिय होत असल्याचे ज्ञात आहे — magnetosphere मध्ये plasma injection च्या दरामध्ये बदल करते, ज्यामुळे बृहस्पतीच्या atmosphere मध्ये जमा केलेल्या शक्तीतील बदल होतात.
आणखी एक गृहीतक बृहस्पतीच्या magnetosphere मध्ये magnetic reconnection events समावेश करते, पृथ्वीवरील auroral brightening निर्माण करणाऱ्या substorms च्या समरूप. जर magnetic field lines नियतकालिकरित्या reconnect होतात आणि संग्रहीत शक्ती सोडतात, तर ते charged particles मध्ये फटके निर्माण करू शकतात जे auroral footprint ला अत्यंत तापमानापर्यंत अस्थायीरित्या गरम करतात.
तिसरी शक्यता अशी आहे की परिवर्तनशीलता Alfven wave system मधील बदल प्रतिबिंबित करते जो Io ला बृहस्पतीच्या atmosphere ला जोडतो. हे electromagnetic waves Io पासून ग्रहापर्यंत शक्ती वहन करतात, आणि त्यांचा बृहस्पतीच्या सभोवतालच्या जटिल plasma environment मधून प्रसार होणे delivered power मध्ये चढउतार निर्माण करू शकतो.
Magnetospheric Science साठी अनुप्रयोग
बृहस्पतीचा magnetosphere सौरमंडळातील सर्वात मोठी रचना आहे, जो ग्रहापासून दहा दशलक्ष किलोमीटर पर्यंत पसरलेला आहे. हे magnetized plasma प्रक्रिया अभ्यास करण्यासाठी एक नैसर्गिक प्रयोगशाळा म्हणून काम करते जी संपूर्ण विश्वमध्ये घडतात, इतर ग्रहांपासून pulsars आणि active galactic nuclei पर्यंत.
JWST निरीक्षणे दर्शवतात की बृहस्पतीच्या magnetosphere च्या सर्वश्रेष्ठ वर्तमान मॉडेल्स देखील महत्त्वपूर्ण भौतिकशास्त्र चुकवत आहेत. Io च्या auroral footprint च्या अत्यंत परिवर्तनशीलता magnetospheric परिस्थितीतील जलद, मोठ्या प्रमाणातील बदल सूचित करते जे steady-state मॉडेल्स पुनरुत्पादन करू शकत नाहीत. हे शोध शक्यतोच Io, plasma torus, आणि बृहस्पतीच्या atmosphere मधील dynamic coupling कॅप्चर करणाऱ्या time-dependent simulations च्या नवीन पिढ्यांना प्रेरित करेल.
Europa आणि Ganymede Footprints
JWST ने Europa आणि Ganymede च्या auroral footprints देखील निरीक्षण केले, जरी ते Io च्या तुलनेत लक्षणीयरित्या मंद आहेत. प्राथमिक विश्लेषण सूचित करते की हे footprints अधिक स्थिर आहेत, ज्वालामुखी सक्रिय Io च्या तुलनेत या चंद्रांच्या कमी plasma production rates च्या अनुरूप. तथापि, Ganymede चा footprint त्याच्या स्वतःच्या intrinsic magnetic field शी संबंधित काही अनन्य वैशिष्ट्ये दर्शवतो — सौरमंडळातील एकमात्र चंद्र ज्याचा स्वतःचा magnetic field आहे.
निरीक्षणे JWST च्या बृहस्पती विज्ञानातील योगदानाची फक्त सुरुवात दर्शवतात. आगामी वर्षांमध्ये नियोजित भविष्यातील निरीक्षणे auroral footprints ला दीर्घ timescales वर ट्र्याक करतील, संभवतः Io वरील विशिष्ट volcanic events किंवा इतर मिशनद्वारे निरीक्षण केलेल्या magnetospheric dynamics सह बदल परस्परसंबंधित करतील. ESA चा JUICE अंतराळयान, सध्या बृहस्पतीकडे मार्ग करत आहे 2031 मध्ये नियोजित आगमनासह, दूरवरून JWST काय पाहत आहे ते स्पष्ट करण्यात मदत करू शकेल असे पूरक in-situ मापन प्रदान करेल.
हा लेख Universe Today च्या रिपोर्टिंगवर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.
