A Model of UV-Blue Absorbance in Bulk Liquid of Venusian Cloud Aerosols Is Consistent with Efficient Organic Absorbers at High Concentrations

शुक्र को अक्सर पृथ्वी की जुड़वां बहन कहा जाता है, एक ऐसी दुनिया जो आकार और संरचना में समान है, फिर भी यह चरम सीमाओं का स्थान है। इसका आकाश एक निरंतर, हल्के पीले रंग का धुंधलापन है, जो एक ऐसे धरातलीय दृश्य को छिपाए हुए है जो अत्यधिक गर्म है और भारी दबाव से कुचला हुआ है। एक सदी से अधिक समय से, खगोलविदों को पता है कि यह पीली चादर एक रहस्य छिपाए हुए है। जब पराबैंगनी प्रकाश के लेंस के माध्यम से देखा जाता है, तो ग्रह का चिकना चेहरा गहरे रंग की धारियों और धब्बों के एक अराजक परिदृश्य में बदल जाता है। ये विशेषताएं ग्रह के चारों ओर एक विशाल, चार-दिवसीय चक्र में घूमती हैं, जो उन हवाओं द्वारा संचालित होती हैं जो ग्रह के अपने घूर्णन की तुलना में कहीं अधिक तेज़ चलती हैं। इन गहरे निशानों के लिए जिम्मेदार पदार्थ एक रहस्य बना हुआ है, एक ऐसी अदृश्य शक्ति जो बादलों के ऊपरी स्तर तक पहुँचने वाली आधी से अधिक धूप को सोख लेती है। यह अज्ञात अवशोषक महत्वपूर्ण है क्योंकि यह पूरे वायुमंडल के लिए एक थर्मोस्टेट के रूप में कार्य करता है, हवा को गर्म करता है और उन हिंसक हवाओं को चलाता है जो ग्रह के मौसम को परिभाषित करती हैं। इस अंधेरे पदार्थ के बारे में समझे बिना, वैज्ञानिक पूरी तरह से यह नहीं समझा सकते कि शुक्र कैसे काम करता है या यह पृथ्वी से इतना अलग क्यों है।

द दशकों से, शोधकर्ताओं ने इस अंधकार को समझाने के लिए साधारण गैसों से लेकर जटिल खनिजों तक दर्जनों संभावित उम्मीदवारों का प्रस्ताव दिया है। हालाँकि, स्पेसक और उनके सहयोगियों द्वारा किया गया एक नया अध्ययन बादलों पर ध्यान केंद्रित करने के बजाय उन्हें बनाने वाली तरल बूंदों पर ध्यान केंद्रित करके एक नया दृष्टिकोण प्रदान करता है। टीम ने महसूस किया कि अंतरिक्ष से बादलों को देखना एक नदी के कोहरे को देखकर उसके रंग का आकलन करने की कोशिश करने जैसा है। नन्ही बूंदें प्रकाश को इतनी प्रभावी ढंग से बिखेरती हैं कि वे अंदर के तरल को वास्तव में होने की तुलना में बहुत अधिक चमकीला और हल्का दिखा देती हैं। अवशोषक की वास्तविक प्रकृति को खोजने के लिए, वैज्ञानिकों को उल्टा काम करना पड़ा। उन्होंने शुक्र के ऊपरी बादलों से परावर्तित होने वाले प्रकाश के विस्तृत अवलोकन लिए और कंप्यूटर मॉडल का उपयोग किया ताकि यह गणना की जा सके कि बूंदें उस प्रकाश को कैसे बिखेरती हैं। बिखराव के प्रभावों को हटाकर, उन्होंने बादल की बूंदों के भीतर के मुख्य तरल के वास्तविक अवशोषण गुणों की गणना की।

इस गणना का परिणाम चौंकाने वाला था। बादलों को बनाने वाला तरल अविश्वसनीय रूप से गहरा होना चाहिए, जो प्रकाश को इतनी तीव्रता से सोखता है जो अधिकांश ज्ञात रसायनों की क्षमता से कहीं अधिक है। शोधकर्ताओं ने पाया कि बादलों को अंतरिक्ष से जैसा दिखना चाहिए, उसके लिए उनके भीतर के तरल में पराबैंगनी और नीले प्रकाश को सोखने की एक विशिष्ट, तीव्र क्षमता होनी चाहिए। अवशोषण का यह स्तर इतना उच्च है कि यह एक ऐसे पदार्थ की उपस्थिति का संकेत देता है जो प्रकाश को पकड़ने में अत्यधिक कुशल है और पर्याप्त मात्रा में मौजूद है। यदि अवशोषक कोई सामान्य अकार्बनिक रसायन होता, जैसे कि लोहे के यौगिक, तो उसे बूंद का एक बड़ा हिस्सा बनाना पड़ता, जो अनिवार्य रूप से पूरे बादल को धातु के कीचड़ में बदल देता। मॉडल सुझाव देते हैं कि यह असंभावित है। इसके बजाय, डेटा कार्बन परमाणुओं की श्रृंखलाओं वाले जटिल कार्बनिक अणुओं की ओर इशारा करता है, जो प्रकाश को सोखने में उत्कृष्ट होते हैं।

अध्ययन संभावनाओं के क्षेत्र को यह दिखाकर सीमित करता है कि अवशोषक डामर जैसी पदार्थों का कोई यादृच्छिक, अस्त-व्यस्त मिश्रण नहीं हो सकता है। जब कार्बनिक अणुओं को शुक्र के बादलों के कठोर, अम्लीय वातावरण के संपर्क में लाया जाता है, तो वे अक्सर गहरे, निराकार पिंडों में टूट जाते हैं जो लाल रंगों सहित पूरे स्पेक्ट्रम में प्रकाश को सोख लेते हैं, जिन्हें हम शुक्र के बादलों में नहीं देखते हैं। नया मॉडल दिखाता है कि शुक्र के अवशोषक का एक स्पष्ट, विशिष्ट प्रोफाइल है, जो पराबैgetनी और नीले रंग में मजबूती से सोखता है लेकिन जैसे ही प्रकाश लाल होने लगता है वैसे ही तेजी से गिर जाता है। यह विशिष्ट आकार क्षयकारी कार्बनिक पदार्थों के बजाय सुस्पष्ट, स्थिर अणुओं की उपस्थिति का सुझाव देता है। शोधकर्ता सुझाव देते हैं कि अवशोषक एक प्रकार का जटिल कार्बनिक वर्णक (पिगमेंट) हो सकता है, जो कुछ बैक्टीरिया या पौधों में पाए जाने वाले अणुओं के समान है, लेकिन सल्फ्यूरिक एसिड की बूंदों के भीतर एक केंद्रित रूप में मौजूद है।

अपने मॉडल द्वारा आवश्यक प्रकाश अवशोषण की तीव्रता से मेल खाने के लिए, टीम ने गणना की कि इन कार्बनिक अणुओं को बादल के तरल में लगभग 12 ग्राम प्रति लीटर की सांद्रता में मौजूद होना होगा। यह आश्चर्यजनक रूप से बहुत अधिक मात्रा है, जो मानव रक्त में रक्त कोशिकाओं की सांद्रता या गाढ़े पेंट में पिगमेंट की मात्रा के बराबर है। हालांकि यह बहुत अधिक लग सकता है, अध्ययन तर्क देता है कि बादल की बूंदों के भीतर ऐसी सांद्रता भौतिक रूप से संभव है। ये निष्कर्ष इस लंबे समय से चले आ रहे विचार को चुनौती देते हैं कि शुक्र के अम्लीय बादल जटिल कार्बनिक रसायन विज्ञान का समर्थन करने के लिए बहुत प्रतिकूल हैं। इसके बजाय, डेटा बताता है कि बादल प्रकाश को सोखने वाले कार्बनिक यौगिकों के एक समृद्ध, केंद्रित घोल को धारण कर सकते हैं जो वायुमंडल में यात्रा करने के लिए पर्याप्त स्थिर हैं।

यह कार्य यह दावा नहीं करता है कि इसने गहरे निशानों के लिए जिम्मेदार सटीक अणु की पहचान कर ली है। संभावित कार्बनिक संरचनाओं का ब्रह्त्व विशाल है, और कई अलग-अलग अणु टीम द्वारा गणना किए गए अवशोषण प्रोफाइल में फिट हो सकते हैं। हालाँकि, अध्ययन उन नियमों का एक सख्त सेट प्रदान करता है कि उत्तर कैसा दिखना चाहिए। कोई भी उम्मीदवार सक्षम होना चाहिए कि वह अत्यधिक दक्षता के साथ प्रकाश को सोख सके, सांद्रित सल्फ्यूरिक एसिड में स्थिर रह सके, और निराकार काले डामर में न बदले। यह शोध अन्वेषण के अगले चरण के लिए मंच तैयार करता है, जहाँ वैज्ञानिक इन विशिष्ट बाधाओं का परीक्षण कर सकते हैं। आगामी मिशन, जिसमें रॉकेट लैब द्वारा एक नियोजित प्रोब शामिल है, सीधे बादलों में उड़ने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं ताकि इन कार्बनिक अणुओं के स्पष्ट संकेतों को देखा जा सके, जैसे कि एक विशिष्ट प्रकार की चमक जो केवल जटिल कार्बनिक पदार्थ प्रकाश पड़ने पर उत्पन्न करते हैं। तब तक, शुक्र पर गहरे निशान एक पहेली बने रहेंगे, लेकिन इस नए विश्लेषण के कारण, हम अंततः गायब टुकड़े के आकार को जान गए हैं।