Juno, Io ఉపరితలం కింద ఉన్న వేడిని పరిశీలించడానికి వాతావరణ పరికరాన్ని ఉపయోగించింది

Juno, Jupiter కోసం రూపొందించిన పరికరానికి కొత్త వినియోగాలను కనుగొంటోంది

NASA యొక్క Juno mission Jupiter ను అధ్యయనం చేయడానికి రూపొందించబడింది, కానీ దాని పరికరాల్లో ఒకటి ఇప్పుడు Solar System లోని అత్యంత తీవ్రమైన చంద్రుల్లో ఒకదానికి కొత్త దృశ్యాన్ని అందిస్తోంది. 2023 డిసెంబర్ మరియు 2024 ఫిబ్రవరిలో Io flyby ల సమయంలో, Juno తన Microwave Radiometer, లేదా MWR, ను ఉపయోగించి ఉపరితలం కంటే అనేక మీటర్లు దిగువన వేడిని కొలిచింది, అని అందించిన మూల పాఠ్యం చెబుతోంది.

అది ముఖ్యమైనది, ఎందుకంటే Io కేవలం మరో రాతి చంద్రుడు కాదు. ఇది తెలిసిన అత్యంత అగ్నిపర్వత క్రియాశీల ప్రపంచం; మూల పదార్థంలో 400 కంటే ఎక్కువ అగ్నిపర్వతాలు గుర్తించబడ్డాయి. దాని ఉపరితలం కింద వేడి ఎలా నిల్వ అవుతుందో, ఎలా విడుదల అవుతుందో అర్థం చేసుకోవడం tidal heating, resurfacing, మరియు అగ్నిపర్వత ప్రవర్తన నమూనాలను మెరుగుపరచడంలో సహాయపడుతుంది; ఇది Jupiter గురుత్వాకర్షణతో మరియు పొరుగున ఉన్న చంద్రుల గురుత్వ లాగుదలతో నిరంతరం వంకరపడే ఒక శరీరం.

ఈ కొత్త కొలతలు Journal of Geophysical Research: Planets లో ప్రచురితమైన పరిశోధనలో వివరించబడ్డాయి. ఈ పని Juno Io ఉపరితలం నుంచి సుమారు 1,500 కిలోమీటర్ల ఎత్తులో ప్రయాణించినప్పుడు సేకరించిన డేటాపై ఆధారపడింది. ఇది NASA యొక్క Galileo spacecraft చేసిన కొన్ని చారిత్రాత్మక flyby లంత దగ్గరగా కాదు, కానీ Juno వేరే సామర్థ్యాన్ని తీసుకొచ్చింది: కేవలం అత్యంత పై పొర నుండి వచ్చే infrared సంకేతాలపై దృష్టి పెట్టకుండా, కనిపించే ఉపరితల పొర కింద ఉన్న ఉష్ణోగ్రతలను గుర్తించే సామర్థ్యం.

Io పై ఉపరితలం కింద వేడి ఎందుకు ముఖ్యమైనది

Io యొక్క భౌగోళిక శాస్త్రం tidal heating ద్వారా నడుస్తుంది. Jupiter గురుత్వాకర్షణ చంద్రుణ్ని లాగుతున్నప్పుడు, Europa మరియు Ganymede తో కక్ష్యా పరస్పర చర్యలు దానిపై నిరంతర ఒత్తిడి పెడుతున్నప్పుడు, Io యొక్క అంతర్భాగం మళ్లీ మళ్లీ వంపు చెందుతుంది. ఆ పునరావృత రూపాంతరం వేడిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, అది తీవ్రమైన అగ్నిపర్వత క్రియాశీలతను మరియు నిరంతర resurfacing ను నడిపిస్తుంది.

Io భౌగోళికంగా అశాంతిగా ఉందని శాస్త్రవేత్తలు చాలా కాలంగా తెలుసు, కానీ ఉపరితలం కింద ఉష్ణోగ్రత డేటా ఉపరితల చిత్రాలు మరియు infrared మ్యాపులు మాత్రమే ఇవ్వలేని అంశాన్ని జోడిస్తుంది. కొన్ని మీటర్ల లోతులోని వేడి, శక్తి ఎలా నిల్వగా ఉంటుందో, పదార్థ లక్షణాలు ప్రాంతం నుంచి ప్రాంతానికి ఎలా మారుతాయో, మరియు లోతైన కార్యకలాపాల వేడి పైకి ఎలా కదులుతుందో తెలియజేస్తుంది.

అందించిన మూలం ప్రకారం, Juno యొక్క MWR సుమారు ఆరు మీటర్ల లోతు వరకు ఉపరితలం కింద చూడగలిగింది. గ్రహ పరంగా అది తక్కువ లోతే, కానీ ఉష్ణోగ్రత gradient ను చూపడానికి సరిపడేంత లోతు. తరచూ పేలుళ్లు, lava flows, మరియు volcanic plumes నుండి పడే అవక్షేపాలతో ఉపరితలం పదేపదే మారే చంద్రుడిలో, ఆ పరిమిత లోతు కూడా తాత్కాలిక ఉపరితల ప్రభావాలను మరియు అడుగున ఉన్న విస్తృత నమూనాలను వేరు చేయడంలో సహాయపడుతుంది.

వాతావరణ పరికరాన్ని చంద్ర అన్వేషకంగా మార్చడం

Microwave Radiometer మొదట చాలా భిన్నమైన పనికోసం నిర్మించబడింది. దాని ప్రధాన mission Jupiter వాతావరణంలో లోతుగా probe చేయడం. ఈ పరికరం 600 MHz నుండి 22 GHz వరకు frequencies ను ఆరు వేర్వేరు antennae ద్వారా కవర్ చేస్తుంది, వాటిలో ప్రతి ఒక్కటి microwave spectrum లోని నిర్దిష్ట భాగానికి tuned అయి ఉంటుందని మూల పాఠ్యం చెబుతోంది.

ఆ డిజైన్ Juno బృందానికి mission యొక్క extended phase లో ఒక అవకాశం ఇచ్చింది. radiometer Jupiter cloud layers లో వందల మైళ్ల లోతుకు చొచ్చుకుపోగలిగితే, అది Io రాతి ఉపరితలంలో కూడా అనేక మీటర్లు ప్రవేశించగలదని పరిశోధకులు భావించారు. extended mission ఆ ఆలోచనను ఒక ప్రాయోగిక ప్రయోగంగా మార్చింది.

ఇది పరిపక్వ spacecraft కార్యకలాపాల్లోని అత్యంత ఆసక్తికరమైన అంశాల్లో ఒకటి: ఒకే ఒక శాస్త్రీయ సమస్య కోసం రూపొందించిన పరికరాలు, వాటి పరిమితులు బాగా అర్థమైన తర్వాత, అనుకోకుండా ఇతర చోట్ల ఉపయోగకరంగా మారగలవు. Juno సందర్భంలో, gas giant meteorology కి అనుకూలంగా ఉన్న సాధనం ఇప్పుడు అగ్నిపర్వత చంద్రుని సమీప ఉపరితలాన్ని పరిశీలించే మార్గంగా మారింది.

Galileo కు Juno ఎలా తోడ్పడుతుంది

NASA యొక్క Galileo mission Io పై ఆధునిక అవగాహనకు పునాది వేసింది. అందించిన మూల పాఠ్యం ప్రకారం, Galileo సుమారు 100 కిలోమీటర్ల వరకు దిగువుగా ప్రయాణించి, అత్యంత వేడి lava, చురుకైన plumes, వేగవంతమైన resurfacing, మరియు విభిన్నమైన metal core కు ఆధారాలు కనుగొంది. ఆ పరిశీలనలు Io ను tidal heating మరియు భూమికి వెలుపల అగ్నిపర్వత ప్రక్రియలను అధ్యయనం చేయడానికి కీలక ప్రయోగశాలగా స్థాపించాయి.

Juno ఆ పాత పనిని భర్తీ చేయదు. దాన్ని వేరే దిశలో విస్తరిస్తుంది. మూల పదార్థం Galileo యొక్క ఉపరితల-కేంద్రీకృత infrared పరిశీలనలను, Juno యొక్క ఉపరితలం కింద చూడగల microwave కొలతలతో పోలుస్తుంది. ఈ తేడా ముఖ్యమైనది. Hot spots ను గుర్తించడంలో మరియు ఉపరితల ఉష్ణోగ్రతలను మ్యాప్ చేయడంలో infrared చాలా ప్రభావవంతమైనది, కానీ microwaves పై పొర కింద ఉన్న పదార్థాన్ని నమూనా చేయగలవు; అక్కడ ఉపరితలం చల్లబడిన తర్వాత కూడా లేదా మారిన తర్వాత కూడా వేడి కొనసాగి ఉండవచ్చు.

అంటే, Juno చిత్రానికి లోతు జోడిస్తోంది, అది కొన్ని మీటర్లే అయినా. పునరావృత పేలుళ్లతో ఉపరితలం మరియు ఉప-ఉపరితల మధ్య సరిహద్దు మారిపోయే ప్రపంచంలో, ఆ అదనపు లోతు వేడి ఎక్కడ కేంద్రీకృతమై ఉందో, అగ్నిపర్వత భూభాగం కాలక్రమేణా ఎలా మారుతుందో అర్థం చేసుకోవడానికి సహాయపడుతుంది.

కొత్త అధ్యయం ఏ ప్రశ్నలకు సహాయపడవచ్చు

మూల పాఠ్యంలో పేపర్ యొక్క పూర్తి పరిమాణాత్మక ఫలితాలు ఇవ్వబడలేదు, కాబట్టి దాని దాటి ఉన్న ఏ వివరణైనా ఇక్కడ ఇచ్చిన ఆధారాన్ని మించిపోతుంది. అయినప్పటికీ, వివరించిన కొలతలు ఇటువంటి డేటాసెట్ సహాయపడగల కొన్ని శాస్త్రీయ ప్రశ్నలను సూచిస్తున్నాయి.

• Io ఉపరితలం కింద వేడి ఎంత అసమానంగా పంచబడింది.
• కొన్ని ప్రాంతాలు ఉపరితల పరిశీలనలు సూచించేదానికంటే ఎక్కువసేపు వేడిని నిల్వ చేసుకుంటాయా.
• సమీప ఉపరితల ఉష్ణోగ్రతలు స్థానిక భౌగోళికం లేదా అగ్నిపర్వత చరిత్రతో ఎంత బలంగా మారతాయి.
• tidal heating సంకేతాలను ఉపరితలానికి దగ్గర ఉష్ణ నమూనాల నుండి పరోక్షంగా గుర్తించగలమా.

ఈ ప్రశ్నలు ముఖ్యమైనవి, ఎందుకంటే Io ను తీవ్రమైన గురుత్వ ఒత్తిడి కింద భౌగోళిక కార్యకలాపాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి ఒక ప్రామాణికంగా ఉపయోగిస్తారు. Io నుండి వచ్చిన ఫలితాలు బయటి Solar System లోని ఇతర చంద్రుల నమూనాలకు మాత్రమే కాకుండా, కాలక్రమేణా వేడి మరియు అంతర్గత శక్తి గ్రహ శరీరాలను ఎలా ఆకారం చేస్తాయో అన్న విస్తృత ఆలోచనలకు కూడా దోహదపడతాయి.

ఒక ఉత్పాదక extended mission

ఈ ఫలితంలో ఒక కార్యక్రమపరమైన పాఠమూ ఉంది. Juno 2016లో Jovian system లోకి Jupiter ను అధ్యయనం చేయడానికి ప్రవేశించింది, అయితే mission యొక్క extended phase Galilean moons పై విలువైన శాస్త్రాన్ని అందించడాన్ని కొనసాగిస్తోంది. Io, Europa, మరియు Ganymede అన్నీ శాస్త్రీయంగా ఆకర్షణీయమైనవే, కానీ గ్రహ స్థాయిలో స్పష్టంగా చురుకుగా ఉండటం వల్ల Io ప్రత్యేకంగా నిలుస్తుంది.

ఉన్న hardware ను కొత్త మార్గాల్లో ఉపయోగించడం extended missions ను ఇంత విలువైనవిగా చేస్తుంది. తమ prime mission ను దాటి బతికే spacecraft లు ఒకే-ఉద్దేశ్య probes కంటే ఎక్కువగా మారగలవు. ప్రత్యేకించి mission teams, మొదటగా అధ్యయనం చేయడానికి నిర్మించబడని targets పై instruments ను పరీక్షించడానికి సిద్ధంగా ఉన్నప్పుడు, అవి opportunistic science కోసం అనువైన వేదికలుగా మారతాయి.

ఈ Io కొలతలను అర్థం చేసుకోవాల్సిన రూపకల్పన ఇదే. Juno ని ప్రత్యేకంగా Io geophysics mission గా ప్రయోగించలేదు. అయినప్పటికీ, Microwave Radiometer ఏమి చేయగలదో కొత్తగా ఆలోచించి, పరిశోధకులు Solar System లో అత్యంత డైనమిక్ వస్తువుల్లో ఒకటైన చంద్రుడిపై ఒక కొత్త పరిశీలనా కిటికీని తెరిచారు.

Io ఇంకా ఎందుకు దృష్టిని ఆకర్షిస్తోంది

గ్రహ శాస్త్రానికి Io విలువ కేవలం అది అద్భుతంగా ఉండటమే కాదు. శాస్త్రవేత్తలు దాన్ని దాదాపు real time లో కొలవగల విధంగా అది చురుకుగా ఉండటమూ కారణమే. Lava, plumes, మరియు నిరంతర resurfacing కక్ష్యా గతి, అంతర్గత వేడి, మరియు crustal change మధ్య సంబంధానికి సహజ ప్రయోగశాలలా పనిచేస్తాయి. ప్రతి కొత్త పరికరం దృష్టికోణం ఆ సంబంధాన్ని మరింత కచ్చితంగా చేస్తుంది.

ఇచ్చిన పదార్థం ప్రకారం, Juno యొక్క తోడ్పాటు సంభాషణలోని ఒక భాగాన్ని తక్షణ ఉపరితలం కిందకు తీసుకెళ్లడం. ఇది Io యొక్క లోతైన అంతర్భాగాన్ని నేరుగా చూపదు, కానీ కనిపించే ఉపరితల ప్రవర్తన మరియు దాని కింద దాగి ఉన్న ఉష్ణ యంత్రం మధ్య ఒక వంతెనను నిర్మిస్తుంది. relentless geological motion తో నిర్వచించబడిన ఒక చంద్రుడికి, కొన్ని మీటర్ల అదనపు అవగాహన కూడా శాస్త్రీయంగా అర్థవంతమైనదే.

కొత్త పరిశోధన అర్థం చేసుకోబడుతున్న కొద్దీ, విస్తృత ప్రాముఖ్యత ఒక headline number కన్నా method గురించే ఎక్కువగా ఉండవచ్చు. Jupiter కోసం నిర్మించిన ఒక spacecraft, microwave sounding ఒక అగ్నిపర్వత చంద్రుడి తేలికపాటి ఉపరితల-కింద భాగాన్ని లక్షణీకరించడానికి సహాయపడుతుందని చూపించింది. ఇది Io ను ఈరోజు అర్థం చేసుకోవడానికి, మరియు Solar System లోని ఇతర చురుకైన ప్రపంచాల భవిష్యత్ పరిశీలనలను రూపొందించడానికి పరికరాల పరిధిని విస్తరిస్తుంది.

This article is based on reporting by Universe Today. Read the original article.