शिकागो विद्यापीठ आणि नासाच्या जेट प्रोपल्शन प्रयोगशाळेतील शास्त्रज्ञांनी विकसित केलेल्या नवीन संगणक मॉडेलमध्ये असे दिसून आले आहे की गुरूमध्ये सूर्यापेक्षा अंदाजे 1.5 पट जास्त ऑक्सिजन आहे. हा अंदाज गॅस जायंटच्या वातावरणासाठी तयार केलेल्या सर्वात व्यापक सिम्युलेशनमधून आला आहे, तपशीलवार रसायनशास्त्र आणि क्लाउड डायनॅमिक्स एकत्रित करून. द प्लॅनेटरी सायन्स जर्नलमध्ये प्रकाशित झालेले निकाल, ग्रहाच्या सखोल रचनेबद्दल दीर्घकाळ चाललेल्या वादविवादांना परिष्कृत करतात.
संशोधनाने ढग आणि पाण्याच्या थेंबांच्या वर्तनाच्या भौतिकशास्त्रासह हजारो रासायनिक अभिक्रिया एकत्र केल्या. मागील मॉडेल्सच्या विपरीत, ज्याने रासायनिक किंवा हायड्रोडायनामिक पैलू सरलीकृत केले आहेत, हा दृष्टीकोन खोल उबदार थर आणि वरच्या थंड प्रदेशांमधील प्रक्रियेचे संपूर्ण दृश्य प्रदान करतो.
या शोधांमुळे बृहस्पतिच्या वायुमंडलीय गतिशीलतेची समज बदलते आणि सूर्यमालेच्या सुरुवातीच्या काळात त्याच्या निर्मितीबद्दल संकेत मिळतात.
नवीन संगणकीय मॉडेलचे तपशील
वातावरणातील उभ्या आणि क्षैतिज हालचालींचे प्रतिनिधित्व करण्यासाठी मॉडेल एक आणि दोन आयामांमध्ये सिम्युलेशन समाकलित करते. शास्त्रज्ञांनी हायड्रोजन, हेलियम आणि ऑक्सिजन संयुगे समाविष्ट असलेल्या रासायनिक अभिक्रियांवरील डेटावर प्रक्रिया केली.
या संयोजनामुळे आम्हाला जड घटकांच्या विपुलतेचा अधिक अचूकतेने अंदाज लावता आला. ऑक्सिजन, मुख्यतः पाण्याच्या रेणूंशी जोडलेला असतो, खोल प्रदेशात 1.5 सौर वेळा स्थिर होतो.
परिष्कृत ऑक्सिजन भरपूर
पूर्वीचे अभ्यास बृहस्पतिवरील ऑक्सिजनसाठी सौर मूल्यांपेक्षा एक तृतीयांश ते अधिक होते. नवीन गणना सूर्याच्या 1.5 पट मूल्य ठेवते.
ही विपुलता प्रोटोप्लॅनेटरी डिस्कमधील परिस्थिती प्रतिबिंबित करते, जेथे ठराविक सौर अंतराच्या पलीकडे पाणी गोठते. कक्षीय स्थलांतरादरम्यान बृहस्पतिने बर्फ-समृद्ध सामग्री ताब्यात घेतली असावी.
अंदाज सूर्यमालेच्या मध्यवर्ती प्रदेशातील उत्पत्ती सूचित करते, निर्मितीच्या परिस्थितीला प्रतिबंधित करते.
वातावरणात हळूवार उभ्या मिश्रण
सिम्युलेशन दर्शविते की पदार्थांचा प्रसार मानक अंदाजापेक्षा 35 ते 40 पट कमी होतो. रेणूंना थरांमधून जाण्यासाठी तासांऐवजी आठवडे लागतात.
ही प्रक्रिया कंपाऊंड वितरण आणि वादळ स्थिरता प्रभावित करते. मूळ रचना जतन करून खोल प्रदेश जास्त काळ वेगळे राहतात.
ढग गतिशीलता आणि तीव्र वादळ
बृहस्पति अमोनिया, अमोनियम हायड्रोसल्फाइड आणि पाण्याने बनलेले ढगांचे स्तर प्रदर्शित करतो. ग्रेट रेड स्पॉट सारखे महाकाय वादळे शेकडो किलोमीटरपर्यंत पोहोचतात.
मॉडेल मंद मिक्सिंगद्वारे या संरचनांच्या दृढतेचे स्पष्टीकरण देते. अंतर्गत उष्णतेमुळे वारे ताशी 500 किलोमीटर वेगाने जातात.
- वरचा थर: थंड उंचीवर अमोनियाचे ढग.
- मध्यम स्तर: सल्फर आणि हायड्रोसल्फाइड संयुगे.
- खालचा थर: जास्त दाबाने पाण्याचे थेंब.
- रासायनिक परस्परसंवाद: बँड आणि झोनचे दृश्यमान रंग बदला.
मागील अंतराळ मोहिमेतील योगदान
1995 मध्ये गॅलिलिओ प्रोबने वातावरणात प्रवेश केला आणि एका विशिष्ट खोलीपर्यंत रचनाचा थेट डेटा प्रदान केला. मोजमापांनी हेलियम आणि हायड्रोजन सौर सारख्या प्रमाणात दर्शवले.
जूनो मिशन, 2016 पासून कक्षेत, गुरुत्वाकर्षण आणि चुंबकीय क्षेत्राचे नकाशे तयार करते. मायक्रोवेव्ह वापरून उपकरणे पाणी आणि अमोनियामधील फरक शोधतात.
ही निरीक्षणे वर्तमान संगणक सिम्युलेशन प्रमाणित करतात. जुनो जड घटकांच्या वितरणावर डेटा गोळा करत आहे.
सूर्यमालेत गुरूची निर्मिती आणि स्थलांतर
सूर्यानंतरच्या पहिल्या दशलक्ष वर्षांत गुरू ग्रहाची निर्मिती झाली, त्यात बर्फ आणि खडकांचे कोर जमा झाले. नेब्युलर डिस्कमधून हायड्रोजन आणि हेलियमचा मोठा लिफाफा घेतला.
उच्च ऑक्सिजन विपुलता बर्फाळ ग्रहांच्या समावेशास सूचित करते. ऑर्बिटल स्थलांतराने अस्थिर सामग्रीचे वितरण बदलले.
नेपच्यूनच्या पलीकडे असलेली सामग्री शक्यतो बाहेर काढत, इतर शरीराच्या मार्गावर या ग्रहाचा प्रभाव पडला. रचना सुरुवातीच्या सौर तेजोमेघाची परिस्थिती प्रतिबिंबित करते.
ग्रहांच्या आकलनासाठी परिणाम
ऑक्सिजन मुबलक प्रमाणात परिष्कृत करणे एक्स्ट्रासोलर गॅस दिग्गजांना मॉडेल करण्यास मदत करते. तत्सम ग्रह वेगवेगळ्या रचनांसह दूरच्या ताऱ्यांभोवती फिरतात.
जड घटकांमधील फरक अद्वितीय निर्मिती प्रक्रिया दर्शवितात. यासारखे मॉडेल दुर्बिणीद्वारे निरीक्षण केलेल्या एक्सोप्लॅनेटवर लागू होतात.
संथ मिक्सिंगमुळे घनदाट वातावरणात दीर्घ कालावधी दिसून येतो. हे गॅस दिग्गजांमधील हवामान उत्क्रांतीच्या अंदाजांवर परिणाम करते.
खोल वातावरणाची सामान्य रचना
हायड्रोजनचे वर्चस्व सुमारे 89% वस्तुमानाने आहे, त्यानंतर हेलियम 11% आहे. ऑक्सिजन, कार्बन आणि नायट्रोजनसह जड घटक सूर्याच्या तुलनेत समृद्ध करतात.
ऑक्सिजन मुख्यत्वे खालच्या थरातील पाण्याला बांधतो. कार्बन मिथेन बनवतो, जास्त प्रमाणात आढळतो.
नायट्रोजन अमोनियामध्ये दिसून येतो, वरच्या ढगांमध्ये योगदान देतो. प्रमाण धूमकेतू कॅप्चरमधून समृद्धी दर्शवते.
संगणक सिम्युलेशनमध्ये प्रगती
मागील संशोधनाने रसायनशास्त्राला हायड्रोडायनॅमिक्सपासून जटिलतेने वेगळे केले. सध्याचे एकत्रीकरण हजारो व्हेरिएबल्सवर एकाच वेळी प्रक्रिया करते.
द्विमितीय सिम्युलेशन संवहन आणि अशांतता दर्शवतात. परिणाम विषुववृत्तीय प्रदेशातील जूनो निरीक्षणांशी सहमत आहेत.
भविष्यातील मॉडेलमध्ये अधिक वास्तववादासाठी तीन आयामांचा समावेश असेल. यामुळे बृहस्पति ग्रहावरील हंगामी, कमीत कमी, फरकांचा अंदाज लावणे शक्य होईल.
अतिरिक्त दुर्बिणीचे निरीक्षण
हबल आणि जेम्स वेब सारख्या जमिनीवर आधारित आणि अंतराळ दुर्बिणी वातावरणातील इन्फ्रारेड कॅप्चर करतात. उत्सर्जन वेगवेगळ्या उंचीवर संयुगे प्रकट करतात.
स्पेक्ट्रोस्कोपिक डेटा खोलीवर पाण्याच्या उपस्थितीची पुष्टी करतो. ऑरोसचे निरीक्षण मॅग्नेटोस्फियरशी परस्परसंवाद दर्शवतात.
हे मोजमाप संगणकीय मॉडेल्स कॅलिब्रेट करतात. स्रोत एकत्र केल्याने अंदाजांची अचूकता सुधारते.
सैद्धांतिक सिम्युलेशनसह निरीक्षणात्मक डेटाची जुळवाजुळव करून हा अभ्यास ग्रहशास्त्रातील महत्त्वपूर्ण प्रगती दर्शवतो. ऑक्सिजन आणि डायनॅमिक्सबद्दलच्या शोधांमुळे सूर्यमालेतील अत्यंत प्रक्रियांसाठी नैसर्गिक प्रयोगशाळा म्हणून गुरूच्या भूमिकेला बळकटी मिळते.