नासा का वेब स्टारलेस सुपर-ज्यूपिटर के जटिल वातावरण को उजागर करता है

शोधकर्ताओं की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने पता लगाया है कि पहले की चमक में भिन्नता देखी गई थी मुक्त-फ्लोटिंग ग्रह-मास वस्तु SIMP 0136 के रूप में जाना जाता है, वायुमंडलीय कारकों के एक जटिल संयोजन का परिणाम होना चाहिए, और अकेले बादलों द्वारा समझाया नहीं जा सकता है।

नासा के जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप का उपयोग करके सिम्प 0136 द्वारा दो पूर्ण रोटेशन अवधि में उत्सर्जित अवरक्त प्रकाश के एक व्यापक स्पेक्ट्रम की निगरानी करने के लिए, टीम क्लाउड परतों, तापमान और कार्बन रसायन विज्ञान में भिन्नता का पता लगाने में सक्षम थी जो पहले दृश्य से छिपे हुए थे।

परिणाम हमारे सौर मंडल के भीतर और उसके बाहर गैस विशालकाय वायुमंडल की तीन आयामी जटिलता में महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं। इस तरह की वस्तुओं का विस्तृत लक्षण वर्णन आवश्यक तैयारी है प्रत्यक्ष इमेजिंग नासा के नैन्सी ग्रेस रोमन स्पेस टेलीस्कोप के साथ, हमारे सौर मंडल के बाहर के ग्रहों में, जो 2027 में संचालन शुरू करने के लिए निर्धारित है।

SIMP 0136 एक तेजी से घूर्णन, मुक्त-फ्लोटिंग वस्तु है, जो कि बृहस्पति के द्रव्यमान से लगभग 13 गुना अधिक है, जो कि पृथ्वी से सिर्फ 20 प्रकाश-वर्ष में मिल्की वे में स्थित है। हालांकि इसे गैस दिग्गज एक्सोप्लैनेट के रूप में वर्गीकृत नहीं किया गया है – यह एक स्टार की कक्षा नहीं करता है और इसके बजाय एक हो सकता है भूरे रंग का बौना -SIMP 0136 एक्सो-मौसम विज्ञान के लिए एक आदर्श लक्ष्य है: यह उत्तरी आकाश में अपनी तरह की सबसे उज्ज्वल वस्तु है। क्योंकि यह अलग -थलग है, यह एक मेजबान स्टार के कारण प्रकाश संदूषण या परिवर्तनशीलता के डर के साथ देखा जा सकता है। और इसकी छोटी रोटेशन अवधि केवल 2.4 घंटे की अवधि बहुत कुशलता से सर्वेक्षण करना संभव बनाती है।

वेब टिप्पणियों से पहले, सिम्प 0136 को ग्राउंड-आधारित वेधशालाओं और नासा के हबल और स्पिट्जर स्पेस टेलीस्कोप्स का उपयोग करके बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया था।

बोस्टन विश्वविद्यालय में डॉक्टरेट छात्र और प्रमुख लेखक एलीसन मैकार्थी ने कहा, “हम पहले से ही जानते थे कि यह चमक में भिन्न होता है, और हमें विश्वास था कि पैची क्लाउड लेयर्स हैं जो समय के साथ -साथ घूमते हैं और विकसित होते हैं।” द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स। “हमने यह भी सोचा कि तापमान भिन्नता, रासायनिक प्रतिक्रियाएं, और संभवतः चमक को प्रभावित करने वाली औरल गतिविधि के कुछ प्रभाव हो सकते हैं, लेकिन हम निश्चित नहीं थे।”

यह पता लगाने के लिए, टीम को तरंग दैर्ध्य की एक विस्तृत श्रृंखला पर चमक में बहुत सटीक बदलाव को मापने के लिए वेब की क्षमता की आवश्यकता थी।

NIRSPEC (निकट-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोग्राफ) का उपयोग करते हुए, वेब ने हजारों व्यक्तिगत 0.6- से 5.3-माइक्रोन स्पेक्ट्रा पर कब्जा कर लिया-तीन घंटे से अधिक में हर 1.8 सेकंड में एक ऑब्जेक्ट ने एक पूर्ण रोटेशन पूरा किया। इसके तुरंत बाद मिरी (मिड-इन्फ्रारेड इंस्ट्रूमेंट) के साथ एक अवलोकन किया गया, जिसने 5- से 14-माइक्रोन लाइट के सैकड़ों स्पेक्ट्रोस्कोपिक मापों को एकत्र किया-एक और रोटेशन पर हर 19.2 सेकंड में एक।

परिणाम सैकड़ों विस्तृत प्रकाश घटता था, प्रत्येक में एक बहुत ही सटीक तरंग दैर्ध्य (रंग) की चमक में परिवर्तन दिखाया गया था क्योंकि वस्तु के विभिन्न पक्षों को देखने में घुमाया गया था।

ट्रिनिटी कॉलेज डबलिन के प्रिंसिपल अन्वेषक जोहाना वोस ने कहा, “मिनटों के दौरान इस ऑब्जेक्ट के पूर्ण स्पेक्ट्रम को देखने के लिए अविश्वसनीय था।” “अब तक, हमारे पास केवल हबल से निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रम का थोड़ा सा टुकड़ा था, और स्पिट्जर से कुछ चमक माप थे।”

टीम ने लगभग तुरंत देखा कि कई अलग-अलग प्रकाश-वक्र आकृतियाँ थीं। किसी भी समय, कुछ तरंग दैर्ध्य उज्जवल बढ़ रहे थे, जबकि अन्य मंद हो रहे थे या बहुत कुछ नहीं बदल रहे थे। कई अलग -अलग कारकों को चमक भिन्नता को प्रभावित करना चाहिए।

“दूर से पृथ्वी को देखने की कल्पना करें। यदि आप प्रत्येक रंग को अलग-अलग देखना चाहते हैं, तो आप अलग-अलग पैटर्न देखेंगे जो आपको इसकी सतह और वातावरण के बारे में कुछ बताते हैं, भले ही आप व्यक्तिगत सुविधाओं को बाहर नहीं कर सकते, ”सह-लेखक फिलिप मुइरहेड ने बोस्टन विश्वविद्यालय से भी समझाया। “नीला बढ़ेगा क्योंकि महासागर दृश्य में घूमते हैं। भूरे और हरे रंग में परिवर्तन आपको मिट्टी और वनस्पति के बारे में कुछ बताएगा। ”

यह पता लगाने के लिए कि सिम्प 0136 पर परिवर्तनशीलता का कारण क्या हो सकता है, टीम ने वायुमंडलीय मॉडल का इस्तेमाल किया, यह दिखाने के लिए कि वायुमंडल में प्रकाश के प्रत्येक तरंग दैर्ध्य में कहां उत्पन्न हो रहा था।

“विभिन्न तरंग दैर्ध्य वातावरण में विभिन्न गहराई के बारे में जानकारी प्रदान करते हैं,” मैकार्थी ने समझाया। “हमें यह महसूस करना शुरू कर दिया गया था कि जिन तरंगदैर्ध्य में सबसे समान प्रकाश-वक्र आकृतियाँ थीं, उन्होंने भी समान गहराई की जांच की, जिसने इस विचार को सुदृढ़ किया कि उन्हें एक ही तंत्र के कारण होना चाहिए।”

उदाहरण के लिए, तरंग दैर्ध्य का एक समूह, वातावरण में गहराई से उत्पन्न होता है जहां लोहे के कणों से बने पैचल बादल हो सकते हैं। एक दूसरा समूह उच्च बादलों से आता है जो सिलिकेट खनिजों के छोटे अनाज से बना था। इन दोनों प्रकाश वक्रों में भिन्नताएं क्लाउड परतों के पैचनेस से संबंधित हैं।

तरंग दैर्ध्य का एक तीसरा समूह बादलों के ऊपर, बहुत ऊंची ऊंचाई पर उत्पन्न होता है, और तापमान को ट्रैक करता है। उज्ज्वल “हॉट स्पॉट” औरोरस से संबंधित हो सकते हैं जो पहले रेडियो तरंग दैर्ध्य में, या वायुमंडल में गहरे से गर्म गैस को ऊपर उठाने के लिए पाए गए थे।

कुछ प्रकाश वक्रों को या तो बादलों या तापमान द्वारा नहीं समझाया जा सकता है, लेकिन इसके बजाय वायुमंडलीय कार्बन रसायन विज्ञान से संबंधित विविधताएं दिखाते हैं। कार्बन मोनोऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड की जेब हो सकती है, जो देखने और बाहर घूमने वाली, या रासायनिक प्रतिक्रियाओं के कारण वातावरण समय के साथ बदल सकता है।

“हम वास्तव में पहेली के रसायन विज्ञान के हिस्से का पता नहीं लगाए हैं,” वोस ने कहा। “लेकिन ये परिणाम वास्तव में रोमांचक हैं क्योंकि वे हमें दिखा रहे हैं कि मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड जैसे अणुओं की बहुतायत जगह -जगह और समय के साथ बदल सकती है। यदि हम एक एक्सोप्लैनेट को देख रहे हैं और केवल एक माप प्राप्त कर सकते हैं, तो हमें यह विचार करने की आवश्यकता है कि यह पूरे ग्रह का प्रतिनिधि नहीं हो सकता है। ”

यह शोध वेब के सामान्य पर्यवेक्षक कार्यक्रम के हिस्से के रूप में आयोजित किया गया था 3548

जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप दुनिया का प्रमुख अंतरिक्ष विज्ञान वेधशाला है। वेब हमारे सौर मंडल में रहस्यों को हल कर रहा है, अन्य सितारों के आसपास दूर की दुनिया से परे देख रहा है, और हमारे ब्रह्मांड की रहस्यमय संरचनाओं और मूल की जांच कर रहा है और उसमें हमारे स्थान पर है। वेब अपने भागीदारों, ईएसए (यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी) और सीएसए (कनाडाई अंतरिक्ष एजेंसी) के साथ नासा के नेतृत्व में एक अंतरराष्ट्रीय कार्यक्रम है।

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लौरा बेत्ज़laura.e.betz@nasa.gov
नासा का गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटरग्रीनबेल्ट, एमडी।

मार्गरेट डब्ल्यू कारुथर्सmcaruthers@stsci.edu
अंतरिक्ष दूरबीन विज्ञान संस्थानबाल्टीमोर, एमडी।

हन्ना ब्रौनhbraun@stsci.edu
अंतरिक्ष दूरबीन विज्ञान संस्थानबाल्टीमोर, एमडी।

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