மேகங்கள் துணை-நெப்டியூன்களை மறைப்பதைவிட அதிகம் செய்யக்கூடும்
அரிசோனா ஸ்டேட் பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள் தலைமையில் நடத்தப்பட்ட புதிய ஆய்வு, துணை-நெப்டியூன் வளிமண்டலங்களில் உள்ள மேகங்கள் வெறும் கண்காணிப்பு தடையாக மட்டுமல்ல என்று வாதிடுகிறது. அவை கோள்களின் ஆழத்திலேயே நிலைமைகளைச் செயற்படியாக மறுவடிவமைக்கக்கூடும். James Webb Space Telescope தரவுகளுடன் விரிவான கணினி மாதிரிகளை இணைத்து, குழு மேக அடுக்குகள் மேல்மண்டலத்திற்கும் கீழே உள்ள வெப்பநிலைகளை மாற்றி, வளிமண்டலம் உள்மையுடன் சந்திக்கும் எல்லை வரை தங்களின் தாக்கத்தை விரிவுபடுத்த முடியும் என்று கண்டறிந்தது.
இதற்குப் பெரும் முக்கியத்துவம் உள்ளது, ஏனெனில் அறியப்பட்ட வெளிக்கோள்களின் தொகுப்பில் துணை-நெப்டியூன்கள் மிகவும் பொதுவான கோள் வகைகளில் ஒன்றாகும்; ஆனாலும் அவை இன்னும் தெளிவாகப் புரிந்துகொள்ளப்படவில்லை. மூலம் உரையின் படி, வானியலாளர்கள் மொத்தம் 6,324 வெளிக்கோள்களை உறுதிப்படுத்தியுள்ளனர், அதில் 2,182 துணை-நெப்டியூன்களாக வகைப்படுத்தப்பட்டுள்ளன. அந்த அளவு இருந்தபோதிலும், இவ்வுலகுகளில் பல, பெரும்பாலும் ஹைட்ரஜன் நிறைந்த வளிமண்டலங்களால் மூடப்பட்ட பாறைக் கோள்களா, அல்லது பெருமளவு நீரும் கார்பன் கொண்ட பொருள்களும் உள்ள உலந்த-செழுமையான உடல்களா என்பது இன்னும் ஆராய்ச்சியாளர்களுக்குத் தெரியவில்லை.
இந்த புதிய ஆய்வு அந்தக் கேள்விக்கு நேரடியாக முடிவளிப்பதில்லை. ஆனால் இது காட்டுவது என்னவென்றால், மேக இயற்பியல், விஞ்ஞானிகள் வளிமண்டலத்தின் கீழே என்ன இருக்கிறது என்பதை ஊகிக்கப் பயன்படுத்தும் வெப்பச் சூழலை கணிசமாக மாற்றக்கூடும் என்பதே. நடைமுறையில், தொலைதூரத் தரவுகளில் இருந்து வானியலாளர்கள் மீட்டெடுக்க முயலும் உள் கதைமுறையையே மேகங்கள் வடிவமைக்கக்கூடும்.
துணை-நெப்டியூன்களைப் புரிந்துகொள்வது ஏன் இவ்வளவு கடினம்
துணை-நெப்டியூன்கள் ஒரு சிரமமான நடுநிலைக் களத்தில் இருக்கின்றன. அவை பூமியைவிட பெரியவை, ஆனால் நெப்டியூனைவிட சிறியவை; இதனால் அவை கணக்கெடுப்புகளில் பொதுவாகக் காணப்பட்டாலும், விளக்குவதற்கு கடினமானவையாக உள்ளன. JWST போன்ற தொலைநோக்கிகள் அவற்றின் வளிமண்டலங்களை ஆராய முடிந்தாலும், அது மறைமுகமாகவும் பெரும்பாலும் மேலடுக்கு பகுதிகளில் மட்டுமே நடைபெறுகிறது. அதாவது, ஆராய்ச்சியாளர்கள் வளிமண்டல அடையாளங்களில் இருந்து பின்னோக்கிச் சென்று உள் அமைப்பை ஊகிக்க வேண்டியுள்ளது.
இந்தச் செயல்முறையில் மேகங்கள் இரண்டு வழிகளில் இடையூறு செய்கின்றன. முதலில், அவை கீழே உள்ள வேதியியலை மறைத்து, வளிமண்டலக் கலவையைத் தெளிவாகக் காண முடியாமல் செய்கின்றன. இரண்டாவது, இந்த ஆய்வின் படி, அவை வளிமண்டலத்தின் வெப்பவியற்கோளை இவ்வளவு பெரிய அளவில் மாற்றக்கூடும்; அதனால் உள்நிலை நிலைமைகளைப் பற்றிய வழக்கமான கருதுகோள்கள் நம்பகமற்றவையாகி விடுகின்றன.
குழுவின் மாதிரிப்புகள், துணை-நெப்டியூன்களின் வளிமண்டலங்களில் ஆழத்தில் ஆவியாகிய பாறைகளும் உப்புகளும் உருவாக்கும் மேகங்களை சுட்டிக்காட்டுகின்றன. இம்மேகங்கள் ஒரு வெப்பப் போர்வை போல செயல்பட்டு, கீழ்பகுதிகளில் வெப்பத்தைப் பிடித்துக்கொண்டு, மேல்மண்டலத்தை குளிர்ச்சியடையச் செய்கின்றன. மூலம் உரையின் படி, கீழ்மண்டலத்தை 1,000 டிகிரி செல்சியஸுக்கும் அதிகமாகச் சூடாக்க முடியும்; மேலும் அந்த விளைவு வளிமண்டலமும் உள்மையும் சந்திக்கும் இடைமுகத்திற்கும் சென்றடைகிறது.
இது முக்கியமான மாற்றம். கீழ்மண்டலம் எதிர்பார்த்ததைவிட மிகவும் சூடாக இருந்தால், ஆழத்தில் காணப்படும் பொருட்களும், வளிமண்டல வாயுக்களுக்கும் அடிப்படை கோள உடலுக்கும் இடையிலான இயற்பியல் மாற்றங்களும் மீண்டும் விளக்கப்பட வேண்டியிருக்கும்.
மேல்மண்டலத் தரவிலிருந்து உள் அமைப்பு வரை
இந்த ஆய்வை, ASU-வின் Earth and Space Exploration பள்ளியைச் சேர்ந்த Sagnick Mukherjee தலைமையில்கொண்டார்; அவருடன் ASU, University of Texas at Austin, NASA Ames Research Center மற்றும் SETI Institute ஆகியவற்றைச் சேர்ந்த ஒத்துழைப்பாளர்களும் இருந்தனர். மூலம் பொருளின்படி, அவர்களின் கண்டுபிடிப்புகள் Astrophysical Journal Letters இதழில் வெளியிடப்பட்டுள்ளன.
இந்த ஆராய்ச்சி அணுகுமுறை முக்கியமானது. JWST கண்காணிப்பு அடிப்படையைக் கொடுக்கிறது, ஆனால் மைய முடிவு என்பது அந்தக் கண்காணிப்புகளை கோள் வளிமண்டலங்களும் உள்மைகளும் குறித்த விரிவான ஒப்புமை மாதிரிகளுடன் இணைப்பதிலிருந்து வருகிறது. இது இன்றைய வெளிக்கோள் அறிவியலின் உண்மையை பிரதிபலிக்கிறது: வலுவான ஒரு கண்காணிப்பு நிலையம் இருந்தாலும், மிகுந்த ஆர்வத்தைத் தூண்டும் முடிவுகள் பெரும்பாலும் தொலைநோக்கிகள் காணக்கூடியவை மற்றும் கண்ணுக்குத் தெரியாத அடுக்குகளின் கீழுள்ள இயற்பியல் என்ன சொல்கிறது என்பதற்கிடையே பாலமாகச் செயல்படும் மாதிரிகளின் மீது தங்கியிருக்கும்.
இந்த நிலையில், அந்தப் பாலம் வளிமண்டலம்-உள்மை எல்லையே. குழுவின் முடிவுகள், மேகங்களால் தூண்டப்படும் சூடேற்றமும் குளிர்ச்சியும் அந்த எல்லை எங்கு, எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதைக் மாற்றக்கூடும் என்று சுட்டிக்காட்டுகின்றன. நீர்ச் செறிவும் அல்லது volatile-செறிவும் கொண்ட அடுக்குகளை உடையதாக இருக்கக்கூடிய கோள்களுக்கு, வெப்பநிலை பற்றிய கருதுகோளில் ஏற்படும் சிறிய மாற்றம்கூட கலவை, அடர்த்தி மற்றும் அமைப்பு குறித்த முடிவுகளை மாற்றக்கூடும். இங்கு விவரிக்கப்பட்டது போன்ற வலுவான வெப்பப் பாதிப்பு இன்னும் பெரிய விளைவுகளை ஏற்படுத்தக்கூடும்.
ஒரே ஒரு கோள் வகையைத் தாண்டிய முக்கியத்துவம் ஏன்
உடனடி முக்கியத்துவம் துணை-நெப்டியூன்களுக்கு என்றாலும், பரந்த பாடம் முறைமையியல் சார்ந்தது. கோள் வளிமண்டலங்களை அவை கீழே உள்ளதை வெறுமனே வெளிப்படுத்தும் செயலற்ற மேடைகளாக மட்டும் கருத முடியாது. குறிப்பாக மிகுந்த வெப்பநிலைகள், அசாதாரண வேதியியல், மற்றும் வாயுக்களின் ஆழமான உறைகள் கொண்ட உலகங்களில், அவை கோள் உள்மைகளை வடிவமைக்கும் செயலில் ஈடுபடும் கூறுகளாக இருக்கலாம்.
வெளிக்கோள் ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு, இது விளக்கத்தின் அளவுகோலை உயர்த்துகிறது. ஒரு வகை கலவையைச் சுட்டுகிறது போல் தோன்றும் ஒரு ஸ்பெக்ட்ரம், முன் மாதிரிகள் பிடிக்காத வகையில் மேக அடுக்குகள் வெப்ப அமைப்பை மாற்றினால், மீண்டும் பரிசீலிக்கப்பட வேண்டியிருக்கும். JWST மூலம் காணப்படும் உலகுகளுக்கு இது குறிப்பாக பொருந்துகிறது; அது விஞ்ஞானிகள் வளிமண்டலங்களைப் பண்புரூபமாக்கும் திறனை பெரிதும் மேம்படுத்தியுள்ளது, அதே நேரத்தில் அவ்வளிமண்டலங்கள் எவ்வளவு சிக்கலானவை என்பதையும் வெளிப்படுத்தியுள்ளது.
இந்த முடிவு, கோள் அறிவியலில் நீண்டகாலமாக நிலவும் ஒரு கேள்வியையும் கூர்மையாக்குகிறது: ஒரே மாதிரியானதாகத் தோன்றும் எத்தனை வெளிக்கோள்கள் உண்மையில் உள்ளே மிகவும் வேறுபட்டவை? ஒரே அளவும் நிறையும் கொண்ட இரண்டு துணை-நெப்டியூன்கள், மேகச் செயல்முறைகள் அவர்களின் வெப்ப அமைப்புகளை வெவ்வேறு திசைகளில் தள்ளியிருந்தால், ஒரே உள் கட்டமைப்பைப் பகிராமல் இருக்கலாம். அந்த சாத்தியம் வகைப்பாட்டை சிக்கலாக்குகிறது; ஆனால் துறையை மேலும் சுவாரசியமாகவும் ஆக்குகிறது. இந்த வகை இவ்வளவு பொதுவாக இருப்பதற்குக் காரணம், அதில் பல தனித்த கோள் முடிவுகள் அடங்கியிருப்பதாலேயே இருக்கலாம்.
அடுத்து என்ன
மூலம் உரை இதை இறுதி வார்த்தை என்று முன்வைப்பதில்லை; அவ்வாறு படிக்கவும் கூடாது. இந்த ஆய்வின் மதிப்பு, குறிப்பாக வளிமண்டலத்தின் ஆழத்தில் உள்ள பாறை மற்றும் உப்பு ஆவிகளிலிருந்து உருவாகும் மேக உருவாக்கம், துணை-நெப்டியூன் தரவை விளக்கும்போது மிகவும் தீவிரமாக எடுத்துக்கொள்ளப்பட வேண்டும் என்பதை காட்டுவதில்தான் உள்ளது. எதிர்கால வேலை, வெவ்வேறு கோள் நிறைகள், வளிமண்டலக் கலவைகள் மற்றும் கதிர்வீச்சு நிலைகளில் இந்த முடிவுகள் எவ்வளவு வலுவானவை என்பதைச் சோதிக்க வேண்டியிருக்கும்.
இப்போது தெளிவாகக் கிடைக்கும் எடுத்துக்காட்டு, துணை-நெப்டியூன்கள் வானியலாளர்கள் நினைத்ததைவிட இன்னும் குறைவாக நேரடியாகப் புரிந்துகொள்ளக்கூடியவையாக இருக்கலாம் என்பதே. JWST அவற்றின் மேல்மண்டலங்களைப் பார்க்க முடியும்; ஆனால் முழுக் கோளையும் புரிந்துகொள்ள, அந்தத் தெளிவாகக் காணக்கூடிய அடுக்குகள் மறைந்துள்ள உள்மைகளுடன் எவ்வாறு இணைகின்றன என்பதைக் கறைபட வேண்டும். மேகங்கள் அந்த இணைப்பை மறைப்பதோடு மாற்றியும் விட்டால், ஒவ்வொரு புதிய கண்காணிப்பிற்கும் மேலும் கவனமான இயற்பியல் சூழல் தேவைப்படும்.
அது இந்த உலகங்களை அறிவியலுக்கு குறைவாக அணுகக்கூடியவையாக ஆக்குவதில்லை. மாறாக, அவற்றை மேலும் வெளிப்படுத்தக்கூடியவையாக ஆக்குகிறது. துணை-நெப்டியூன்கள் பொதுவானவை; பொதுவான கோள் வகைகள் பெரும்பாலும் கோள் அமைப்புகளின் பெரிய கட்டமைப்பையே நிர்ணயிக்கின்றன. மேகங்கள் அவற்றின் உள்மைகளை எவ்வாறு மறுவடிவமைக்கின்றன என்பதைப் புரிந்துகொள்வது ஒரு குறுகிய விவரம் அல்ல. அதை அறிதல், ஆகாயகங்கை பெரும்பாலும் எந்த வகை கோள்களை உருவாக்குகிறது, மேலும் நாம் முதலில் கண்டறியும் வளிமண்டலங்களின் கீழ் அந்தக் கோள்கள் உண்மையில் எவ்வாறு இயங்குகின்றன என்பதைப் புரிந்துகொள்ளும் பரந்த முயற்சியின் ஒரு பகுதியாகும்.
இந்தக் கட்டுரை Universe Today வழங்கிய செய்திக்குறிப்பை அடிப்படையாகக் கொண்டது. அசல் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.
Originally published on universetoday.com
