2011 में, नासा का भोर अंतरिक्ष यान ने बड़े क्षुद्रग्रह (उर्फ। प्लैनेटॉइड) के चारों ओर कक्षा स्थापित की, जिसे वेस्टा के नाम से जाना जाता है। अगले 14 महीनों के दौरान, जांच ने वैज्ञानिक उपकरणों के अपने सूट के साथ वेस्टा की सतह का विस्तृत अध्ययन किया। इन निष्कर्षों से ग्रह के इतिहास, इसकी सतह की विशेषताओं और इसकी संरचना के बारे में बहुत कुछ पता चला है - जिसे चट्टानी ग्रहों की तरह, विभेदित माना जाता है।
इसके अलावा, जांच ने वेस्टा की बर्फ सामग्री पर महत्वपूर्ण जानकारी एकत्र की। जांच के आंकड़ों के माध्यम से पिछले तीन वर्षों में खर्च करने के बाद, वैज्ञानिकों की एक टीम ने एक नए अध्ययन का उत्पादन किया है जो उपसतह बर्फ की संभावना को इंगित करता है। इन निष्कर्षों के निहितार्थ हो सकते हैं जब यह हमारी समझ में आता है कि सौर मंडल कैसे बना और पूरे सौर मंडल में ऐतिहासिक रूप से पानी कैसे पहुँचाया गया।
उनका अध्ययन, "डॉन मिशन द्वारा क्षुद्रग्रह वेस्ता के ऑर्बिटल बिस्टैटिक रडार ऑब्जर्वेशन" शीर्षक से हाल ही में वैज्ञानिक पत्रिका में प्रकाशित किया गया था प्रकृति संचार। पश्चिमी मिशिगन विश्वविद्यालय के एक स्नातक छात्र एलिजाबेथ पामर द्वारा नेतृत्व में, टीम ने वेस्टा के अवलोकन कक्षीय राडार (बीएसआर) के पहले कक्षीय राडार का संचालन करने के लिए डॉन अंतरिक्ष यान पर सवार संचार एंटीना द्वारा प्राप्त आंकड़ों पर भरोसा किया।
यह एंटीना - हाई-गेन दूरसंचार एंटीना (HGA) - पृथ्वी पर दीप स्पेस नेटवर्क (DSN) एंटीना की अपनी परिक्रमा के दौरान एक्स-बैंड रेडियो तरंगों को प्रसारित करता है। मिशन के अधिकांश भाग के दौरान, डॉन की कक्षा को यह सुनिश्चित करने के लिए डिज़ाइन किया गया था कि HGA पृथ्वी पर ग्राउंड स्टेशनों के साथ दृष्टि की रेखा में था। हालांकि, मनोगत के दौरान - जब जांच एक समय में 5 से 33 मिनट के लिए वेस्टा के पीछे से गुजरी - तो जांच इस दृष्टि से बाहर थी।
फिर भी, एंटीना लगातार टेलीमेट्री डेटा संचारित कर रहा था, जिसके कारण HGA- प्रेषित राडार तरंगें वेस्टा की सतह से परावर्तित होती थीं। बुध, शुक्र, चंद्रमा, मंगल, शनि के चंद्रमा टाइटन और धूमकेतु 67P / CG जैसी स्थलीय निकायों की सतहों का अध्ययन करने के लिए अतीत में इस तकनीक को बिस्टैटिक रडार (BSR) टिप्पणियों के रूप में जाना जाता है।
लेकिन जैसा कि पामर ने बताया, इस तकनीक का उपयोग करके वेस्टा जैसे शरीर का अध्ययन खगोलविदों के लिए सबसे पहले किया गया था:
“यह पहली बार है कि किसी छोटे शरीर के चारों ओर कक्षा में एक द्विघात राडार प्रयोग किया गया था, इसलिए यह चंद्रमा या मंगल जैसे बड़े निकायों में किए जा रहे एक ही प्रयोग की तुलना में कई अनूठी चुनौतियां लाया। उदाहरण के लिए, क्योंकि वेस्टा के चारों ओर का गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र मंगल की तुलना में बहुत कमजोर है, सतह से अपनी दूरी बनाए रखने के लिए डॉन अंतरिक्ष यान को बहुत तेज गति से परिक्रमा नहीं करनी है। अंतरिक्ष यान की कक्षीय गति महत्वपूर्ण हो जाती है, हालाँकि, कक्षा जितनी तेज़ होती है, 'प्रत्यक्ष प्रतिध्वनि' की आवृत्ति की तुलना में 'सतह प्रतिध्वनि' की आवृत्ति अधिक (डॉपलर स्थानांतरित) हो जाती है (जो कि बिना प्रसारित रेडियो सिग्नल है) वह Desta के HGA से पृथ्वी के डीप स्पेस नेटवर्क एंटेना तक सीधे यात्रा करता है, जो वेस्टा की सतह को बिना चपेट में डाले)। शोधकर्ता आवृत्ति में उनके अंतर से एक 'सतह प्रतिध्वनि' और 'प्रत्यक्ष संकेत' के बीच का अंतर बता सकते हैं - इसलिए वेस्टा के आसपास डॉन की धीमी गति से परिक्रमा गति के साथ, यह आवृत्ति अंतर बहुत छोटा था, और हमें बीएसआर डेटा को संसाधित करने के लिए अधिक समय की आवश्यकता थी। और उनकी ताकत को मापने के लिए 'सतह गूँज' को अलग करें।
परिलक्षित बीएसआर तरंगों का अध्ययन करके, पामर और उनकी टीम वेस्टा की सतह से बहुमूल्य जानकारी प्राप्त करने में सक्षम थे। इससे, उन्होंने सतह रडार परावर्तकता में महत्वपूर्ण अंतर देखा। लेकिन चंद्रमा के विपरीत, सतह के खुरदरेपन में इन बदलावों को अकेले खानपान द्वारा समझाया नहीं जा सकता था और यह संभवत: भू-बर्फ के अस्तित्व के कारण था। जैसा कि पामर ने समझाया:
“हमने पाया कि यह कुछ इंच के पैमाने पर सतह की खुरदरापन में अंतर का परिणाम था। मजबूत सतह की गूँज चिकनी सतहों को दर्शाती है, जबकि कमजोर सतह की गूँज खुरदरी सतहों से टकराती है। जब हमने अपनी सतह के खुरदरेपन के नक्शे की तुलना उपसतह हाइड्रोजन सांद्रता के मानचित्र के साथ की - जो कि डॉन वैज्ञानिकों द्वारा अंतरिक्ष यान पर गामा रे और न्यूट्रॉन डिटेक्टर (GRaND) का उपयोग करके मापा गया था - हमने पाया कि व्यापक स्मूदी क्षेत्रों ने उन क्षेत्रों को भी ओवरलैप किया था जो हाइड्रोजन भी बढ़े थे। सांद्रता! "
अंत में, पामर और उनके सहयोगियों ने निष्कर्ष निकाला कि वेस्टा पर दफन बर्फ (अतीत और / या वर्तमान) की उपस्थिति सतह के कुछ हिस्सों के लिए जिम्मेदार थी जो दूसरों की तुलना में चिकनी थी। मूल रूप से, जब भी सतह पर कोई प्रभाव पड़ता है, तो इसने ऊर्जा का एक बड़ा हिस्सा उपसतह में स्थानांतरित कर दिया। यदि दफनाया गया बर्फ वहां मौजूद था, तो यह प्रभाव घटना से पिघल जाएगा, प्रभाव-उत्पन्न फ्रैक्चर के साथ सतह पर प्रवाह होगा, और फिर जगह में फ्रीज होगा।
बहुत कुछ इसी तरह से कि चंद्रमा जैसे यूरोपा, गेनीमेड और टाइटेनिया सतह के नवीकरण का अनुभव करते हैं क्योंकि जिस तरह से क्रायोवोल्केनिज्म तरल पानी को सतह तक पहुंचने का कारण बनता है (जहां यह रिफ्रीज करता है), उपसतह बर्फ की उपस्थिति के कारण वेस्टा की सतह के कुछ हिस्सों को चिकना कर दिया जाएगा। अधिक समय तक। यह अंततः उस असमान इलाके के प्रकार को जन्म देगा जो पामर और उनके सहयोगियों ने देखा था।
इस सिद्धांत को हाइड्रोजन की बड़ी सांद्रता द्वारा समर्थित किया गया है जो सैकड़ों वर्ग किलोमीटर को मापने वाले चिकनी इलाकों पर पाया गया था। यह डॉन फ्रेमन कैमरा छवियों से प्राप्त भू-वैज्ञानिक प्रमाणों के साथ भी संगत है, जो वेस्टा की सतह पर क्षणिक जल प्रवाह के संकेत दिखाते हैं। इस अध्ययन ने वेस्टा के बारे में कुछ पूर्व-आयोजित धारणाओं का भी खंडन किया।
जैसा कि पामर ने कहा, यह भी प्रभाव हो सकता है क्योंकि सौर प्रणाली के इतिहास और विकास की हमारी समझ का संबंध है:
"क्षुद्रग्रह वेस्ता को छोटे पिंडों के प्रभावों से वैश्विक पिघलने, भेदभाव और व्यापक रेजोलिथ बागवानी के माध्यम से बहुत पहले किसी भी पानी की मात्रा को कम करने की उम्मीद थी। हालांकि, हमारे निष्कर्ष इस विचार का समर्थन करते हैं कि दफन बर्फ वेस्टा पर मौजूद हो सकती है, जो कि एक रोमांचक संभावना है क्योंकि वेस्टा एक प्रोटोप्लानेट है जो एक ग्रह के निर्माण में एक प्रारंभिक चरण का प्रतिनिधित्व करता है। जितना अधिक हम यह जानते हैं कि जल-बर्फ पूरे सौर मंडल में मौजूद है, उतना ही बेहतर होगा कि हम समझेंगे कि पृथ्वी पर पानी कैसे पहुँचाया गया, और इसके बनने के शुरुआती चरणों के दौरान पृथ्वी के आंतरिक भाग में कितना अंतर था। "
यह कार्य नासा के ग्रहों के भूविज्ञान और भूभौतिकी कार्यक्रम द्वारा प्रायोजित किया गया था, जो एक जेपीएल-आधारित प्रयास है जो सौर मंडल में स्थलीय जैसे ग्रहों और प्रमुख उपग्रहों के अनुसंधान को बढ़ावा देने पर केंद्रित है। ग्रहों और अन्य निकायों पर पानी के उपसतह स्रोतों का पता लगाने के लिए रडार और माइक्रोवेव इमेजिंग में सुधार के लिए चल रहे प्रयास के हिस्से के रूप में यूएससी के विटर्बी स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग की सहायता से भी काम चलाया गया था।
