बुध के उत्तरी ध्रुवीय क्षेत्र की एक रडार छवि को उसी क्षेत्र के मेसेंगर छवियों के मोज़ेक पर सुपरपोज़ किया गया है। क्रेडिट: नासा / जॉन्स हॉपकिंस यूनिवर्सिटी एप्लाइड फिजिक्स लेबोरेटरी / कार्नेगी इंस्टीट्यूशन ऑफ वाशिंगटन / नेशनल एस्ट्रोनॉमी एंड आयनोस्फीयर सेंटर, अरेसीबो ऑब्जर्वेटरी
20 साल पहले, बुध पर उत्तरी ध्रुवीय क्षेत्र में रडार-उज्ज्वल सामग्री देखी गई थी, और तब से वैज्ञानिकों ने यह माना है कि पानी की बर्फ स्थायी रूप से छाया वाले क्षेत्रों में छिपाई जा सकती है। मेसेंगर अंतरिक्ष यान के नवीनतम डेटा - अब सूर्य के सबसे करीब ग्रह की परिक्रमा करते हैं - पुष्टि करता है कि बुध वास्तव में अपने उत्तरी ध्रुव पर स्थायी रूप से छायांकित क्रेटरों के भीतर पानी की बर्फ के साथ-साथ कार्बनिक पदार्थ भी रखता है। वैज्ञानिकों ने आज कहा कि दोनों ध्रुवों पर पारा 100 बिलियन से 1 ट्रिलियन टन पानी के बीच हो सकता है और स्थानों में 20 मीटर तक बर्फ हो सकती है। इसके अतिरिक्त, पेचीदा डार्क मटेरियल जो बर्फ को ढंकता है अन्य ऑर्गेनिक्स जैसे ऑर्गेनिक्स को पकड़ सकता है।
मेसेंगर टीम ने इस सप्ताह जर्नल साइंस में तीन पेपर प्रकाशित किए, जिसमें साक्ष्य की तीन नई लाइनें पेश की गईं कि पानी की बर्फ बुध के उत्तरी ध्रुव पर क्रेटरों के अंदर घटकों पर हावी है।
"पानी की बर्फ ने तीन चुनौतीपूर्ण परीक्षण पास किए और हम कोई अन्य यौगिक नहीं जानते हैं जो उन विशेषताओं से मेल खाता है जिन्हें हमने मेसेंजर स्पेसक्राफ्ट के साथ मापा है," आज एक ब्रीफिंग में मेसेंजर प्रिंसिपल इन्वेस्टिगेटर सीन सोलोमन ने कहा। "इन निष्कर्षों से इस कहानी का एक बहुत ही महत्वपूर्ण अध्याय पता चलता है कि कैसे समय के साथ धूमकेतु और पानी से समृद्ध क्षुद्रग्रहों द्वारा पानी को आंतरिक ग्रहों तक पहुंचाया गया है।"
मेसेंजर पिछले साल बुध पर पहुंचे और अंतरिक्ष यान के न्यूट्रॉन स्पेक्ट्रोमीटर और लेजर अल्टीमीटर के डेटा का उपयोग ग्रह के उत्तरी ध्रुव पर अवलोकन करने के लिए किया गया था।
कई मीटर मोटी पानी की बर्फ की एक परत को सफेद रंग में चित्रित किया गया है। बर्फ के भीतर प्रचुर हाइड्रोजन परमाणु, न्यूट्रॉन को अंतरिक्ष में भागने से रोकते हैं। बढ़ी हुई हाइड्रोजन सांद्रता (और, अनुमान से, पानी की बर्फ) के एक हस्ताक्षर मेंसेंटर के ग्रह से न्यूट्रॉन का पता लगाने की दर में कमी है। क्रेडिट: नासा / जॉन्स हॉपकिंस विश्वविद्यालय एप्लाइड भौतिकी प्रयोगशाला / वाशिंगटन के कार्नेगी संस्थान
न्यूट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी बुध के रडार-उज्ज्वल क्षेत्रों के भीतर औसत हाइड्रोजन सांद्रता को मापता है, और वैज्ञानिक हाइड्रोजन माप से पानी की बर्फ सांद्रता प्राप्त करने में सक्षम थे।
"न्यूट्रॉन डेटा से संकेत मिलता है कि बुध की रडार-उज्ज्वल ध्रुवीय जमाव में औसतन 10 से 20 सेंटीमीटर मोटी मोटी हाइड्रोजन की परत होती है जो 10 से 20 सेंटीमीटर मोटी होती है जो हाइड्रोजन में कम समृद्ध होती है," डेविड लॉरेंस, ए जॉनस हॉपकिंस यूनिवर्सिटी एप्लाइड फिजिक्स लेबोरेटरी और एक पेपर के प्रमुख लेखक के आधार पर मेसेंजर भाग लेने वाले वैज्ञानिक। "दफन परत में लगभग शुद्ध पानी की बर्फ के साथ हाइड्रोजन सामग्री होती है।"
यह छवि सूर्य के प्रकाश को दिखाती है जो प्रोकोफ़ेव क्रेटर फ़्लोर और रिम तक पहुँचती है। रिम और आंतरिक के उत्तर-सामने वाले भाग सदा छाया में रहते हैं, जैसा कि कई अन्य क्रेटरों का होता है। छवि पर क्लिक करें एक फिल्म देखें जो लगभग एक बुध सौर दिन (176 पृथ्वी दिन) का अनुकरण करती है और एमएलए माप से प्राप्त डिजिटल इलाके मॉडल का उपयोग करती है। क्रेडिट: नासा गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर / मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी / जॉन्स हॉपकिन्स यूनिवर्सिटी एप्लाइड फिजिक्स लेबोरेटरी / कारनेगी इंस्टीट्यूशन ऑफ वाशिंगटन।
मेसेंगर के मर्करी लेज़र अल्टीमीटर (MLA) से डेटा - जिसने बुध के 10 मिलियन से अधिक लेजर दालों को निकाल दिया है, जो ग्रह की स्थलाकृति के विस्तृत नक्शे बनाने के लिए - राडार के परिणामों और न्यूट्रॉन स्पेक्ट्रोमीटर मापों के बुध के ध्रुवीय क्षेत्र की पुष्टि करता है। दूसरे पेपर के प्रमुख लेखक नासा गोडार्ड फ्लाइट सेंटर के ग्रेगरी न्यूमैन ने कहा कि टीम ने बुध के उत्तरी ध्रुवीय क्रेटर के लिए रोशनी मॉडल विकसित करने के लिए स्थलाकृतिक डेटा का इस्तेमाल किया, जिससे बुध के उत्तरी ध्रुव के पास अवरक्त अवरक्त तरंगदैर्ध्य पर अनियमित अंधेरे और उज्ज्वल जमा का पता चलता है।
"असली आश्चर्य यह है कि उज्ज्वल क्षेत्रों के आसपास अंधेरे क्षेत्र थे जो रडार उज्ज्वल क्षेत्रों की तुलना में अधिक व्यापक थे," गुरुवार की ब्रीफिंग में न्यूमैन ने कहा। "वे एक कंबल हैं जो नीचे गिरने वाले उज्ज्वल वाष्पशील की रक्षा करते हैं।"
न्यूमैन ने कहा कि धूमकेतु या अस्थिर-संपन्न क्षुद्रग्रहों के प्रभाव से अंधेरे और उज्ज्वल जमा दोनों मिल सकते हैं, लॉस एंजिल्स के कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के डेविड पागे के नेतृत्व में एक तीसरे पेपर में एक खोज को मंजूरी दी गई।
Paige और उनके सहयोगियों ने बुध के उत्तरी ध्रुवीय क्षेत्रों की सतह और निकट-सतह तापमान के पहले विस्तृत मॉडल प्रदान किए, जो विधायक द्वारा मापा बुध की सतह की वास्तविक स्थलाकृति का उपयोग करते हैं। माप "बताते हैं कि उच्च रडार बैकस्कैटर के क्षेत्रों का स्थानिक वितरण थर्मली स्थिर पानी की बर्फ के अनुमानित वितरण से अच्छी तरह से मेल खाता है," उन्होंने कहा।
बुध पर "पमाफ्रोस्ट" का एक नक्शा सतह के नीचे की गणना की गई गहराइयों को दर्शाता है, जिस पर पानी की बर्फ को थर्मामीटर के स्थिर होने की भविष्यवाणी की जाती है। ग्रे क्षेत्र ऐसे क्षेत्र हैं जो स्थिर पानी की बर्फ के लिए सभी गहराई पर बहुत गर्म हैं। रंग क्षेत्रों में पर्याप्त रूप से ठंडा होने के लिए उपसतह बर्फ स्थिर है, और सफेद क्षेत्र पर्याप्त रूप से ठंडे सतह सतह बर्फ के स्थिर होने के लिए पर्याप्त हैं। थर्मल मॉडल परिणाम उन स्थानों पर सतह और उपसतह पानी की बर्फ की उपस्थिति की भविष्यवाणी करते हैं जहां वे पृथ्वी-आधारित रडार और एमएलए टिप्पणियों द्वारा देखे जाते हैं। क्रेडिट: NASA / UCLA / जॉन्स हॉपकिन्स यूनिवर्सिटी एप्लाइड फिजिक्स लेबोरेटरी / कारनेगी इंस्टीट्यूशन ऑफ वाशिंगटन
पागे के अनुसार, डार्क मटेरियल में कॉम्प्लेक्स और वाष्पशील-समृद्ध क्षुद्रग्रहों के प्रभाव से बुध पर वितरित जटिल कार्बनिक यौगिकों का मिश्रण होता है, वही वस्तुएं जो संभवतः अंतरतम ग्रह पर पानी पहुंचाती हैं। पारे की सतह पर कठोर विकिरण के संपर्क में आने से, यहाँ तक कि स्थायी रूप से छाया हुए क्षेत्रों में भी जैविक सामग्री को और गहरा किया जा सकता है।
यह डार्क इंसुलेटिंग मटेरियल बुध की कहानी का एक नया और पेचीदा टुकड़ा है जिसे मेसेंगर सोलोमन ने उकेरना चाहा है, और सवाल उठाता है कि वहाँ किस तरह के जीव पाए जा सकते हैं। सोलोमन ने कहा कि बुध अब खगोल विज्ञान के लिए रुचि का विषय बन सकता है, लेकिन बिना किसी अनिश्चित शब्दों के कहा कि कोई भी वैज्ञानिक नहीं समझता कि बुध पर जीवन है। हालांकि, यह पृथ्वी पर जीवों के उदय के बारे में जानकारी प्रदान कर सकता है।
इसके अतिरिक्त, वैज्ञानिक ने कहा कि बुध पर तरल पानी की शून्य संभावना है, हालांकि कुछ क्षेत्रों में तापमान तरल पानी के लिए अनुकूल होगा। लेकिन पारा पर कोई वातावरण नहीं होने के कारण, पानी लंबे समय तक नहीं रहेगा। "यह बर्फ या वाष्प वास्तव में तेजी से होगा," पागे ने कहा।
मेसेंगर की कक्षा की यह योजना बुध के उत्तर ध्रुवीय क्षेत्र की टिप्पणियों को प्राप्त करने की कुछ चुनौतियों को दर्शाती है। क्रेडिट: नासा / जॉन्स हॉपकिंस विश्वविद्यालय एप्लाइड भौतिकी प्रयोगशाला / वाशिंगटन के कार्नेगी संस्थान
सोलोमन ने कहा कि इन मापों को प्राप्त करना आसान नहीं है और जल्दी नहीं हुआ है। "यहां तक कि मेसेंगर द्वारा पहुंच गए उच्चतम अक्षांशों पर, अंतरिक्ष यान को उत्तरी ध्रुवीय क्षेत्रों को देखने के लिए एक तिरछा कोण देखना चाहिए," उन्होंने कहा।
अपने प्राथमिक कक्षीय मिशन के दौरान, मेसेंगर 12 घंटे की कक्षा में था और अपने प्रक्षेपवक्र में सबसे उत्तरी बिंदु पर 244 और 640 किमी के बीच की ऊँचाई पर था। अप्रैल 2012 से, मेसेंगर को 8-घंटे की कक्षा में रखा गया है, जो ऊपर दिखाया गया है, और यह अपने प्रक्षेपवक्र में सबसे उत्तरी बिंदु पर 311 और 442 किमी के बीच की ऊंचाई पर है। यहां तक कि इन उच्च अक्षांश वाले इलाकों से, मर्करी के ध्रुवीय जमाव मेसेंगर के कई उपकरणों के देखने के क्षेत्र का केवल एक छोटा सा हिस्सा भरते हैं।
लेकिन चुनौतियों के बावजूद, सोलोमन ने कहा, डेढ़ साल के मेसेंगर की कक्षा में अब स्पष्ट परिणाम आए हैं।
स्रोत: मेसेंगर, नासा
