पृथ्वी और प्लूटो में बहुत कुछ समान नहीं है। पृथ्वी एक जीवंत, जीवंत दुनिया है, जबकि प्लूटो ठंडा, दूर और बेजान है। लेकिन उनमें एक चीज समान है वह है नाइट्रोजन। पृथ्वी का वायुमंडल लगभग 78% नाइट्रोजन है, और प्लूटो का प्राथमिक वायुमंडलीय घटक भी नाइट्रोजन है, हालांकि सटीक प्रतिशत स्पष्ट नहीं है।
प्लूटो पर, जहां सतह का तापमान लगभग 42 केल्विन (-231 सेल्सियस) है, उस नाइट्रोजन का अधिकांश भाग जमी है। एक नए अध्ययन में कहा गया है कि प्लूटो के जमे हुए नाइट्रोजन ग्रह की हवाओं को चलाते हैं, और इसकी विशेषता सतहों को आकार देते हैं।
नासा से पहले नए क्षितिज प्लूटो पर पहुंचने वाले अंतरिक्ष यान, हम ग्रह या इसकी सतह की विशेषताओं के बारे में ज्यादा नहीं जानते थे। जब जुलाई 2015 में अंतरिक्ष यान पहुंचा, तो हम सभी यह जानकर हैरान रह गए कि प्लूटो जितना हमने सोचा था उससे कहीं अधिक सक्रिय स्थान था। यह तब भी है जब हमने पहली बार ग्रह की सतह पर एक बड़े, हल्के रंग के क्षेत्र टॉमबॉघ रेजियो को देखा था।
न्यू होराइजन्स टीम ने बौने ग्रह की खोज करने वाले खगोलशास्त्री क्लाइड टॉम्बो के सम्मान में अनौपचारिक रूप से प्लूटो के दिल के आकार की विशेषता 'टॉम्बॉग रेजियो' का नाम दिया। प्लूटो के 'हृदय' के पश्चिमी लोब के उज्ज्वल विस्तार को अनौपचारिक रूप से स्पुतनिक प्लानम कहा जाता है। ऊपर बाईं ओर: प्लूटो की सतह में भूमि-रूपों की एक उल्लेखनीय श्रृंखला है, जिनके अपने अलग रंग हैं, जो एक जटिल भूवैज्ञानिक और जलवायु संबंधी कहानी बताते हैं। श्रेय: NASA / JHUAPL / SwRI . के सौजन्य से
टॉम्बॉग रेजियो एक बहुत ही अजीब जगह है, वैसे भी इंसानों की नज़र में। इसमें दो बड़े लोब हैं जो इसे दिल की तरह दिखते हैं, और खगोलविद कभी-कभी इसे 'प्लूटो का दिल' कहते हैं। पश्चिमी लोब को कहा जाता है स्पुतनिक प्लैनिटिया , और इसमें 6200 मीटर (20,000 फीट) ऊंचे पहाड़ (तेनजिंग मोंटेस, पूर्व में नोर्गे मोंटेस) पानी की बर्फ से बने हैं, और नाइट्रोजन बर्फ से ढका एक विशाल मैदान है।
स्पुतनिक प्लैनिटिया के दक्षिणी क्षेत्र की यह एनोटेट छवि इसकी जटिलता को दर्शाती है, जिसमें प्लूटो के बर्फीले मैदानों के बहुभुज आकार, इसकी दो पर्वत श्रृंखलाएं और एक ऐसा क्षेत्र शामिल है जहां ऐसा प्रतीत होता है कि प्राचीन, भारी-गड्ढे वाले इलाके पर बहुत नए बर्फीले जमाओं द्वारा आक्रमण किया गया है। छवि में हाइलाइट किया गया बड़ा गड्ढा लगभग 30 मील (50 किलोमीटर) चौड़ा है, जो लगभग बड़े वाशिंगटन, डीसी क्षेत्र के आकार का है। श्रेय: NASA/JHUAPL/SwRI
एक नया पेपर कहता है कि स्पुतनिक प्लैनिटिया में विशाल नाइट्रोजन जमा प्लूटो की हवाओं को चलाता है, और ग्रह की सतह को आकार देता है। पेपर का शीर्षक है ' प्लूटो का धड़कता दिल वायुमंडलीय परिसंचरण को नियंत्रित करता है: उच्च संकल्प और बहु-वर्षीय संख्यात्मक जलवायु सिमुलेशन से परिणाम ।' यह जर्नल ऑफ जियोफिजिकल रिसर्च में प्रकाशित हुआ है। मुख्य लेखक नासा के एम्स रिसर्च सेंटर में एक खगोल भौतिक विज्ञानी और ग्रह वैज्ञानिक टंगी बर्ट्रेंड हैं।
'प्लूटो में हर किसी के लिए कुछ रहस्य है।'
टंगी बर्ट्रेंड, प्रमुख लेखक, एम्स रिसर्च सेंटर
प्लूटो के अधिकांश पतले वातावरण में नाइट्रोजन है, और कार्बन डाइऑक्साइड और मीथेन की थोड़ी मात्रा भी है। स्पुतनिक प्लैनिटिया में जमी हुई नाइट्रोजन की एक बड़ी मात्रा बैठती है, और दिन के दौरान, तापमान इतना बढ़ जाता है कि इसे वाष्प में बदल देता है। रात में, प्रक्रिया उलट जाती है, और नाइट्रोजन फिर से जम जाती है, सतह पर गिरती है। हर बार जब चक्र दोहराता है, तो यह एक पंप, या 'दिल की धड़कन' की तरह काम करता है, जो ग्रह के चारों ओर नाइट्रोजन की हवाओं को पंप करता है।
वह हवा ग्रह के घूर्णन की विपरीत दिशा में बहती है, और यह ग्रह पर असामान्य सतह सुविधाओं के लिए जिम्मेदार हो सकती है। जैसे ही पतली, नाइट्रोजन युक्त हवा सतह के साथ चलती है, यह उत्तर और उत्तर-पश्चिमी क्षेत्रों में गहरी हवा की धारियाँ और मैदान बनाने के लिए गर्मी, बर्फ के कणों और धुंध के कणों का परिवहन करती है।
'यह इस तथ्य पर प्रकाश डालता है कि प्लूटो का वातावरण और हवाएँ - भले ही वातावरण का घनत्व बहुत कम हो - सतह को प्रभावित कर सकता है,' कैलिफोर्निया में नासा के एम्स रिसर्च सेंटर के एक खगोल भौतिकीविद् और ग्रह वैज्ञानिक और अध्ययन के प्रमुख लेखक टंगी बर्ट्रेंड ने कहा।
'टॉम्बॉग रेजियो' का हाय रेस मोज़ेक प्लूटो पर दिल के आकार का क्षेत्र दिखाता है और 'नोर्गे मोंटेस' की बर्फीली पर्वत श्रृंखलाओं और 'स्पुतनिक प्लेनम' के बर्फ के मैदानों पर केंद्रित है। नया मोज़ेक नासा के न्यू होराइजन्स लोरी इमेजर द्वारा कैप्चर की गई उच्चतम रिज़ॉल्यूशन इमेजरी को जोड़ती है। 14 जुलाई, 2015 को इतिहास के सबसे नज़दीकी दृष्टिकोण फ्लाईबाई बनाने के दौरान, टॉमबॉघ रेजियो के व्यापक, निम्न रिज़ॉल्यूशन दृश्य पर लिपटा हुआ। बाईं ओर इनसेट हवा की संभावित धारियाँ दिखाता है। दाईं ओर इनसेट संदर्भ में विशाल दिल के आकार के क्षेत्र के स्थान के साथ प्लूटो के वैश्विक दृष्टिकोण को दर्शाता है। स्थानों के नामों के साथ एनोटेट किया गया। श्रेय: NASA/JHUAPL/SWRI/ मार्को डि लोरेंजो/केन क्रेमर/kenkremer.com
स्पुतनिक प्लैनिटिया क्षेत्र, या प्लूटो के दिल का बायां लोब, बाकी ग्रह की तुलना में कम ऊंचाई पर है, और यह अधिकांश नाइट्रोजन को बरकरार रखता है। स्पुतनिक प्लैनिटिया एक 1,000 किलोमीटर (620 मील) की बर्फ की चादर है जो 3 किलोमीटर (1.9 मील) गहरे बेसिन में स्थित है। दाहिना लोब ज्यादातर हाइलैंड्स और नाइट्रोजन ग्लेशियर हैं।
प्लूटो के अनौपचारिक रूप से नामित स्पुतनिक प्लानम के विशाल नाइट्रोजन बर्फ के मैदान - प्लूटो के 'हृदय' का पश्चिमी भाग। छवि क्रेडिट: NASA/JHUAPL/SwRI
'न्यू होराइजन्स से पहले, सभी ने सोचा था कि प्लूटो एक नेटबॉल होने जा रहा है - पूरी तरह से सपाट, लगभग कोई विविधता नहीं,' बर्ट्रेंड ने एक में कहा प्रेस विज्ञप्ति . 'लेकिन यह पूरी तरह से अलग है। इसके कई अलग-अलग परिदृश्य हैं और हम यह समझने की कोशिश कर रहे हैं कि वहां क्या हो रहा है।'
प्लूटो के वायुमंडल को पतला बताना एक अल्पमत है। यह पृथ्वी की तुलना में लगभग 100,000 गुना पतला है। तो वातावरण में हवा कैसे पतली होती है जो परिदृश्य को आकार देती है?
बर्ट्रेंड की टीम ने प्लूटो के न्यू होराइजन्स फ्लाईबाई से डेटा लिया, और फिर नाइट्रोजन हवाओं का अनुकरण करने के लिए एक मौसम पूर्वानुमान मॉडल बनाया।
टीम ने पाया कि 4 किमी (2.5 मील) से ऊपर की हवाएं पश्चिम की ओर चलती हैं, जो प्लूटो के घूमने की विपरीत दिशा में है। जब टॉम्बॉग रेजियो में जमी हुई नाइट्रोजन उत्तर में वाष्प में बदल जाती है, फिर दक्षिण में फिर से बर्फ बन जाती है, उस गति से पश्चिम की हवाएँ चलती हैं। ट्राइटन, नेप्च्यून के चंद्रमा के संभावित अपवाद के साथ, यह स्थिति हमारे सौर मंडल में अद्वितीय होने की संभावना है।
शोधकर्ताओं ने एक और हवा का प्रवाह भी पाया। यह सतह के करीब तेज़, तेज़ चलने वाली हवा है। यह स्पुतनिक प्लैनिटिया बेसिन के पश्चिमी किनारे पर बहती है। पृथ्वी पर हवा के समान पैटर्न हैं, जो परिदृश्य की रूपरेखा का अनुसरण करते हैं।
14 जुलाई, 2015 को प्लूटो के सबसे करीब पहुंचने के ठीक 15 मिनट बाद, नासा के न्यू होराइजन्स अंतरिक्ष यान ने वापस सूर्य की ओर देखा और प्लूटो के क्षितिज तक फैले ऊबड़-खाबड़, बर्फीले पहाड़ों और समतल बर्फ के मैदानों के सूर्यास्त के निकट के दृश्य को कैप्चर किया। अनौपचारिक रूप से नामित स्पुतनिक प्लानम (दाएं) का सुगम विस्तार 11,000 फीट (3,500 मीटर) ऊंचे ऊबड़-खाबड़ पहाड़ों से पश्चिम (बाएं) की ओर है, जिसमें अग्रभूमि में अनौपचारिक रूप से नोर्गे मोंटेस और क्षितिज पर हिलेरी मोंटेस शामिल हैं। इमेज क्रेडिट: NASA/जॉन्स हॉपकिन्स यूनिवर्सिटी एप्लाइड फिजिक्स लेबोरेटरी/साउथवेस्ट रिसर्च इंस्टीट्यूट द्वारा। पब्लिक डोमेन
अध्ययन के अनुसार, हवा नाइट्रोजन वाष्प के वापस बर्फ में संघनित होने से संचालित होती है। स्पुतनिक प्लैनिटिया की ऊँची-ऊँची चट्टानें बेसिन के अंदर ठंडी हवा को फँसाती हैं। जैसे-जैसे यह वहां घूमता है, यह मजबूत होता जाता है।
अगर प्लूटो की नाइट्रोजन की धड़कन इन हवाओं को चला रही है, तो वे स्पुतनिक प्लैनिटिया के पश्चिम में हवा की लकीरों और अंधेरे मैदानों की व्याख्या कर सकते हैं। यदि हवाएँ सतह को गर्म करने के लिए पर्याप्त गर्मी लाती हैं, तो इससे धारियाँ और मैदान बन सकते हैं। या यह धुंध के कण जमा कर सकता है, जो बर्फ को काला और नष्ट कर सकता है। और अगर हवा विपरीत दिशा में चलती है - अर्थात प्लूटो की स्पिन के समान दिशा में - तो परिदृश्य बहुत भिन्न हो सकते हैं।
स्पुतनिक प्लैनिटिया का एक डिजिटल एलिवेशन मॉडल (डीईएम)। छवि क्रेडिट: बर्ट्रेंड एट अल 2020
उज्ज्वल N2 बर्फ के मैदान (लाल), गहरे N2 बर्फ के मैदान (नीला), पहाड़ों और पहाड़ियों को दिखाने वाला एक साधारण भूवैज्ञानिक नक्शा, जो स्पुतनिक प्लैनिटिया (हरा) के पश्चिमी रिम को रेखांकित करता है, और पूर्वी टॉमबाग रेजियो (सियान) के चमकीले गड्ढे हैं। पीली रेखा उज्ज्वल और अंधेरे मैदानों के बीच की निरंतर सीमा के साथ-साथ उज्ज्वल गड्ढे वाले ऊपरी इलाकों की उत्तरी सीमा को मैप करती है। ब्लैक बॉक्स स्पुतनिक प्लैनिटिया में सुविधाओं के स्थान को इंगित करता है, जिसकी व्याख्या हवा की लकीरों के रूप में की जाती है, जैसा कि इनसेट में बैंगनी रंग में मैप किया गया है। नीला बॉक्स और सफेद तीर संभवतः गहरे रंग की सामग्री से भरे गहरे गर्त के स्थान को इंगित करते हैं। छवि क्रेडिट: बर्ट्रेंड एट अल 2020
जुलाई 2015 के लिए शोधकर्ताओं के वैश्विक जलवायु मॉडल के साथ सतह से 1000 मीटर ऊपर स्पुतनिक प्लैनिटिया में दैनिक माध्य क्षैतिज हवाओं का एक नक्शा प्राप्त किया। पीली रेखा उपरोक्त भूवैज्ञानिक मानचित्र में उज्ज्वल/अंधेरे सीमा की प्रतिकृति बनाती है। छवि क्रेडिट: बर्ट्रेंड एट अल 2020।
'स्पुतनिक प्लैनिटिया प्लूटो की जलवायु के लिए उतना ही महत्वपूर्ण हो सकता है जितना कि महासागर पृथ्वी की जलवायु के लिए है,' बर्ट्रेंड ने कहा। 'यदि आप स्पुतनिक प्लैनिटिया को हटाते हैं - यदि आप प्लूटो के दिल को हटा देते हैं - तो आपके पास समान परिसंचरण नहीं होगा,' उन्होंने कहा।
प्लूटो पर सबसे 'प्रसिद्ध विशेषता' शायद है ब्लेड वाला इलाका . ब्लेड वाले इलाके मुख्य रूप से मीथेन बर्फ से बने गगनचुंबी इमारत के आकार, दांतेदार भूमि-रूपों के क्षेत्र हैं। वे भूमध्य रेखा के पास उच्च ऊंचाई पर पाए जाते हैं। क्या वे प्लूटो के धड़कते नाइट्रोजन दिल की एक कलाकृति हो सकते हैं?
प्लूटो का ब्लेड वाला इलाका जैसा कि जुलाई 2015 के फ्लाईबाई के दौरान न्यू होराइजन्स से देखा गया था। श्रेय: NASA/JHUAPL/SwRI
अपने पेपर में, शोधकर्ता कहते हैं, '... CH4 (मीथेन) बर्फ के भूमध्यरेखीय संचय की अवधि के दौरान, रेट्रो-रोटेशन और स्पुतनिक प्लैनिटिया से ठंडी N2-समृद्ध हवा का इंजेक्शन गैसीय CH4 को पश्चिम की ओर ले जा सकता है और धक्का दे सकता है, ताकि यह इसके पक्ष में हो। पश्चिमी देशांतरों (यानी, स्पुतनिक प्लैनिटिया के पूर्व में) पर CH4 बर्फ का संचय वहाँ ब्लेड वाले इलाके के निर्माण के लिए अग्रणी है। ”
वे यह भी कहते हैं '... ब्लेडेड टेरेन डिपॉजिट की लकीरें ('ब्लेड') एक प्रमुख एन-एस अभिविन्यास प्रदर्शित करती हैं, जो इस अजीबोगरीब वायुमंडलीय परिसंचरण शासन से भी उत्पन्न हो सकती है।'
अभी के लिए, यह अनिश्चित लगता है कि क्या ये नाइट्रोजन हवाएं धराशायी इलाके का कारण बन सकती हैं। लेकिन टीम कोशिश करने और पता लगाने का इरादा रखती है। 'भविष्य में, हम उच्च संकल्प दीर्घकालिक जीसीएम सिमुलेशन का उपयोग करके इन विचारों का और पता लगाने और इन अनुदैर्ध्य विषमताओं और अजीब भूगर्भीय संरचनाओं की ओर अग्रसर प्रक्रियाओं की जांच करने की योजना बना रहे हैं।'
अपने निष्कर्ष में, लेखक कहते हैं, 'हमारा काम पुष्टि करता है कि जमी हुई सतह और कमजोर वातावरण के बावजूद, प्लूटो की जलवायु उल्लेखनीय रूप से सक्रिय है।' जितना सोचा था उससे कहीं ज्यादा सक्रिय।
न्यू होराइजन्स प्लूटो की कक्षा में प्रवेश करने में असमर्थ था। ऐसा करना मुश्किल है, और वह कभी भी इसका मिशन नहीं था। नासा विचार कर रहा है प्लूटो ऑर्बिटर भविष्य में, लेकिन इस बीच, हमने बर्फीले बौने ग्रह के बारे में जो कुछ भी सीखा, वह हमने एक ही फ्लाई-बाय से सीखा। फिर भी, हमने इस दिलचस्प, रहस्यमय दुनिया के बारे में जानने के लिए काफी कुछ सीखा है।
'प्लूटो में सभी के लिए कुछ रहस्य है,' बर्ट्रेंड ने कहा।