25 अप्रैल, 2017 को नासा के कैसिनी अंतरिक्ष यान द्वारा देखा गया शनि का उत्तरी ध्रुवीय भंवर और आसपास का जेट-स्ट्रीम षट्भुज।
(छवि: © नासा / जेपीएल-कैलटेक / अंतरिक्ष विज्ञान संस्थान)
वैज्ञानिकों ने शनि के वायुमंडल को अनुकरण करने के लिए एक बड़े घूर्णन पॉट का इस्तेमाल किया, और उन्हें पता चल गया होगा कि गैस के विशाल ध्रुवीय तूफान कैसे आकार लेते हैं।
हमारे सौरमंडल में 1,100 मील प्रति घंटे (1,800 किमी / घंटा) की गति से चलने वाली हवाओं के साथ, केवल नेप्च्यून ही घुमावदार हो सकता है - और पृथ्वी के आकार को तूफानी कर सकता है, शनि के वातावरण ने शोधकर्ताओं को मोहित कर दिया है क्योंकि वे इसे पहले अच्छे लगते हैं 1980 के दशक की शुरुआत में नासा के जुड़वां वायेजर अंतरिक्ष यान द्वारा टिप्पणियों के माध्यम से।
नेचर जियोसाइंस जर्नल में सोमवार (26 फरवरी) को प्रकाशित एक पेपर में, शोधकर्ताओं के एक दल ने शनि के वातावरण को बेहतर ढंग से समझने और अधिक परंपरागत तरीकों की कुछ सीमाओं को पार करने के लिए घूर्णन पॉट का उपयोग किया, जैसे कि कंप्यूटर मॉडलिंग। [तेजस्वी तस्वीरें: शनि के अजीब षट्कोण भंवर तूफान]
कनाडा के मेमोरियल यूनिवर्सिटी ऑफ न्यूफाउंडलैंड में प्रायोगिक महासागरीय और वायुमंडलीय तरल गतिकी और जियोफिजिकल फ्लो के संख्यात्मक मॉडलिंग के एक अध्ययन के नेता याकोव अफानासेव ने कहा, "गैस दिग्गजों और बृहस्पति के गहरे वायुमंडल में संवहन और भंवर के बारे में बहुत कम जाना जाता है।" । "हमारी वर्तमान समझ सिद्धांतों और काफी आदर्श कंप्यूटर सिमुलेशन पर आधारित है, जो अभी तक वास्तविक ग्रह वातावरण के मापदंडों से संपर्क नहीं करते हैं।"
टीम का 43 इंच चौड़ा (110 सेंटीमीटर) पॉट, जिसमें कई सौ लीटर पानी है, शनि की हवा में होने वाली संवहन प्रक्रियाओं का अनुकरण करने के लिए नीचे से गर्म किया गया था।
हीटर से पानी गर्म हो गया, जबकि सतह का पानी, जिसे वाष्पीकरण से ठंडा किया गया, नीचे की ओर डूब गया।
"हम पानी को गर्म करके इसे और अधिक अशांत बनाने की कोशिश कर रहे थे और देखते हैं कि यह घूर्णन टैंक में कैसे व्यवहार करता है, जो ग्रह के रोटेशन को अनुकरण करता है," अफनासायेव ने कहा। "कोई भी प्रयोग, या उस मामले के लिए कंप्यूटर मॉडल, उनके सभी जटिलता में एक महासागर या किसी ग्रह के वातावरण को मॉडल नहीं कर सकता है। हम जो कर सकते हैं वह आवश्यक गतिशीलता को मॉडल करना है।"
Afanasyev ने कहा कि टीम के सदस्यों को पूरी तरह से यकीन नहीं था कि प्रयोग शुरू करने पर वे क्या देखेंगे।
"हमारे अध्ययन का फोकस बदल गया है जब हमने अपने टैंक में कई छोटे, बवंडर जैसे भंवर देखे।" "शनि के वातावरण में अंतरिक्ष यान द्वारा देखे गए भट्टियां सदृश होती हैं।"
अफानासेव और उनकी टीम को विशेष रूप से दिलचस्पी थी कि नासा के कैसिनी अंतरिक्ष यान द्वारा ली गई छवियों से ज्ञात लगातार हेक्सागोनल तूफानों के केंद्र में स्थित शक्तिशाली ध्रुवीय भंवरों के निर्माण को क्या प्रेरित करता है। पिछले शोध से पता चला है कि ये हेक्सागोनल तूफान शनि की जेट स्ट्रीम के कारण होते हैं, अफानासेव ने कहा।
हालांकि, केंद्रीय तूफान की तरह के भंवर भी झूलते रहे हैं; शोधकर्ताओं को यकीन नहीं है कि वे डंडे पर क्यों होते हैं। लेकिन पॉट प्रयोग ने सुझाव दिया कि विशाल ध्रुवीय तूफान ध्रुवीय क्षेत्र में विलय करने वाले कई छोटे भंवरों का परिणाम हो सकता है।
शोधकर्ताओं ने कागज में लिखा, "छोटे पैमाने पर चक्रवातों के विलय के परिणामस्वरूप पोल पर एक मजबूत भंवर बनाया जाता है।" "ध्रुवीय भंवर नीचे तक सभी तरह से प्रवेश करता है और वहां एंटी-साइक्लोनिक सर्कुलेशन को बदल देता है।"
पिछले अनुसंधान ने सुझाव दिया कि छोटे चक्रवात ग्रह के अन्य क्षेत्रों में उत्पन्न हो सकते हैं और बाद में इसके घूर्णन और गुरुत्वाकर्षण के संयोजन से ध्रुवों की ओर संचालित हो सकते हैं।
"हमारे प्रयोगों ने हमें यह विचार दिया, लेकिन हम अपने टैंक में ध्रुवीय चक्रवातों को देखने में सक्षम नहीं थे," अफनासायेव ने कहा। "यह इसलिए है क्योंकि हम अपने प्रयोग में केवल एक उल्टा-सीधा माहौल ही बना सकते हैं। भंवर सतह के बजाय टैंक के निचले भाग में होगा।"
इसलिए शोधकर्ताओं को डिजिटली "उल्टे बर्तन में" वातावरण को चालू करना पड़ा।
दो दृष्टिकोणों के संयोजन - प्रायोगिक टैंक और कंप्यूटर मॉडलिंग - वह है जो सबसे अच्छा परिणाम प्रदान करता है, क्योंकि अकेले प्रत्येक दृष्टिकोण में ग्रहों के वायुमंडल के व्यवहार का अनुकरण करने के लिए गंभीर सीमाएं हैं, अफनासयेव ने कहा।
