बर्फ-विशाल ग्रह यूरेनस, जो सूर्य के चारों ओर घूमता है, अपनी तरफ से इत्तला दे देता है, एक अजीब और रहस्यमय दुनिया है। अब, दो दशकों में एक अभूतपूर्व अध्ययन में, नासा का उपयोग करने वाले शोधकर्ता हबल अंतरिक्ष सूक्ष्मदर्शी ग्रह की वायुमंडलीय रचना और गतिशीलता में नई अंतर्दृष्टि को उजागर किया है। यह केवल हबल के तेज संकल्प, वर्णक्रमीय क्षमताओं और दीर्घायु के कारण संभव था।
टीम के परिणाम खगोलविदों को बेहतर ढंग से समझने में मदद करेंगे कि यूरेनस का वातावरण कैसे काम करता है और बदलते सूरज की रोशनी का जवाब देता है। ये दीर्घकालिक अवलोकन इस दूर के बर्फ की दिग्गज कंपनी के वायुमंडलीय गतिशीलता को समझने के लिए मूल्यवान डेटा प्रदान करते हैं, जो समान आकार और रचना के एक्सोप्लैनेट्स का अध्ययन करने के लिए एक प्रॉक्सी के रूप में काम कर सकते हैं।
कब वायेजर 2 ने पिछले यूरेनस को उड़ाया 1986 में, इसने बग़ल में ग्रह का एक क्लोज-अप स्नैपशॉट प्रदान किया। इसने क्या देखा, एक ब्लैंड, नीले-हरे बिलियर्ड बॉल से मिलता जुलता था। तुलनात्मक रूप से, हबल ने 2002 से 2022 तक मौसमी परिवर्तनों की 20 साल की कहानी को क्रॉनिक किया। उस अवधि में, एरिज़ोना विश्वविद्यालय के एरिच कार्कोशका के नेतृत्व में एक टीम, और लैरी सोरोकोवस्की और विस्कॉन्सिन विश्वविद्यालय से पैट फ्राई ने उसी हबल इंस्ट्रूमेंट, स्टिस (द (द (द (द (द) का इस्तेमाल किया। अंतरिक्ष दूरबीन इमेजिंग स्पेक्ट्रोग्राफ), यूरेनस के वायुमंडलीय संरचना की एक सटीक तस्वीर को चित्रित करने के लिए।
यूरेनस का वातावरण ज्यादातर हाइड्रोजन और हीलियम होता है, जिसमें मीथेन की थोड़ी मात्रा और पानी और अमोनिया के निशान होते हैं। मीथेन सूर्य के प्रकाश की लाल तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करके यूरेनस को अपना सियान रंग देता है।
हबल टीम ने 20 साल की अवधि में चार बार यूरेनस का अवलोकन किया: 2002, 2012, 2015 और 2022 में। उन्होंने पाया कि, गैस दिग्गज शनि और बृहस्पति पर स्थितियों के विपरीत, मीथेन को समान रूप से यूरेनस में वितरित नहीं किया जाता है। इसके बजाय, यह डंडों के पास दृढ़ता से कम हो जाता है। यह कमी दो दशकों में अपेक्षाकृत स्थिर रही। हालांकि, एरोसोल और धुंध संरचना नाटकीय रूप से बदल गई, उत्तरी ध्रुवीय क्षेत्र में काफी उज्ज्वल, क्योंकि ग्रह 2030 में अपने उत्तरी ग्रीष्मकालीन संक्रांति पर पहुंचता है।
सूर्य की एक कक्षा को पूरा करने के लिए यूरेनस 84 से अधिक पृथ्वी वर्ष लेता है। इसलिए, दो दशकों में, हबल टीम ने केवल ज्यादातर उत्तरी वसंत को देखा है क्योंकि सूर्य 2030 में अपने उत्तरी ध्रुव पर सीधे चमकने की ओर उरनस के भूमध्य रेखा पर सीधे चमकने से चलता है। हबल ऑब्जेक्ट्स इस अवधि के दौरान यूरेनस पर जटिल वायुमंडलीय परिसंचरण पैटर्न का सुझाव देते हैं। मीथेन वितरण के लिए सबसे संवेदनशील होने वाले डेटा ध्रुवीय क्षेत्रों में एक डाउनवेलिंग और अन्य क्षेत्रों में ऊपर उठने का संकेत देते हैं।
टीम ने कई तरीकों से अपने परिणामों का विश्लेषण किया। छवि कॉलम चार वर्षों के लिए यूरेनस के परिवर्तन को दिखाते हैं जो एसटीआई ने 20 साल की अवधि में यूरेनस का अवलोकन किया था। उस समय के दौरान, शोधकर्ताओं ने यूरेनस के मौसम को देखा क्योंकि दक्षिण ध्रुवीय क्षेत्र (बाएं) ने सर्दियों की छाया में जा रहा था, जबकि उत्तरी ध्रुवीय क्षेत्र (दाएं) उज्ज्वल हो गया क्योंकि यह उत्तरी गर्मियों के दृष्टिकोण के रूप में अधिक प्रत्यक्ष दृश्य में आने लगा।
शीर्ष पंक्ति, दृश्य प्रकाश में, दिखाती है कि कैसे यूरेनस का रंग मानव आंख को दिखाई देता है जैसा कि एक शौकिया दूरबीन के माध्यम से भी देखा जाता है।
दूसरी पंक्ति में, ग्रह की झूठी-रंग की छवि दृश्यमान और निकट-अवरक्त प्रकाश टिप्पणियों से इकट्ठा होती है। रंग और चमक मीथेन और एरोसोल की मात्रा के अनुरूप हैं। हबल के एसटीआई को 2002 में पहली बार यूरेनस के उद्देश्य से लक्षित करने से पहले इन दोनों मात्राओं को प्रतिष्ठित नहीं किया जा सकता था। आम तौर पर, हरे क्षेत्र नीले क्षेत्रों की तुलना में कम मीथेन का संकेत देते हैं, और लाल क्षेत्र कोई मीथेन नहीं दिखाते हैं। लाल क्षेत्र अंग पर हैं, जहां यूरेनस का स्ट्रैटोस्फीयर लगभग पूरी तरह से मीथेन से रहित है।
दो निचली पंक्तियाँ एरोसोल और मीथेन की अक्षांश संरचना को दिखाती हैं, जो 1,000 अलग -अलग तरंग दैर्ध्य (रंग) से निकट से निकट होती हैं। तीसरी पंक्ति में, उज्ज्वल क्षेत्र बादल की स्थिति का संकेत देते हैं, जबकि अंधेरे क्षेत्र स्पष्ट स्थितियों का प्रतिनिधित्व करते हैं। चौथी पंक्ति में, उज्ज्वल क्षेत्र मीथेन को इंगित करते हैं, जबकि अंधेरे क्षेत्र मीथेन की पूरी मात्रा दिखाते हैं।
मध्य और निम्न अक्षांशों पर, एरोसोल और मीथेन की कमी की अपनी अपनी अक्षांशीय संरचना होती है जो ज्यादातर दो दशकों के अवलोकन में ज्यादा नहीं बदली। हालांकि, ध्रुवीय क्षेत्रों में, एरोसोल और मीथेन की कमी बहुत अलग तरह से व्यवहार करती है।
तीसरी पंक्ति में, उत्तरी ध्रुव के पास एरोसोल एक नाटकीय वृद्धि प्रदर्शित करते हैं, जो शुरुआती उत्तरी वसंत के दौरान बहुत अंधेरे के रूप में दिखाई देते हैं, हाल के वर्षों में बहुत उज्ज्वल हो जाते हैं। एरोसोल भी बाएं अंग पर गायब होने लगते हैं क्योंकि सौर विकिरण गायब हो गया था। यह सबूत है कि सौर विकिरण यूरेनस के वायुमंडल में एरोसोल धुंध को बदल देता है। दूसरी ओर, मीथेन की कमी पूरे अवलोकन अवधि के दौरान दोनों ध्रुवीय क्षेत्रों में काफी अधिक है।
खगोलविद यूरेनस का निरीक्षण करना जारी रखेंगे क्योंकि ग्रह उत्तरी गर्मियों में पहुंचता है।
हबल स्पेस टेलीस्कोप तीन दशकों से अधिक समय से काम कर रहा है और ब्रह्मांड की हमारी मौलिक समझ को आकार देने वाली ग्राउंड-ब्रेकिंग खोजों को जारी रखता है। हबल नासा और ईएसए (यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी) के बीच अंतर्राष्ट्रीय सहयोग की एक परियोजना है। ग्रीनबेल्ट, मैरीलैंड में नासा का गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर, दूरबीन और मिशन संचालन का प्रबंधन करता है। डेनवर में स्थित लॉकहीड मार्टिन स्पेस, गोडार्ड में मिशन संचालन का भी समर्थन करता है। बाल्टीमोर में स्पेस टेलीस्कोप साइंस इंस्टीट्यूट, जो एसोसिएशन ऑफ यूनिवर्सिटीज़ फॉर रिसर्च इन एस्ट्रोनॉमी द्वारा संचालित है, नासा के लिए हबल साइंस ऑपरेशंस का संचालन करता है।