एक ऐसे विकास में जिसने खगोलविदों को अपने मॉडल और संभवतः अपनी अपेक्षाओं को समायोजित करने पर मजबूर कर दिया है, जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप ने एक दूरस्थ गैस दानव पर पानी की बर्फ के बादल देखे हैं। यह खोज, मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोनॉमी (एमपीआईए) में एलिजाबेथ मैथ्यूज के नेतृत्व में की गई, ग्रह एप्सिलॉन इंडी एबी पर हुई, जो एक बृहस्पति समकक्ष है और जाहिर तौर पर हमारी सोच से कहीं अधिक जटिल है।
यह सिर्फ एक्सोप्लैनेट खोजने से लेकर उन्हें वास्तव में समझने तक की लंबी, धीमी यात्रा में एक महत्वपूर्ण कदम है। दशकों तक, 1995 से लेकर 2022 तक, खेल सिर्फ अप्रत्यक्ष तरीकों से खोज का था। 2022 में जेडब्ल्यूएसटी के प्रक्षेपण ने इसे बदल दिया, जिससे विस्तृत वायुमंडलीय अध्ययन संभव हुआ, हालांकि एलियन लॉन साइन्स की जांच करने के लिए हमें अभी भी कुछ और टेलीस्कोपों का इंतजार है।
जैसा कि प्रमुख लेखक एलिजाबेथ मैथ्यूज ने प्रशंसनीय परिप्रेक्ष्य के साथ कहा: "जेडब्ल्यूएसटी आखिरकार हमें सौर मंडल के समान ग्रहों का विस्तार से अध्ययन करने दे रहा है। अगर हम एलियन होते, कई प्रकाश वर्ष दूर से, और सूर्य की ओर देख रहे होते, तो जेडब्ल्यूएसटी पहला टेलीस्कोप होता जो हमें बृहस्पति का विस्तार से अध्ययन करने देता।" निहितार्थ यह है, बेशक, कि पृथ्वी का विस्तार से अध्ययन करने के लिए ऐसी तकनीक की जरूरत होगी जो हमने अभी तक नहीं बनाई है, और शायद यही बेहतर है।
असली बृहस्पति जैसे ग्रहों का अध्ययन मुश्किल रहा है क्योंकि सबसे आसान तरीके के लिए उनका अपने तारे के सामने से गुजरना जरूरी है, जो गर्म, नजदीकी गैस दानवों को तरजीह देता है। मैथ्यूज की टीम ने इससे बचने के लिए जेडब्ल्यूएसटी के मध्य-अवरक्त उपकरण एमआईआरआई का उपयोग करके एप्सिलॉन इंडी एबी की सीधी इमेजिंग की। यह ग्रह, तारा एप्सिलॉन इंडी ए के चारों ओर नक्षत्र इंडस में परिक्रमा करता है, एक भारी-भरकम साथी है जिसका द्रव्यमान 7.6 बृहस्पति के बराबर है लेकिन व्यास लगभग समान है। यह अपने थोड़े ठंडे तारे से बृहस्पति की सूर्य से दूरी की तुलना में लगभग चार गुना दूरी पर परिक्रमा करता है, जिससे इसका सतही तापमान 200 से 300 केल्विन (-70 से +20 °C) के बीच रहता है। यह बृहस्पति के 140 K से गर्म है, जो इसके निर्माण से बची हुई गर्मी है और अरबों वर्षों में धीरे-धीरे खत्म हो जाएगी।
टीम ने तारे के प्रकाश को रोकने के लिए एमआईआरआई पर एक कोरोनाग्राफ का उपयोग किया और 11.3 μm पर चित्र लिए, जो अमोनिया से जुड़ी तरंगदैर्ध्य के ठीक बाहर है। इनकी तुलना 10.6 μm पर 2024 की छवियों से करके, वे अमोनिया के स्तर का अनुमान लगा सके। यहां एमपीआईए द्वारा निर्मित हार्डवेयर की प्रशंसा की जानी चाहिए।
आश्चर्य क्या है? बृहस्पति के ऊपरी वायुमंडल पर अमोनिया गैस और बादलों का दबदबा है। एप्सिलॉन इंडी एबी से बहुत सारी अमोनिया गैस की उम्मीद थी, लेकिन बादलों की नहीं। इसके बजाय, अवलोकनों ने अनुमान से कम अमोनिया दिखाया। प्रमुख स्पष्टीकरण क्या है? मोटे, चिथड़ेदार पानी की बर्फ के बादल, जैसे पृथ्वी के सिरस बादल, रास्ते में आ रहे हैं।
यह खगोलविदों के लिए एक रोचक समस्या पेश करता है, जिनके कंप्यूटर मॉडल अक्सर चीजों को सरल बनाने के लिए बादलों को नजरअंदाज कर देते हैं क्योंकि उनका सिमुलेशन करना मुश्किल है। सह-लेखक जेम्स मैंग, यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्सास ऑस्टिन, ने इसे "एक बढ़िया समस्या" बताया, और कहा कि जेडब्ल्यूएसटी ऐसी जटिलता उजागर कर रहा है जिसे मॉडल अब "पकड़ना शुरू कर रहे हैं"।
भविष्य सबसे अच्छे तरीके से बादलों से भरा दिख रहा है। नासा का नैन्सी ग्रेस रोमन स्पेस टेलीस्कोप, जो 2026-2027 में एमपीआईए को साझेदार बनाकर प्रक्षेपित होगा, परावर्तक पानी की बर्फ के बादलों का सीधा पता लगाने में माहिर होना चाहिए। इस बीच, मैथ्यूज की टीम अन्य ठंडे बृहस्पति समकक्षों का अध्ययन करने के लिए अधिक जेडब्ल्यूएसटी समय की तलाश में है, जो अंतिम लक्ष्य की नींव रख रही है: पृथ्वी जैसी दुनियाओं का अध्ययन और, एक दिन, इस बात के संकेतों की तलाश कि हम अकेले नहीं हैं।
ये निष्कर्ष एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स में ई. सी. मैथ्यूज एट अल द्वारा प्रकाशित किए गए हैं। इसमें शामिल एमपीआईए शोधकर्ता एलिजाबेथ मैथ्यूज और भावेश राजपूत हैं, जो जेम्स मैंग और कैरोलिन मोर्ले (यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्सास ऑस्टिन), आर्यन कार्टर और मैथिल्ड मालिन (स्पेस टेलीस्कोप साइंस इंस्टीट्यूट), और अन्य के साथ सहयोग कर रहे हैं।