पृथ्वीवरील वैश्विक वातावरण कसे "पिकविणे"

12. 04. 2019
एक्सपोलिटिक्स, इतिहास आणि अध्यात्माची 6वी आंतरराष्ट्रीय परिषद

कॅलिफोर्नियामधील पासाडेना येथील नासाच्या जेट प्रोपल्शन प्रयोगशाळेतील संशोधक पृथ्वीवरच येथून बाहेरचे वातावरण “स्वयंपाक” करत आहेत. एका नवीन अभ्यासानुसार, जेपीएलच्या संशोधकांनी हायड्रोजन आणि कार्बन मोनोऑक्साइडचे मिश्रण 1 डिग्री सेल्सिअस (100 ° फॅ) पेक्षा जास्त गरम करण्यासाठी उच्च-तापमानात "ओव्हन" चा वापर केला, जे पिघळलेल्या लावाच्या तापमानासारखे आहे. "गरम ज्युपिटर" म्हणून ओळखल्या जाणार्‍या विशिष्ट प्रकारच्या एक्सोप्लानेट (आमच्या सौर मंडळाच्या बाहेरील एक ग्रह) च्या वातावरणात आढळू शकणार्‍या परिस्थितीचे अनुकरण करणे हे ध्येय होते.

बृहस्पति = स्पेस दिग्गज

हॉट ज्युपिटर आपल्या सौर मंडळाच्या ग्रहांसारखे, त्यांच्या पालक तार्यांच्या अगदी जवळ, गॅस दिग्दर्शक आहेत. पृथ्वी सूर्य 365 दिवसांच्या कक्षेत असताना, हॉट ज्युपिटर आपल्या तार्याभोवती 10 दिवसांपेक्षा कमी अंतरावर फिरतात. ताऱ्यांपासून या कमी अंतरावरुन त्यांचा तापमान 530 ते 2 800 ° C पर्यंत (1 000 ते 5 000 ° F) किंवा त्याहूनही अधिकपर्यंत पोहोचू शकतो. तुलनात्मकदृष्ट्या, बुध (जे 88 दिवसांमध्ये सूर्य कक्षाला असते) वरील पृष्ठभागावर एक गरम दिवस सुमारे 430 ° C (800 ° F) तापमानात पोहोचतो.

एस्ट्रोफिजिकल जर्नलमध्ये गेल्या महिन्यात नवीन अभ्यास आयोजित करणार्या गटाचे नेते, मुख्य शास्त्रज्ञ जेपीएल मूर्ति गुडिपाटी म्हणाले:

"या एक्स्पोलेनेट्सच्या कठोर वातावरणाचे अचूक प्रयोगशाळेचे अनुकरण शक्य नाही, परंतु आम्ही त्याचे अगदी जवळून अनुकरण करू शकतो."

हा संघ बहुतेक हायड्रोजन गॅस आणि 0,3 कार्बन मोनोऑक्साइड गॅसच्या साध्या रासायनिक मिश्रणाने सुरू झाला. हे रेणू विश्वामध्ये आणि लवकर सौर यंत्रणेमध्ये फारच सामान्य आहेत आणि त्यामुळे तार्किकदृष्ट्या ते गरम बृहस्पतिचे वातावरण तयार करू शकतात. मिश्रण नंतर 330 ते 1 230 ° C (620 ते 2 240 ° F) पर्यंत गरम केले गेले.

शास्त्रज्ञांनी या लॅब मिश्रणास अल्ट्राव्हायलेट किरणोत्सर्गाच्या उच्च डोसमध्ये देखील उघड केले आहे - याचा अर्थ त्याच्या मूळ तारकास होणारी गरम बृहस्पतिला प्रभावित करू शकते. यूव्ही लाइट सक्रिय घटक म्हणून दर्शविले गेले आहे. उष्ण वातावरणात होणाऱ्या रासायनिक घटनांवर झालेल्या अभ्यासाच्या आश्चर्यकारक परिणामांमध्ये त्यांच्या कृतींनी मोठ्या प्रमाणावर योगदान दिले आहे.

हॉट बृहस्पति

हॉट ज्युपिटरला ग्रह असे मानले जाते आणि थंड ग्रहांपेक्षा ते अधिक प्रकाशमान होते. या घटकांनी खगोलशास्त्रज्ञांना त्यांच्या इतर वातावरणाबद्दल अधिक जाणून घेण्यासाठी परवानगी दिली आहे. निरीक्षणे दर्शवितात की बृहस्पतिच्या वातावरणीय स्थळे उच्च उंचीवर अपारदर्शक आहेत. जरी अस्पष्टता ढगांद्वारे अंशतः समायोजित केली जाऊ शकते, तरी हा सिद्धांत घटते दाबाने ग्राउंड गमावत आहे. खरंच, अस्पष्टता आढळली आहे जेथे वातावरणाचा दाब खूपच कमी आहे.

उजव्या चित्रात लहान नीलमधली डिस्क उच्च तपमान भट्टीच्या आत तयार केलेल्या सेंद्रिय एरोसोल दर्शवते. डावी डिस्क वापरली नाही. प्रतिमा स्रोतः नासा / जेपीएल-कॅल्टेक

म्हणून शास्त्रज्ञांनी आणखी एक संभाव्य स्पष्टीकरण शोधले आणि त्यातील एक वायुमंडळ असू शकतो- वातावरणात घन कण. तथापि, जेपीएल संशोधकांनुसार, बृहस्पतिच्या उष्ण वातावरणात एरोसोल कसा बनू शकतो हे शास्त्रज्ञांना माहिती नव्हते. हा फक्त एक नवीन प्रयोगात होता की गरम रासायनिक मिश्रण यूव्ही विकिरणाने उघड झाले.

जेपीएलचे संशोधक आणि मुख्य लेखक बेंजामिन फ्लेरी

"हा परिणाम ज्युपिटरच्या धुकेदार वातावरणाचा अर्थ लावण्याचा मार्ग बदलतो. भविष्यात आम्हाला या एरोसोलच्या गुणधर्मांचा अभ्यास करायचा आहे. ते कसे तयार होतात, ते प्रकाश कसे शोषतात आणि वातावरणात होणा changes्या बदलांवर ते कशा प्रतिक्रिया देतात हे आम्हाला चांगल्या प्रकारे समजून घ्यायचे आहे. ही सर्व माहिती खगोलशास्त्रज्ञांना या ग्रहांचे निरीक्षण करताना काय दिसते ते समजण्यास मदत करू शकते. "

पाणी वाष्प आढळले

या अभ्यासात आणखी एक आश्चर्य घडले: रासायनिक प्रतिक्रियांनी कार्बन डाय ऑक्साईड आणि पाण्यामध्ये बराच प्रमाणात उत्पादन केले. बृहस्पतिच्या उष्ण वातावरणात पाण्याचे वाष्प सापडले, तर शास्त्रज्ञांना अपेक्षा होती की कार्बनपेक्षा ऑक्सिजन अधिक असतांना ही दुर्मिळ रेणू तयार होईल. एका नवीन अभ्यासात दिसून आले आहे की त्याच प्रमाणात कार्बन आणि ऑक्सिजन उपस्थित असताना देखील पाणी तयार केले जाऊ शकते. (कार्बन मोनोऑक्साइडमध्ये एक कार्बन अणू आणि एक ऑक्सिजन अणू असते.) अतिरिक्त यूव्ही विकिरण शिवाय कार्बन डायऑक्साइड (एक कार्बन अणू आणि दोन ऑक्सिजन अणू) तयार होते, परंतु प्रतिक्रियेच्या तारेच्या जोडणीसह प्रतिक्रिया वेग वाढवते.

जेपीएलमधील एक्सपोलॅनेट शास्त्रज्ञ मार्क स्वैन आणि अभ्यासाचे सह-लेखक म्हणतात:

"हे नवीन परिणाम ज्युपिटरच्या गरम वातावरणामध्ये आपल्याला काय दिसतात याचा अर्थ लावण्यासाठी त्वरित वापरण्यायोग्य आहेत. आम्ही असे गृहित धरले आहे की या वातावरणामध्ये तापमानामुळे रासायनिक अभिक्रियांवर सर्वाधिक परिणाम होतो, परंतु आता हेही निदर्शनास आले आहे की आपल्याला किरणोत्सर्गाची भूमिकादेखील पाहण्याची गरज आहे. "

नासा येथे जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कॉपसारख्या पुढील पिढीच्या डिव्हाइसेससह 2021 मध्ये लॉन्च करण्यासाठी लॉन्च केले गेले, वैज्ञानिकांनी एक्सप्लोनॅटरी वातावरणातील प्रथम तपशीलवार रासायनिक प्रोफाइल तयार करू शकले. आणि हे शक्य आहे की पहिल्यापैकी एक अगदी हॉट बृहस्पतिच्या आसपास असेल. हे अभ्यास शास्त्रज्ञांना समजून घेतील की इतर सौर यंत्रे कशी आकारली जातात आणि ते आपल्यासारखे किती समान किंवा भिन्न आहेत.

जेपीएल संशोधकांच्या कामासाठी फक्त सुरुवात झाली आहे. नमुनेदार भट्टीपेक्षा वेगळे, गॅस रिसाव किंवा दूषितता टाळण्यासाठी हे हर्मेटिकली सील केले जाते, यामुळे शास्त्रज्ञांनी वाढत्या तापमानासह त्याचे दाब नियंत्रित करण्यास परवानगी दिली आहे. या उपकरणासह ते आता 1600 डिग्री सेल्सियस (3000 ° F) पर्यंत उच्च तापमानात एक्सोप्लोनॅटरी वातावरणाचे अनुकरण करू शकतात.

ब्रायन हेंडरसन, जेपीएल अभ्यासाचे सह-लेखक

"या सिस्टमची यशस्वीपणे रचना आणि ऑपरेट करणे हे एक सतत आव्हान आहे. याचे कारण असे की ग्लास किंवा अॅल्युमिनियमसारखे बहुतेक मानक घटक अशा उच्च तापमानात वितळतात. प्रयोगशाळेत या रासायनिक प्रक्रियेचे सुरक्षितपणे अनुकरण करतांना सीमांना कसे ढकलता येईल हे आम्ही सतत शिकत आहोत. तथापि, शेवटी, प्रयोगांनी आपल्यास आणून दिलेला रोमांचक परिणाम सर्व अतिरिक्त काम आणि मेहनत घेण्यासारखे आहेत. ”

तत्सम लेख