जर्मनी के वैज्ञानिकों नें शोध से बृहस्पति के आंतरिक विकिरण बेल्ट में ऑक्सीजन आयनों का लगाया पता

 बर्लिन( जर्मनी) 23 जनवरी : नासा ने लगभग 20 साल पहले 21 सितंबर, 2003 को बृहस्पति के लिए अपने गैलीलियो मिशन को समाप्त कर दिया, अब जर्मनी के वैज्ञानिकों ने मिशन के व्यापक डेटा सेट से एक नया रहस्य खोल दिया है।

पहली बार, मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर सोलर सिस्टम रिसर्च (एमपीएस) के नेतृत्व में शोध दल संदेह से परे यह निर्धारित करने में सक्षम था कि इसके आंतरिक विकिरण बेल्ट के हिस्से के रूप में विशाल गैस के आसपास के उच्च-ऊर्जा आयन मुख्य रूप से ऑक्सीजन हैं और सल्फर आयन।

अध्ययन के नतीजे 'साइंस एडवांसेज' जर्नल में प्रकाशित हुए हैं।

माना जाता है कि आयनों की उत्पत्ति बृहस्पति के चंद्रमा  आयनों पर ज्वालामुखी विस्फोटों में हुई थी। चंद्रमा अमलथिया की कक्षा के पास, जो आगे की ओर बृहस्पति की परिक्रमा करता है, टीम ने उच्च-ऊर्जा ऑक्सीजन आयनों की अप्रत्याशित रूप से उच्च सांद्रता की खोज की, जिसे एल ओ की ज्वालामुखी गतिविधि द्वारा समझाया नहीं जा सकता है। हो सकता है कि पहले से अज्ञात आयन स्रोत यहां काम कर रहा हो।

पृथ्वी, बृहस्पति और शनि जैसे ग्रह अपने स्वयं के वैश्विक चुंबकीय क्षेत्रों के साथ तथाकथित विकिरण पेटियों से घिरे हुए हैं: चुंबकीय क्षेत्र में फंसे हुए, इलेक्ट्रॉनों, प्रोटॉन और भारी आयनों जैसे तेजी से चलने वाले आवेशित कण इस प्रकार अदृश्य का निर्माण करते हैं। , टोरस के आकार का विकिरण बेल्ट। 

उनके उच्च वेग लगभग प्रकाश की गति तक पहुंचने के साथ, कण अन्य अणुओं को आयनित कर सकते हैं जब वे टकराते हैं, एक खतरनाक वातावरण बनाते हैं जो अंतरिक्ष जांच और उनके उपकरणों के लिए भी खतरनाक हो सकता है।

इस संबंध में, गैस विशाल बृहस्पति ने सौर मंडल में सबसे चरम विकिरण बेल्ट को स्पोर्ट किया। अपने नए प्रकाशन में, एमपीएस, कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (यूएसए), जॉन्स हॉपकिन्स एप्लाइड फिजिक्स लेबोरेटरी (यूएसए), लेबोरेटरी ऑफ इंस्ट्रूमेंटेशन एंड एक्सपेरिमेंटल पार्टिकल फिजिक्स (पुर्तगाल) और एकेडमी ऑफ एथेंस (ग्रीस) के शोधकर्ताओं ने प्रस्तुत किया। बृहस्पति के आंतरिक विकिरण पेटियों में भारी आयनों का आज तक का सबसे व्यापक अध्ययन।

बृहस्पति के विशाल चुंबकीय क्षेत्र की तरह, इसकी विकिरण पेटियां अंतरिक्ष में कई मिलियन किलोमीटर तक फैली हुई हैं; हालांकि, यूरोपा की चंद्रमा की कक्षा के भीतर का क्षेत्र, गैस विशाल के चारों ओर लगभग 670,000 किलोमीटर की त्रिज्या वाला क्षेत्र, उच्चतम ऊर्जावान कण घनत्व और वेग का दृश्य था। बृहस्पति से देखा गया, यूरोपा 17 वीं शताब्दी के खोजकर्ता के बाद "गैलीलियन मून्स" नामक चार बड़े जोवियन उपग्रहों में से दूसरा था।

एल ओ अंतरतम गैलीलियन चंद्रमा था। अंतरिक्ष जांच के साथ, 1970 के दशक के मध्य में पायनियर 11, 1995 से 2003 तक गैलीलियो और वर्तमान में जूनो, तीन अंतरिक्ष मिशनों ने अब तक इन विकिरण बेल्टों के इस अंतरतम भाग में प्रवेश किया है और इन-सीटू मापन किया है। "दुर्भाग्य से, पायनियर 11 और जूनो के डेटा हमें संदेह से परे निष्कर्ष निकालने की अनुमति नहीं देते हैं कि अंतरिक्ष यान में किस तरह के आयनों का सामना करना पड़ा, " एमपीएस वैज्ञानिक डॉ एलियास रूसोस, नए अध्ययन के मुख्य लेखक ने शोध की वर्तमान स्थिति का वर्णन करते हुए कहा। 

"इसलिए, उनकी ऊर्जा और उत्पत्ति भी अब तक स्पष्ट नहीं थी," उन्होंने कहा। गैलीलियो मिशन के अंतिम महीनों के केवल अब फिर से खोजे गए डेटा को ही इस स्थिति को सुधारने के लिए पर्याप्त रूप से विस्तृत किया गया था।

नासा का गैलीलियो अंतरिक्ष यान 1995 में बृहस्पति प्रणाली तक पहुंचा। भारी आयन काउंटर (एचआईसी) से लैस, कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी और एनर्जेटिक पार्टिकल डिटेक्टर (ईपीडी) द्वारा योगदान दिया गया, जिसे जॉन्स हॉपकिन्स एप्लाइड फिजिक्स लेबोरेटरी के सहयोग से विकसित और निर्मित किया गया था।

 एमपीएस, मिशन ने निम्नलिखित आठ वर्षों में गैस विशाल के चारों ओर आवेशित कणों के वितरण और गतिशीलता में मौलिक अंतर्दृष्टि प्रदान की। हालांकि, अंतरिक्ष यान की सुरक्षा के लिए, यह शुरू में विकिरण बेल्ट के बाहरी, कम चरम क्षेत्रों के माध्यम से पूरी तरह से उड़ गया। 

केवल 2003 में, मिशन के अंत से कुछ समय पहले, जब एक बड़ा जोखिम उचित था, गैलीलियो ने अमलथिया और थेबे चंद्रमाओं की कक्षाओं के भीतर अंतरतम क्षेत्र में प्रवेश किया। बृहस्पति से देखा गया, अमलथिया और थेबे विशाल ग्रह के तीसरे और चौथे चंद्रमा थे। आयो और यूरोपा की कक्षाएँ बाहर की ओर अधिक दूरी पर स्थित हैं।

"मजबूत विकिरण के संपर्क के कारण, यह उम्मीद की जानी थी कि विकिरण बेल्ट के आंतरिक क्षेत्र से एचआईसी और ईपीडी से माप डेटा भारी रूप से दूषित हो जाएगा। 

आखिरकार, इन दोनों उपकरणों में से कोई भी विशेष रूप से ऐसे में संचालित करने के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया था। एक कठोर वातावरण," रूसो ने अपनी अपेक्षाओं का वर्णन किया जब उन्होंने तीन साल पहले वर्तमान अध्ययन पर काम करना शुरू किया।

 फिर भी, शोधकर्ता अपने लिए देखना चाहता था। नासा के कैसिनी मिशन के सदस्य के रूप में, उन्होंने दो साल पहले कैसिनी की अंतिम, इसी तरह की साहसी कक्षाओं को शनि पर देखा था और उस अंतिम मिशन चरण के अद्वितीय डेटा का विश्लेषण किया था।

 "लंबे समय से पूरे हुए गैलीलियो मिशन का विचार मेरे दिमाग में आता रहा," रूसो ने याद किया।

उनके अपने आश्चर्य के लिए, कई अनुपयोगी डेटा सेटों में से कुछ ऐसे भी थे जिन्हें संसाधित और बहुत प्रयास के साथ विश्लेषण किया जा सकता था

इस वैज्ञानिक खजाने की मदद से, वर्तमान अध्ययन के लेखक पहली बार आंतरिक विकिरण बेल्ट के भीतर आयन संरचना, साथ ही साथ आयनों के वेग और स्थानिक वितरण को निर्धारित करने में सक्षम थे। पृथ्वी और शनि के विकिरण पेटियों के विपरीत, जिन पर प्रोटॉन का प्रभुत्व है, Io की कक्षा के भीतर के क्षेत्र में भी भारी मात्रा में ऑक्सीजन और सल्फर आयन होते हैं, जिनमें ऑक्सीजन आयन दोनों के बीच प्रचलित होते हैं।

"अमालथिया की कक्षा के बाहर भारी आयनों के ऊर्जा वितरण से पता चलता है कि वे बड़े पैमाने पर विकिरण बेल्ट के अधिक दूर के क्षेत्र से पेश किए जाते हैं," रूसोस ने कहा। 400 से अधिक सक्रिय ज्वालामुखियों के साथ चंद्रमा एल ओ, जो बार-बार बड़ी मात्रा में सल्फर और सल्फर डाइऑक्साइड को अंतरिक्ष में फेंकते हैं, और कुछ हद तक, यूरोपा, मुख्य स्रोत होने की संभावना है।

आगे की ओर, अमलथिया की कक्षा के भीतर, आयन संरचना ऑक्सीजन के पक्ष में काफी बदल जाती है। "वहां ऑक्सीजन आयनों की सांद्रता और ऊर्जा अपेक्षा से बहुत अधिक है," रूसोस ने कहा। दरअसल, इस क्षेत्र में एकाग्रता कम होनी चाहिए, क्योंकि चंद्रमा अमलथिया और थेबे आने वाले आयनों को अवशोषित करते हैं; इस प्रकार दो छोटे चंद्रमाओं की कक्षाएँ एक प्रकार का प्राकृतिक आयन अवरोध बनाती हैं। यह व्यवहार, उदाहरण के लिए, शनि प्रणाली के कई चंद्रमाओं के साथ विकिरण बेल्ट से जाना जाता है।

इसलिए ऑक्सीजन आयनों की बढ़ी हुई सांद्रता के लिए एकमात्र स्पष्टीकरण विकिरण बेल्ट के अंतरतम क्षेत्र में एक और स्थानीय स्रोत था। शोधकर्ताओं के कंप्यूटर सिमुलेशन ने दिखाया कि बृहस्पति के छल्ले के महीन धूल कणों के साथ सल्फर आयनों के टकराव के बाद ऑक्सीजन की रिहाई ने एक संभावना का गठन किया। वलय, जो शनि के लोगों की तुलना में बहुत अधिक फीके हैं, लगभग थेबे की कक्षा तक फैले हुए हैं। हालांकि, यह भी बोधगम्य था कि अंतरतम विकिरण बेल्ट के मैग्नेटोस्फेरिक वातावरण में कम आवृत्ति वाली विद्युत चुम्बकीय तरंगें प्रेक्षित ऊर्जाओं के लिए ऑक्सीजन आयनों को गर्म करती हैं।

"वर्तमान में, इन संभावित स्रोतों में से किसी के पक्ष में अंतर करना संभव नहीं है," रूसो ने कहा। इन दो उम्मीदवार तंत्रों में से कोई भी, फिर भी, तारकीय या एक्स्ट्रासोलर वातावरण में उच्च ऊर्जा कण उत्पादन के समानांतर था, आगे यह स्थापित करता है कि बृहस्पति के विकिरण बेल्ट खगोल भौतिक क्षेत्र में विस्तारित होते हैं, एक तथ्य यह है कि शोधकर्ता को एक समर्पित अंतरिक्ष मिशन के साथ अपने भविष्य की खोज को उचित ठहराएगा।

रिपोर्ट -आरती राय