ಖಗೋಳಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಶನಿಯ ದಶಕಗಳ ಹಳೆಯ ರಹಸ್ಯವನ್ನು ಪರಿಹರಿಸುತ್ತಾರೆ

ದೈತ್ಯ ಗ್ರಹದ ತಿರುಗುವಿಕೆಯ ದರವು ಕಾಲಾನಂತರದಲ್ಲಿ ಬದಲಾಗುತ್ತಿದೆ ಎಂದು ಮಾಪನಗಳು ಸೂಚಿಸಿವೆ, ಶನಿಯು ಹೇಗಾದರೂ ವೇಗವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತಿದೆ ಅಥವಾ ನಿಧಾನಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಗೊಂದಲಮಯ ಫಲಿತಾಂಶವು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳನ್ನು ಉತ್ತರಗಳಿಗಾಗಿ ಪರದಾಡುವಂತೆ ಮಾಡಿತು. ಈಗ, ಜೇಮ್ಸ್ ವೆಬ್ ಸ್ಪೇಸ್ ಟೆಲಿಸ್ಕೋಪ್ (JWST) ಅನ್ನು ಬಳಸುವ ಸಂಶೋಧಕರು ಅವರು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ರಹಸ್ಯವನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಿದ್ದಾರೆ ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತಾರೆ.

ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟವಾದ ಹೊಸ ಸಂಶೋಧನೆಗಳು ಜರ್ನಲ್ ಆಫ್ ಜಿಯೋಫಿಸಿಕಲ್ ರಿಸರ್ಚ್: ಸ್ಪೇಸ್ ಫಿಸಿಕ್ಸ್ಶನಿಯ ಅದ್ಭುತ ಅರೋರಾಗಳು ವಿದ್ಯಮಾನದ ಹೃದಯಭಾಗದಲ್ಲಿವೆ ಎಂದು ತಿಳಿಸುತ್ತದೆ. ಗ್ರಹದ ಅರೋರಾ ಶಾಖ, ಗಾಳಿ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಶಕ್ತಿಯುತ ಚಕ್ರವನ್ನು ಚಾಲನೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಎಂದು ಅಧ್ಯಯನವು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಅದು ಹೇಗೆ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದರ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಶನಿಯು ವಿಭಿನ್ನ ವೇಗದಲ್ಲಿ ತಿರುಗುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಶನಿಯ ತಿರುಗುವಿಕೆಯ ರಹಸ್ಯ

ಈ ಒಗಟು ಹಲವಾರು ದಶಕಗಳ ಹಿಂದಿನದು, ಆದರೆ 2004 ರಲ್ಲಿ NASA ದ ಕ್ಯಾಸಿನಿ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ನೌಕೆಯಿಂದ ವೀಕ್ಷಣೆಗಳು ಶನಿಯ ತಿರುಗುವಿಕೆಯ ಪ್ರಮಾಣವು ಕ್ರಮೇಣ ಬದಲಾಗುತ್ತಿದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸಿದ ನಂತರ ಹೊಸ ಗಮನವನ್ನು ಗಳಿಸಿತು.

ಈ ಫಲಿತಾಂಶವನ್ನು ವಿವರಿಸುವುದು ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿತ್ತು ಏಕೆಂದರೆ ಗ್ರಹಗಳು ತಮ್ಮ ಪರಿಭ್ರಮಣೆ ದರವನ್ನು ಅಲ್ಪಾವಧಿಯಲ್ಲಿ ಬದಲಾಯಿಸುವುದಿಲ್ಲ.

2021 ರಲ್ಲಿ, ನಾರ್ತಂಬ್ರಿಯಾ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಟಾಮ್ ಸ್ಟಾಲಾರ್ಡ್ ನೇತೃತ್ವದ ತಂಡವು ವಿಭಿನ್ನ ವಿವರಣೆಯನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿತು. ಅವರ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಶನಿಯ ತಿರುಗುವಿಕೆಯು ನಿಜವಾಗಿ ಬದಲಾಗುತ್ತಿಲ್ಲ ಎಂದು ತೋರಿಸಿದೆ. ಬದಲಾಗಿ, ಗ್ರಹದ ಅರೋರಾಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಕೇತಗಳು ಶನಿಯ ಮೇಲಿನ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ ಗಾಳಿಯಿಂದ ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗಿವೆ. ಈ ಮಾರುತಗಳು ಗ್ರಹದ ತಿರುಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಅಂದಾಜು ಮಾಡಲು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಬಳಸಿದ ಅರೋರಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಅನ್ನು ಬದಲಿಸಿದ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹಗಳನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಿದವು.

ಆ ಅಧ್ಯಯನವು ತಪ್ಪುದಾರಿಗೆಳೆಯುವ ಮಾಪನಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸಿದಾಗ, ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಪ್ರಶ್ನೆಗೆ ಉತ್ತರಿಸಲಾಗಲಿಲ್ಲ: ಆ ವಾತಾವರಣದ ಮಾರುತಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವೇನು?

ಜೇಮ್ಸ್ ವೆಬ್ ಶನಿಯ ಅರೋರಾವನ್ನು ನಕ್ಷೆ ಮಾಡುತ್ತಾನೆ

ತನಿಖೆಗಾಗಿ, ಯುನೈಟೆಡ್ ಕಿಂಗ್‌ಡಮ್ ಮತ್ತು ಯುನೈಟೆಡ್ ಸ್ಟೇಟ್ಸ್‌ನ ಸಂಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಸ್ಟಾಲಾರ್ಡ್ ಮತ್ತು ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು ಜೇಮ್ಸ್ ವೆಬ್ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ದೂರದರ್ಶಕದ ಕಡೆಗೆ ತಿರುಗಿದರು.

ಇಡೀ ಶನಿಗ್ರಹದ ದಿನದವರೆಗೆ ತಂಡವು ಶನಿಯ ಉತ್ತರದ ಅರೋರಲ್ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ನಿರಂತರವಾಗಿ ವೀಕ್ಷಿಸಿತು. ಹಿಂದಿನ ಉಪಕರಣಗಳು ಸಾಧಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗದ ವಿವರಗಳ ಮಟ್ಟವನ್ನು ಅವಲೋಕನಗಳು ಒದಗಿಸಿವೆ.

ಟ್ರೈಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಕ್ಯಾಷನ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಅಣುವಿನಿಂದ ಹೊರಸೂಸಲ್ಪಟ್ಟ ಅತಿಗೆಂಪು ಬೆಳಕಿನ ಮೇಲೆ ಸಂಶೋಧಕರು ಗಮನಹರಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಈ ಅಣು ಶನಿಯ ಮೇಲಿನ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನೈಸರ್ಗಿಕ ತಾಪಮಾನ ಸೂಚಕವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಅದರ ಹೊಳಪನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸುವ ಮೂಲಕ, ತಂಡವು ಶನಿಯ ಅರೋರಲ್ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಚಾರ್ಜ್ಡ್ ಕಣಗಳ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಅತ್ಯಂತ ವಿವರವಾದ ನಕ್ಷೆಗಳನ್ನು ರಚಿಸಿದೆ.

ನಿಖರತೆಯ ಸುಧಾರಣೆ ನಾಟಕೀಯವಾಗಿತ್ತು. ಹಿಂದಿನ ಮಾಪನಗಳು ಸುಮಾರು 50 ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್‌ನ ಅನಿಶ್ಚಿತತೆಯನ್ನು ನೀಡಿತು, ಇದು ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಕಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ. JWST ಯ ಅವಲೋಕನಗಳು ಸುಮಾರು ಹತ್ತು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು ನಿಖರವಾಗಿವೆ, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆಯ ಸ್ಥಳೀಯ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಲು ಅವಕಾಶ ಮಾಡಿಕೊಟ್ಟರು.

ಸ್ವಯಂ-ಸಮರ್ಥನೀಯ ಗ್ರಹಗಳ ಶಾಖ ಎಂಜಿನ್

ಒಂದು ದಶಕದ ಹಿಂದೆ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಮಾದರಿಗಳಿಂದ ಹೊಸ ಡೇಟಾ ನಿಕಟವಾಗಿ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುವ ಮುನ್ಸೂಚನೆಗಳು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಪ್ರಬಲವಾದ ಅರೋರಲ್ ಕಣಗಳು ಶನಿಯ ವಾತಾವರಣವನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸುವ ಸ್ಥಳದಲ್ಲಿ ವಾತಾವರಣದ ತಾಪನದ ಮೂಲವು ನಿಖರವಾಗಿ ನೆಲೆಗೊಂಡಿದ್ದರೆ ಮಾತ್ರ ಮಾದರಿಗಳು ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ.

ಶನಿಯ ಅರೋರಾ ಬೆರಗುಗೊಳಿಸುವ ಬೆಳಕಿನ ಪ್ರದರ್ಶನವನ್ನು ರಚಿಸುವುದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನದನ್ನು ಮಾಡುತ್ತದೆ ಎಂದು ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ.

ಅರೋರಾದಿಂದ ಸಂಗ್ರಹವಾದ ಶಕ್ತಿಯು ವಾತಾವರಣದ ಕೆಲವು ಪ್ರದೇಶಗಳನ್ನು ಬಿಸಿಮಾಡುತ್ತದೆ. ಆ ತಾಪನವು ಗಾಳಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ, ಅದು ನಂತರ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹಗಳನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರವಾಹಗಳು ಅರೋರಾವನ್ನು ಸ್ವತಃ ಶಕ್ತಿಯುತಗೊಳಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ವಾತಾವರಣವನ್ನು ಬಿಸಿಮಾಡಲು ಮತ್ತು ಸಂಪೂರ್ಣ ಚಕ್ರವನ್ನು ಉಳಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಮುಂದುವರಿಯುತ್ತದೆ.

ಪ್ರಮುಖ ಸಂಶೋಧಕ ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಟಾಮ್ ಸ್ಟಾಲಾರ್ಡ್ ಹೇಳಿದರು: “ನಾವು ನೋಡುತ್ತಿರುವುದು ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ ಗ್ರಹಗಳ ಶಾಖ ಪಂಪ್ ಆಗಿದೆ. ಶನಿಯ ಅರೋರಾ ಅದರ ವಾತಾವರಣವನ್ನು ಬಿಸಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ವಾತಾವರಣವು ಗಾಳಿಯನ್ನು ಓಡಿಸುತ್ತದೆ, ಗಾಳಿಯು ಅರೋರಾವನ್ನು ಪೋಷಿಸುವ ಪ್ರವಾಹಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೀಗೆ. ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಸ್ವತಃ ಆಹಾರವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.

“ದಶಕಗಳವರೆಗೆ, ಶನಿಯ ತೋರಿಕೆಯ ತಿರುಗುವಿಕೆಯ ದರದಲ್ಲಿ ಏನಾದರೂ ವಿಲಕ್ಷಣ ನಡೆಯುತ್ತಿದೆ ಎಂದು ನಮಗೆ ತಿಳಿದಿತ್ತು, ಆದರೆ ನಾವು ಅದನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಲಿಲ್ಲ. ನಂತರ ನಾವು ಅದನ್ನು ವಾತಾವರಣದ ಮಾರುತಗಳಿಂದ ನಡೆಸುತ್ತಿದ್ದೇವೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಿದ್ದೇವೆ, ಆದರೆ ಆ ಗಾಳಿಗಳು ಏಕೆ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿವೆ ಎಂದು ನಮಗೆ ಇನ್ನೂ ತಿಳಿದಿರಲಿಲ್ಲ. JWST ಯಿಂದ ಸಾಧ್ಯವಾದ ಈ ಹೊಸ ಅವಲೋಕನಗಳು, ಅಂತಿಮವಾಗಿ ನಾವು ಆ ಲೂಪ್ ಅನ್ನು ಮುಚ್ಚಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಪುರಾವೆಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತೇವೆ.”

ಶನಿಯ ಆಚೆಗಿನ ಪರಿಣಾಮಗಳು

ಆವಿಷ್ಕಾರವು ಒಂದೇ ಗ್ರಹಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರಬಹುದು.

ಶನಿಯ ವಾತಾವರಣ ಮತ್ತು ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟೋಸ್ಪಿಯರ್ ನಿಕಟ ಸಂಬಂಧ ಹೊಂದಿದೆ ಎಂಬುದಕ್ಕೆ ಸಂಶೋಧಕರು ಪುರಾವೆಗಳನ್ನು ಕಂಡುಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ. ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟೋಸ್ಪಿಯರ್ ಗ್ರಹದ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದಿಂದ ರೂಪುಗೊಂಡ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶದ ವಿಶಾಲ ಪ್ರದೇಶವಾಗಿದೆ. ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿನ ಚಟುವಟಿಕೆಯು ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟೋಸ್ಪಿಯರ್ನಲ್ಲಿನ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳ ಮೇಲೆ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುವಂತೆ ತೋರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟೋಸ್ಪಿಯರ್ ಮತ್ತೆ ವಾತಾವರಣಕ್ಕೆ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.

ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ದೀರ್ಘಕಾಲದವರೆಗೆ ಏಕೆ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಈ ನಡೆಯುತ್ತಿರುವ ವಿನಿಮಯವು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ.

ಸಂಶೋಧಕರ ಪ್ರಕಾರ, ಇತರ ಗ್ರಹಗಳಲ್ಲಿ ಇದೇ ರೀತಿಯ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳು ಸಂಭವಿಸಬಹುದು.

ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಸ್ಟಾಲಾರ್ಡ್ ಸೇರಿಸಲಾಗಿದೆ: “ಈ ಫಲಿತಾಂಶವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಗ್ರಹಗಳ ವಾತಾವರಣದ ಬಗ್ಗೆ ನಾವು ಯೋಚಿಸುವ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತದೆ. ಒಂದು ಗ್ರಹದ ವಾತಾವರಣದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಪ್ರವಾಹಗಳನ್ನು ಚಾಲನೆ ಮಾಡಬಹುದಾದರೆ, ಇತರ ಪ್ರಪಂಚದ ವಾಯುಮಂಡಲಗಳಲ್ಲಿ ಏನಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ನಾವು ಇನ್ನೂ ಊಹಿಸದಿರುವ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಬಹುದು.”

ಅಂತರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಸಂಶೋಧನಾ ಪ್ರಯತ್ನ

ಜೇಮ್ಸ್ ವೆಬ್ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ದೂರದರ್ಶಕವು ವಿಶ್ವದ ಪ್ರಮುಖ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ವಿಜ್ಞಾನ ವೀಕ್ಷಣಾಲಯವಾಗಿದೆ. ದೂರದರ್ಶಕವನ್ನು ಸೌರವ್ಯೂಹದ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ, ದೂರದ ನಕ್ಷತ್ರಗಳನ್ನು ಸುತ್ತುವ ಗ್ರಹಗಳನ್ನು ತನಿಖೆ ಮಾಡಲು ಮತ್ತು ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದ ಮೂಲ ಮತ್ತು ವಿಕಾಸವನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸಲು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ. ವೆಬ್ ಎಂಬುದು ಇಎಸ್ಎ (ಯುರೋಪಿಯನ್ ಸ್ಪೇಸ್ ಏಜೆನ್ಸಿ) ಮತ್ತು ಸಿಎಸ್ಎ (ಕೆನಡಿಯನ್ ಸ್ಪೇಸ್ ಏಜೆನ್ಸಿ) ಸಹಭಾಗಿತ್ವದಲ್ಲಿ ನಾಸಾದ ನೇತೃತ್ವದ ಅಂತರರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಯೋಜನೆಯಾಗಿದೆ.

ಬೋಸ್ಟನ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯ, ಲೀಸೆಸ್ಟರ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯ, ಅಬೆರಿಸ್ಟ್‌ವಿತ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯ, ಓದುವಿಕೆ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯ, ಇಂಪೀರಿಯಲ್ ಕಾಲೇಜ್ ಲಂಡನ್, ಲ್ಯಾಂಕಾಸ್ಟರ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯ ಮತ್ತು ಜಾನ್ಸ್ ಹಾಪ್‌ಕಿನ್ಸ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಅನ್ವಯಿಕ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಸಹಯೋಗಿಗಳೊಂದಿಗೆ ನಾರ್ತಂಬ್ರಿಯಾ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಸಂಶೋಧಕರು ಈ ಅಧ್ಯಯನವನ್ನು ನಡೆಸಿದರು. ಸಂಶೋಧನಾ ನಿಧಿಯನ್ನು ವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಸೌಲಭ್ಯಗಳ ಮಂಡಳಿ (STFC) ಒದಗಿಸಿದೆ.