مشتری کا عظیم سرخ دھبہ کیوں سکڑ رہا ہے؟

مشتری سے 30,000 km اوپر تیرنا

مشتری کا عظیم سرخ دھبہ کیوں سکڑ رہا ہے، اس کا یقینی جواب ابھی نہیں ملا؛ آس پاس کے جیٹ اور چھوٹے بھنوروں کا کردار زیر تحقیق ہے۔ مشتری پر زمین نہیں۔ تصاویر میں نظر آنے والی ہر چیز بادل ہے: کریم، ہلکے اور گہرے بھورے پٹے، سفید بیضوی شکلیں، اور ہمارے سیارے سے چوڑا سرخ طوفان۔ یہ نمائش آپ کو ان بادلوں کے اوپر رکھتی ہے۔ آپ 30,000 km اوپر سے عظیم سرخ دھبے کو دیکھتے ہیں، پاس اسی پیمانے پر زمین تیرتی ہے۔ وہاں سے بادلوں کی چوٹیوں تک اتر سکتے ہیں، تیز ترین ہوا کے ساتھ بہہ سکتے ہیں، رات میں بجلی اور شمالی قطب کے گرد گردباد دیکھ سکتے ہیں، پھر بادلوں کی تہوں میں 1995 کے Galileo آلے کے راستے پر وہاں تک جا سکتے ہیں جہاں اس کا ریڈیو خاموش ہوا۔

منظر کی اونچائیاں «1-bar سطح» سے ناپی جاتی ہیں، جہاں ہوا کا دباؤ زمین کے سمندر کی اوسط سطح کے دباؤ جتنا ہے۔ سیاروں کے سائنس دان اسے مشتری کی سطح سمندر کا بدل مانتے ہیں، کیونکہ ناپنے کے لیے کوئی سطح نہیں۔ نظر آنے والے بادل اس سے ذرا اوپر، اس ماڈل میں تقریباً 10 km پر ہیں۔ منفی اونچائی اس سطح کے نیچے، بادلوں کے اندر ہے۔

چھ علاقے اہم مناظر تک لے جاتے ہیں: عظیم سرخ دھبہ، 24° N کا جیٹ، شمالی قطب، 47° N کا طوفانی پٹا، Galileo کے داخلے کی جگہ، اور خط استوا پر شام کا آسمان۔ بادلوں کے قریب ہوں تو سامنے خیالی چبوترے پر 1.7 m لمبا انسان کھڑا ہوتا ہے تاکہ اپنے قد سے موازنہ ہو۔ کونے کا پیمانہ نظر آنے والے فاصلے کو سر سے پاؤں ملائے لیٹے لوگوں کی تعداد میں بدلتا ہے۔ 23 چھپی دریافتیں، 14 «دراصل…» کارڈ اور 13 چیلنج ہیں۔ معلوماتی خانے، کارڈ اور اس صفحے کے اعداد NASA، اس کی تجربہ گاہوں اور آخر میں درج شائع شدہ مقالوں سے ہیں۔

عظیم سرخ دھبہ کتنا بڑا ہے؟

عظیم سرخ دھبہ ایک بلند دباؤ کا طوفان، یعنی اینٹی سائیکلون ہے، خط استوا سے تقریباً 22° جنوب میں۔ ہر چند دن میں گھڑی کی سوئیوں کے الٹ ایک چکر لگاتا ہے۔ ایک صدی سے زیادہ عرصے سے حجم ناپا گیا ہے، اور اعداد واضح تبدیلی بتاتے ہیں۔

زمین کا قطر 12,742 km ہے۔ 1800 کی دہائی کے آخر میں طوفان کی لمبائی پر تین زمینیں ساتھ رکھ کر بھی جگہ بچتی۔ آج ایک زمین اسے تقریباً ڈھانپ دیتی ہے۔ سال کا کنٹرول طوفان کو 1800 کی دہائی کے آخر سے 2024 تک کسی بھی سال کے ناپے حجم پر دوبارہ بناتا ہے۔ حجم کا پینل اسی جدول کو ایک، دو اور تین زمین جتنے چوڑے پٹوں کے مقابل دکھاتا ہے۔

طوفان کی شمال جنوب چوڑائی بھی سکڑی، مگر آہستہ۔ 150 سال سے زیادہ کی پیمائشوں کے 2018 کے مطالعے میں لمبا محور تقریباً 0.194 درجے طول بلد فی سال، اور چوڑائی تقریباً 0.048 درجے عرض بلد فی سال کم ہوئی۔ جن برسوں میں صرف لمبائی لکھی گئی، منظر اسی نسبت سے چوڑائی بناتا ہے، اور کارڈ یہ بتاتا ہے۔ دسمبر 2023 سے مارچ 2024 کے آٹھ Hubble مشاہدوں میں سرخ بیضوی شکل اوسطاً تقریباً 13,600 ضرب 9,900 km تھی۔

سکڑتا ہوا طوفان

NASA نے 2014 میں سکڑنے پر بڑے پیمانے پر توجہ دلائی، جب Hubble تصاویر میں دھبہ تقریباً 16,500 km تھا، اس وقت کا سب سے چھوٹا ناپ۔ شوقیہ فلکیات دانوں نے 2012 میں دیکھا تھا کہ سکڑنے کی رفتار بڑھ رہی ہے، تقریباً 930 km سالانہ، اور طوفان بیضوی سے زیادہ گول ہو رہا ہے۔

سکڑنے کی وجہ اب بھی نامعلوم ہے۔ ایک خیال ہے کہ طوفان میں آنے والے چھوٹے بھنور اس کی ملنے والی توانائی اور مومینٹم بدلتے ہیں۔ دوسرا خیال ہے کہ آس پاس کے جیٹ اسے آہستہ دباتے ہیں۔ کوئی بات طے نہیں، اور منظر بھی یقینی جواب کا دعویٰ نہیں کرتا۔

Hubble کے تازہ مشاہدے میں نئی بات ملی۔ دسمبر 2023 سے مارچ 2024 کے 90 دن میں حجم اور شکل باقاعدہ لے میں بدلے، جیسے پیالے میں جیلی ہلتی ہو۔ طول بلد میں حرکت بھی اسی 90 دن کی مدت کے ساتھ تیز اور سست ہوئی۔ ماہرین حرکت کا یہ اتار چڑھاؤ کئی دہائیوں سے جانتے تھے؛ حجم کی تبدیلی نئی تھی۔ ٹیم کا خیال ہے کہ طوفان سکڑتا رہے گا یہاں تک کہ دونوں طرف کے جیٹ کے درمیان زیادہ ٹھیک بیٹھ جائے، پھر شاید زیادہ گول، مستحکم شکل اختیار کرے۔

سکڑنے کے ساتھ ہوائیں تیز ہوئیں۔ 2009 سے 2020 کے Hubble نقشے دکھاتے ہیں کہ کنارے کے ذرا اندر «تیز رفتار حلقہ» زیادہ سے زیادہ 8 فیصد تیز ہوا، اوسط رفتار 640 km/h (400 mph) سے اوپر رہی۔ وسط بہت آہستہ گھومتا ہے۔ دھبے کے درمیان پر نیچی پرواز کر کے یہ پرسکون حصہ ڈھونڈیں، جو چھپی دریافتوں میں سے ایک ہے۔

کیا یہی Cassini کا دیکھا طوفان ہے؟

بہت سی کتابیں کہتی ہیں عظیم سرخ دھبہ 1600 کی دہائی سے دیکھا جا رہا ہے۔ 1665 میں فلکیات دان Giovanni Domenico Cassini نے تقریباً اسی عرض بلد پر سیاہ بیضوی شکل دیکھی، جسے بعد میں «مستقل دھبہ» کہا گیا۔ دوسروں نے 1713 تک دیکھا۔ پھر ایک صدی سے زیادہ ریکارڈ خاموش ہے۔

2024 کے مطالعے نے پرانی تصویروں اور پیمائشوں کو پھر جانچا۔ Cassini کے دھبے کے حجم اور حرکت کا آج کے طوفان سے موازنہ کر کے نتیجہ نکالا کہ مستقل دھبہ شاید مٹ گیا، اور آج کا عظیم سرخ دھبہ پہلی بار 1831 میں دیکھا گیا۔ کمپیوٹر ماڈلوں سے بننے کے طریقے بھی آزمائے گئے۔ شمال اور جنوب کے مخالف جیٹوں کے درمیان لمبی، کم گہری اور آہستہ گردش، چھوٹے طوفانوں کے ملنے سے زیادہ موزوں نکلی۔ درست ہو تو جوان عظیم سرخ دھبہ آہستہ گھومتا تھا، اور سکڑنے کے ساتھ ہوا تیز ہوئی۔ ایک «دراصل…» کارڈ یہی ہے: طوفان پرانا ہے، مگر شاید درسی کتابوں جتنا پرانا نہیں۔

چوڑا مگر کم گہرا

عظیم سرخ دھبہ زمین سے چوڑا ہے، تو گہرائی کتنی ہے؟ 2021 میں ساتھ شائع ہونے والے Juno کے دو تجربوں نے دو طریقوں سے جواب دیا۔

Juno کا مائیکروویو ریڈیومیٹر ریڈیو تعدد کے لحاظ سے بادلوں کے نیچے مختلف گہرائیاں دیکھتا ہے۔ اسے طوفان کی جڑیں پانی اور امونیا کے متوقع جمع ہونے کی سطحوں سے نیچے ملیں۔ یعنی طوفان صرف اوپری بادلوں کا نقش نہیں بلکہ گہری فضا سے جڑا ہے۔ Juno کے کشش ثقل تجربے نے ٹھیک اوپر سے دو بار گزرتے وقت طوفان کی اضافی کمیت کی معمولی کھینچ ناپی۔ اس سگنل سے گہرائی کی حد ملی: عظیم سرخ دھبہ فضا کے اوپری 500 km کے اندر ہے۔

اس طرح طوفان کی چوڑائی (13,600 km) گہرائی (زیادہ سے زیادہ 500 km) سے تقریباً 27 گنا ہے۔ 27 cm چوڑے اور 1 cm موٹے پیزا کی بھی یہی نسبت ہے۔ مشتری کا نصف قطر 71,492 km ہے، اس لیے گہرا ترین طوفان بھی مرکز کے راستے کے 1 فیصد سے کم پہنچتا ہے۔

سرخ کیوں ہے؟

یقینی طور پر کوئی نہیں جانتا۔ رنگ طوفان میں اوپر، مرکزی بادلوں سے اوپر دھند میں ہے، جہاں دھوپ تیز ہے۔ ایک تجربے میں مشتری کی اوپری فضا کی دو گیسوں، امونیا اور ایسیٹیلین کے آمیزے پر بالائے بنفشی روشنی ڈالی گئی۔ سرخی مائل مرکبات بنے جن کا رنگ دھبے سے ملتا تھا۔ یہ مضبوط امکان ہے، آخری جواب نہیں۔ رنگ بدلتا بھی ہے: کچھ برسوں میں ہلکا گلابی، کچھ میں گہرا اینٹ جیسا سرخ۔ Hubble نے 2014 سے نیلی روشنی میں طوفان گہرا اور قریبی زیریں سرخ میں روشن ناپا، جو اوپری دھند کے بدلنے کی نشانی ہے۔ منظر کا رنگ ماڈل کا ہے؛ رنگ کا کارڈ مطالعات بتاتا ہے۔

چھوٹے طوفان جو آپ ڈھونڈ سکتے ہیں

بہت سے طوفانوں میں عظیم سرخ دھبہ سب سے بڑا ہے۔ سال بدلیں تو پاس کا نقشہ بھی بدلتا ہے، کیونکہ پڑوسیوں کی اپنی تاریخ ہے۔

بیضوی BA عظیم سرخ دھبے سے جنوب میں تقریباً 33° S پر ہے۔ ابتدا میں تین سفید بیضوی شکلیں تھیں جو دہائیوں سے سیارے کے گرد تھیں۔ 1998 سے 2000 میں مل کر ایک ہوئیں، 2006 تک مشترک طوفان سرخ ہو گیا۔ پہلی بار کسی نے سرخ دھبہ بنتے دیکھا۔ Hubble نے تصویر لی، ماہرین نے «چھوٹا سرخ دھبہ» کہا؛ بڑے پڑوسی سے تقریباً آدھا چوڑا ہے۔ بعد میں سفیدی کی طرف مدھم ہوا، پھر گہرا ہوا۔ تین سفید شکلیں دیکھنے کے لیے سال 2000 سے پہلے، سرخ کے لیے 2005 کے بعد کریں۔

مزید جنوب میں 40° S پر سفید بلند دباؤ کے طوفانوں کی قطار سیارے کو گھیرتی ہے: «موتیوں کی لڑی»۔ Juno نے 2017 میں آٹھ کی تصویر لی۔ خط استوا کے شمال میں تاریک شمالی استوائی پٹے سے ذرا اوپر دیرپا طوفان سفید دھبہ Z کی تصویر Juno کی 2019 میں 21ویں قریبی پرواز پر لی گئی۔

کچھ طوفان نئے ہیں۔ 31 مئی 2020 کو جنوبی افریقہ سے مشتری کی تصویر لیتے شوقیہ ماہر Clyde Foster نے جنوبی معتدل پٹے میں روشن اٹھتا بادل دیکھا، جو چند گھنٹے پہلے نہیں تھا۔ دو دن بعد Juno گزرا اور تصویر لی؛ نام «Clyde کا دھبہ» پڑا۔ منظر میں 2020 سے آتا ہے۔ ہر چند سال بعد 24° N کے جیٹ کے پاس بھی روشن بادل پھوٹتے ہیں، اور ایسا ایک واقعہ جیٹ والے علاقے کی دریافت ہے۔

1994 کے دمدار ستارے کے نشان

جولائی 1994 میں Shoemaker-Levy 9 دمدار ستارے کے بیس سے زیادہ ٹکڑے باری باری مشتری کے جنوبی نصف کرے سے ٹکرائے۔ ہر ضرب نے بادلوں میں گہرا بھورا نشان چھوڑا، جو زمین سے چھوٹی دوربینوں میں مہینوں دکھا۔ ٹکڑے G کے نشان کا سیاہ وسط 2,500 km چوڑا، 7,500 km چوڑے باریک سیاہ حلقے میں تھا: بہت سے ملکوں سے بڑا مگر زمین سے چھوٹا۔ سال 1994 کریں اور عظیم سرخ دھبے کے جنوب میں قطار ڈھونڈیں۔ منظر میں عین جگہیں ماڈل کی ہیں؛ حجم NASA کی ٹکڑے G کی تصویر کے مطابق ہیں۔

پٹے، خطے اور جیٹ دھارے

دور سے مشتری دھاری دار ہے۔ روشن دھاریوں کو خطے اور تاریک کو پٹے کہتے ہیں۔ خطے عموماً اونچے، ٹھنڈے امونیا کی برف کے بادل ہیں؛ پٹوں میں گہری، بھوری تہیں نظر آتی ہیں۔ درمیان میں جیٹ دھارے، ہوا کی تنگ پٹیاں مشرق یا مغرب چلتی اور دہائیوں تک عرض بلد قائم رکھتی ہیں۔ Cassini، Voyager اور Hubble نے مسلسل تصویروں میں بادلوں کی شکلیں ٹریک کر کے ناپا۔

بادلوں کی چوٹیوں پر مشرق کا طاقتور ترین جیٹ تقریباً 24° N پر ہے۔ 2008 سے 2016 کے Hubble ناپ اس کی چوٹی 144 سے 160 m/s، تقریباً 520 سے 580 km/h دیتے ہیں۔ ہر چند سال بعد ساتھ پھوٹنے والے روشن بادلوں کے بڑے واقعات کے بعد سست ہوتا ہے: اکتوبر 2016 کے بعد تقریباً 160 سے 144 m/s ہوا۔ زمین پر درجہ 5 سمندری طوفان 70 m/s (157 mph) سے شروع ہوتا ہے۔ مشتری کا عام جیٹ اس سے دو گنا سے زیادہ تیز ہے اور کبھی نہیں رکتا۔

خط استوا کی بھی اپنی باتیں ہیں۔ دکھتے بادلوں کی سطح پر ہوا تقریباً 250 km/h ہے۔ 2023 میں James Webb Space Telescope کو 25 سے 50 km اوپر، نچلی اسٹریٹوسفیئر میں تنگ جیٹ ملا، تقریباً 515 km/h، نیچے بادلوں سے دو گنا تیز۔

«ہوا کی لکیریں» کنٹرول بادلوں پر چلتی دھاریاں بناتا ہے: مشرق کے لیے نارنجی، مغرب کے لیے نیلا۔ ساتھ چھوٹا گراف عرض بلد کے مقابل ہوا، اور آپ کی جگہ سرخ نقطہ دکھاتا ہے۔ منظر کا پروفائل Hubble کی ناپی اہم چوٹیوں سے گزارا ہموار ماڈل ہے؛ معلوماتی خانے میں ماڈل لکھا ہے۔

ہوائیں کتنی گہری جاتی ہیں؟

1995 میں Galileo فضا میں گرا تو ریڈیو تعدد کی معمولی تبدیلیوں نے بتایا ہوا کتنی تیزی سے اسے پہلو میں دھکیل رہی ہے۔ بادلوں کے نیچے ہوا تیز ہو کر 4 bar پر تقریباً 170 m/s پہنچی، پھر تقریباً 21 bar تک ویسی رہی، جہاں آلہ بند ہوا۔ ہوائیں موسم کی پتلی کھال نہیں بلکہ گہری تھیں۔

بعد میں Juno نے ناپا جیٹ مشتری کے کشش ثقل میدان کو کتنا موڑتے ہیں۔ 2018 کا جواب ہے: جیٹ تقریباً 3,000 km نیچے جاتے ہیں، جہاں ہائڈروجن بجلی گزارنے لگتی ہے اور بہاؤ کھینچ کر سیارے کے ساتھ گھمایا جاتا ہے۔ عظیم سرخ دھبے کے 500 km سے چھ گنا گہرے۔ یہ دو «دراصل…» کارڈ ہیں۔

جیٹ کے ساتھ بہنا

24° N کے جیٹ پر «ہوا کے ساتھ بہنا» چلائیں، بادل آپ کو مشرق لے جاتے ہیں۔ حساب سادہ ہے۔ 150 m/s پر جیٹ ایک گھنٹے میں 540 km جاتا ہے، لہٰذا 1,000 km کے لیے دو گھنٹے سے ذرا کم لگتا ہے۔ وقت کی تیز رفتاری بادل اور آپ کا بہاؤ 1 سے 30,000 گنا تیز کرتی ہے تاکہ انتظار نہ کرنا پڑے۔ ایک چیلنج 1,000 km بہنے کو کہتا ہے۔

مشتری کی زیادہ تر شکلیں اپنے عرض بلد کے جیٹ کے ساتھ بہتی ہیں، اس لیے نقشہ ایک لمحے کی جھلک ہے۔ منظر میں بیضوی BA، سفید شکلوں اور طوفانی میناروں کی جگہیں ماڈل کی ہیں؛ کارڈ اصل مشاہدوں کے عرض بلد اور تاریخیں دیتے ہیں۔

قطبوں پر طوفان

جولائی 2016 میں Juno سے پہلے کسی جہاز نے مشتری کے قطبوں پر سیدھا نیچے نہیں دیکھا تھا۔ وہاں جو ملا وہ پہلے معلوم چیزوں جیسا نہیں تھا۔ شمالی قطب پر ایک گردباد، گرد آٹھ اور، ہر ایک 4,000 سے 4,600 km چوڑا، اتنے پاس کہ پیچ دار بازو چھوتے ہیں۔ جنوبی قطب پر پانچ 5,600 سے 7,000 km کے گردباد مرکزی ایک کے گرد ہیں۔ ہر ایک بڑا ملک ڈھانپ سکتا ہے۔ ہوا تقریباً 350 km/h پہنچتی ہے۔

یہ ترتیب سال بہ سال قائم رہی، جو ان سائنس دانوں کے لیے حیرت تھی جو طوفانوں کے بھٹکنے، ملنے یا ختم ہونے کی توقع رکھتے تھے۔ نومبر 2019 میں Juno نے جنوبی حلقے کے خلا میں چھٹا گردباد آتے دیکھا، دوسروں سے چھوٹا، تقریباً Texas جتنا، جس سے پانچ کونوں کی شکل چھ کی ہوئی۔ پھر پانچ رہ گئے۔ چھٹا دیکھنے کے لیے سال 2019 یا 2020 کریں؛ یہ دریافتوں میں ایک ہے۔

قطبی علاقہ گردباد کو تقریباً 5 مائیکرون طول موج پر Juno کے JIRAM کیمرے کی طرح زیریں سرخ میں دکھاتا ہے۔ اس روشنی میں گھنے بادل تاریک، پتلے روشن ہیں، کیونکہ گہرائی کی حرارت خلا سے نکلتی ہے۔ JIRAM نے سرد ترین اونچے بادلوں میں تقریباً 190 K (−83 °C) سے گہری ترین نظر آنے والی جگہوں میں تقریباً 260 K (−13 °C) چمک کا درجہ حرارت ناپا۔ کہیں بھی «زیریں سرخ (5 µm)» چلا کر منظر بدلیں۔

بجلی، کم گہری بجلی اور نرم اولے

Voyager 1 نے 1979 میں مشتری کی رات والی طرف بجلی دیکھی۔ دہائیوں اس کے ریڈیو سگنل عجیب لگے، یہاں تک کہ Juno کے مائیکروویو ریڈیومیٹر نے 600 MHz پر بجلی پکڑی، زمین جیسی ریڈیو کڑک۔ پہلے آٹھ چکروں میں 377 کوندے ریکارڈ ہوئے۔ زیادہ تر قطبوں کے پاس، شمال میں زیادہ، خط استوا کے پاس کوئی نہیں۔ زمین پر الٹ ہے: گرم خطوں میں زیادہ بجلی، جہاں سورج زمین گرم کرتا ہے۔ مشتری کے طوفان اندر کی حرارت سے چلتے ہیں، جو شاید قطبوں کے پاس آسانی سے اٹھتی ہے۔

Juno کو دوسری قسم کی بجلی بھی ملی۔ پانی کے بادلوں سے تقریباً 25 km اوپر، −88 °C سے ٹھنڈی ہوا میں چھوٹے کوندے آتے ہیں۔ مائع پانی وہاں نہیں ہونا چاہیے۔ وضاحت امونیا ہے: اس اونچائی پر جمنے سے روک کر طوفانوں کے اوپر پھینکے برف کے بلور پانی اور امونیا کے قطروں میں پگھلاتا ہے۔ قطرے اور برف ٹکرا کر چارج جمع کرتے ہیں، نتیجہ «کم گہری بجلی» ہے، ایسے بادل زمین پر نہیں۔

یہی طوفان شاید عجیب اولے بناتے ہیں۔ Juno کے سائنس دان «مش بال» کہتے ہیں: پانی اور امونیا کی نیم منجمد گیندیں، برف کے خول کے ساتھ، طوفان میں اوپر نیچے ہو کر بڑھتی ہیں، پھر گہرے گر کر امونیا لے جاتی ہیں۔ شاید اسی لیے Juno کے ریڈیومیٹر کو اوپر توقع سے کم امونیا ملتا ہے۔ منظر میں میناروں کے نیچے گرتے ذرے اولے ہیں؛ طوفانی علاقے میں مینار کے نیچے جا کر ڈھونڈیں۔

طوفانوں سے بہت اوپر Juno کے بالائے بنفشی طیف پیما نے 1-bar سطح سے تقریباً 260 km اوپر 11 مختصر روشن کوندے پکڑے، ہر ایک صرف چند ہزارویں سیکنڈ۔ زمین کے اسپرائٹس اور ایلوز جیسے ہیں، جو بہت نیچے کی طاقتور بجلی سے بنتے ہیں۔ زمین کی نائٹروجن والی فضا میں اسپرائٹ سرخ؛ مشتری کی ہائڈروجن میں شاید نیلے یا گلابی۔ منظر میں رات کو طوفانی علاقے کے اوپر کبھی کبھار دکھتے ہیں۔

طوفانی علاقہ خود ماڈل ہے: 47° N پر اونچے مینار رات اور دھندلکے میں چمکتے ہیں۔ اصل مشتری کے طوفان ہزاروں کلومیٹر چوڑے ہو سکتے، بادل مرکزی تہہ سے بہت اوپر اٹھ سکتے ہیں؛ منظر کے حجم دکھانے کے لیے چنے ہیں، ناپے نہیں گئے۔

نیچے اترنا: Galileo نے کیا ناپا

7 دسمبر 1995 کو، Galileo جہاز سے پانچ ماہ پہلے چھوڑا آلہ 47.6 km/s سے مشتری کی فضا میں 6.5° N اور 4.4° W پر داخل ہوا۔ سامنے کی صدمی لہر سورج کی سطح سے زیادہ روشن ہوئی۔ تقریباً دو منٹ بعد حرارتی ڈھال سے سست ہو کر پیراشوٹ کھولا اور بادلوں سے آہستہ گرا۔ NASA ریکارڈ ریڈیو ختم ہونے سے پہلے 58 منٹ کارآمد معلومات بتاتا ہے؛ آلہ 1.27 m چوڑا، اور روانگی پر 339 kg تھا۔

اس کے Atmospheric Structure Instrument نے پورے راستے حرارت اور دباؤ ناپا۔ وہ اعداد منظر پر ہیں۔ 1-bar سطح سے تقریباً 160 km اوپر سے نیچے جائیں تو معلوماتی خانے کی حرارت اور دباؤ NASA کے Planetary Data System میں محفوظ آلے کی اپنی معلومات سے آتے ہیں، ماڈل سے نہیں۔ کچھ اقدار:

سرد ترین ہوا اوپر، تقریباً 0.2 bar پر 110 K (−163 °C) ہے۔ نیچے ہر کلومیٹر پر تقریباً 2 °C سے مسلسل گرم ہوتی ہے، تقریباً اس شرح سے جس پر حرارت لیے یا کھوئے بغیر دبانے سے گیس گرم ہوتی ہے۔ 5 bar، 1-bar سطح سے 54 km نیچے، درجہ حرارت نقطہ انجماد پار کرتا ہے۔ آخری اقدار 22 bar اور 428 K، یعنی 155 °C، 1-bar سطح سے 132 km نیچے تھیں۔ اندر پینل کا «Galileo کے ساتھ نیچے اتریں» بٹن اس نزول کو حقیقی رفتار کے ساٹھ گنا، فی سیکنڈ ایک منٹ، دکھاتا ہے؛ آلہ پاس پیراشوٹ سے لٹکتا ہے۔

بادلوں کی تین تہیں، اور جو آلے کو نہ ملی

کون سی گیس کس حرارت پر جمع ہو، اس بنیاد کا معیاری ماڈل تین اہم تہیں بتاتا ہے۔ اوپری، تقریباً 0.5 سے 0.7 bar، امونیا کی برف ہے؛ زمین سے یہی سفید بادل دکھتا ہے۔ درمیانی، تقریباً 1.5 سے 2.2 bar، امونیم ہائڈروسلفائیڈ ہے، امونیا اور ہائڈروجن سلفائیڈ کا مرکب، ہلکے اور گہرے بھورے رنگ کا۔ گہری ترین، تقریباً 5 سے 7 bar، پانی ہے: اوپر برف، نیچے قطرے، بڑے گرج والے طوفانوں کا ذریعہ۔ آلے کی اپنی دباؤ اور اونچائی کے ریکارڈ سے پانی کی تہہ 1-bar سطح سے 54 سے 69 km نیچے بنتی ہے۔

«بادلوں کے نیچے» علاقے میں اتریں تو منظر یہ تین تہیں ماڈل کی سطحوں پر آپ کے گرد رکھتا ہے؛ ہر ایک سے گزرتے لمحہ بھر سفیدی ہوتی ہے۔ معلوماتی خانہ موجودہ تہہ کا نام دیتا ہے۔

آلے نے خود یہ صاف ترتیب نہیں دیکھی۔ نیفیلومیٹر کو صرف امونیا کے بادل کا پتلا نچلا کنارہ تقریباً 0.46 سے 0.55 bar پر، ایک معمولی تہہ 0.76 سے 1.34 bar پر جو امونیم ہائڈروسلفائیڈ سے ملتی تھی، اور پانی کا کوئی گھنا بادل نہیں ملا۔ کمیتی طیف پیما کو توقع سے بہت کم پانی ملا۔ وجہ گرنے کی جگہ تھی۔ زمینی مشاہدوں نے دکھایا کہ آلہ 5 مائیکرون کے گرم دھبے میں گیا، شمالی استوائی پٹے کے کنارے صاف خشک حصہ، اس کی جنوبی حد سے تقریباً 900 km اندر۔ گرم دھبے مشتری کی صاف اور خشک ترین جگہیں ہیں۔ لہٰذا نتیجہ گرم دھبوں کے بارے میں زیادہ، پورے سیارے کے بارے میں کم کہتا ہے؛ یہ «خشک حصہ» کارڈ ہے۔

Juno بادلوں کے نیچے کیسے دیکھتا ہے

کیمرے صرف بادلوں کی چوٹیاں دیکھتے ہیں۔ Juno گہرا دیکھنے کے لیے مائیکروویو ریڈیومیٹر لیتا ہے: لمبی طول موج کی ریڈیو لہریں گہری تہوں سے آتی ہیں، اس لیے چھ چینل مل کر چوٹیوں سے سینکڑوں کلومیٹر نیچے کی فضا جانچتے ہیں۔ 2017 میں شائع پہلے گزروں کے نتائج میں امونیا یکساں نہیں تھا۔ خط استوا پر امونیا سے بھرپور ہوا اٹھتی، اور کئی جگہ بادلوں سے بہت نیچے تک خشک ہوا تھی۔ غائب امونیا کہاں جاتا ہے سمجھنے سے مش بال اور کم گہری بجلی کے خیال نکلے۔

Juno کی کشش ثقل تحقیق زمین کو بھیجے ریڈیو سے جہاز کی رفتار کی معمولی تبدیلیاں ٹریک کرتی ہے۔ ان سے جیٹوں کی گہرائی، عظیم سرخ دھبے کی کم گہری بنیاد اور منتشر مرکز معلوم ہوئے۔ مقناطیس پیما نے میدان کا نقشہ بنایا تو خط استوا کے پاس الگ شدید مقناطیسی حصہ ملا، جسے عظیم نیلا دھبہ کہا، اور گہری ہوائیں آہستہ مشرق و مغرب کھینچتی ہیں۔ بادلوں کی کسی تصویر میں نہیں دکھتا؛ منظر پر صرف کارڈ میں آتا ہے۔

زمین نہیں ہے

نیچے دباتے رہیں تو 1-bar سطح سے 132 km نیچے رکیں گے، جہاں آلے کی معلومات ختم ہیں۔ یہ مرکز کے راستے کا صرف تقریباً 0.2 فیصد ہے۔ نیچے کوئی ٹھوس چیز منتظر نہیں۔ گیس زیادہ گرم اور گھنی ہوتی ہے، اور ہزاروں کلومیٹر نیچے ہائڈروجن اتنی دبی ہے کہ دھات کی طرح بجلی گزارتی ہے۔ Juno کی کشش ثقل پیمائشیں «منتشر» مرکز سے سب سے بہتر ملتی ہیں: وسط میں چھوٹی پتھریلی گیند کے بجائے بھاری عناصر اندر کے بڑے حصے میں ملے ہیں۔ یہ گہرائیاں ماڈل کی ہیں، براہ راست پیمائش نہیں؛ اندر پینل اس تنبیہ کے ساتھ نصف قطر کے مطابق پیمانے پر بناتا ہے۔

بہت سے لوگ پہلے یہی «دراصل…» کارڈ پاتے ہیں: سیارہ جس پر اتر نہیں سکتے، کیونکہ کھڑے ہونے کی جگہ نہیں۔

ہوا کس سے بنی ہے

Galileo نے براہ راست گیس کے نمونے لیے۔ ہیلئم تجربے نے سالموں کی تعداد میں ہیلئم 13.6 فیصد ناپا؛ باقی تقریباً سب ہائڈروجن ہے۔ کمیتی طیف پیما نے میتھین، امونیا، ہائڈروجن سلفائیڈ اور پانی ناپا، کچھ غیر عامل گیسیں توقع سے زیادہ ملیں۔ رنگ دینے والے بادل بہت معمولی باقی حصے سے ہیں: امونیا، امونیم ہائڈروسلفائیڈ اور پانی مل کر گیس کے ایک فیصد سے بہت کم ہیں۔

مشتری اپنی حرارت بناتا ہے

مشتری زمین کے مقابل سورج سے پانچ گنا دور ہے، وہاں روشنی کمزور ہے: فی مربع میٹر تقریباً 50 W، زمین پر 1,361۔ پھر بھی صرف سورج سے جتنا ہونا چاہیے اس سے گرم ہے۔ 2018 میں شائع Cassini کی پیمائشوں میں مشتری آنے والی روشنی کا تقریباً آدھا لوٹاتا اور اندر سے تقریباً 7.5 W فی مربع میٹر حرارت خارج کرتا ہے۔ کل ملا کر سورج سے جذب توانائی کا تقریباً 2.2 گنا خارج ہوتا ہے۔ بننے کی بچی حرارت اور آہستہ سکڑنے کی یہ اندرونی حرارت طوفان چلاتی، اور بلند عرض بلد میں بجلی جمع ہونے کی وجہ ہے۔ حرارت کہاں نکلتی ہے دیکھنے کے لیے زیریں سرخ چلائیں۔

قطبی روشنی اور Io کا نقش قدم

مشتری کی قطبی روشنی نظام شمسی میں روشن ترین ہے۔ زمین کی طرح چارج والے ذرات مقناطیسی میدان کے ساتھ قطبوں کے آس پاس اوپری فضا میں آئیں تو بنتی ہے۔ Hubble کی بالائے بنفشی تصاویر میں زمین سے ہزار گنا سے زیادہ روشن ہے۔ زیادہ روشنی بالائے بنفشی اور زیریں سرخ، جو آنکھ نہیں دیکھتی، اس لیے منظر کے پردے مصنوعی رنگ کے ہیں۔ Juno کے زیریں سرخ کیمرے نے مرکزی بیضوی شکلیں اور Io، Europa، Ganymede کے «نقوش قدم» ناپے: جہاں ہر چاند سے جڑتی برقی رو مشتری کی فضا میں آئے وہاں روشن دھبہ۔ Io کے نقش کی دم چاند کا مقناطیسی رابطہ آگے جانے کے بعد تقریباً تین گھنٹے رہتی ہے۔

منظر کی قطبی روشنی بادلوں سے چند سو کلومیٹر اوپر ماڈل کی اونچائی پر، قطب سے چند درجے دور بیضوی شکلوں پر ہے۔ «قطبی روشنی» چلائیں اور رات شمالی قطب پر اڑ کر Io کا نقش قدم ڈھونڈیں۔

بادلوں کی چوٹیوں سے آسمان

خط استوا کا شام کا آسمان چار بڑے چاند رکھتا ہے، صحیح پیمانے کے حجم کے ساتھ۔ Io، 3,643 km چوڑا اور مرکز سے 421,800 km دور، بادلوں سے 0.60° پھیلتا ہے، زمین سے ہمارے چاند (0.52°) سے ذرا زیادہ۔ Ganymede نظام شمسی کا سب سے بڑا چاند، 5,262 km چوڑا ہے، مگر مرکز سے 1,070,400 km دور ہونے سے Europa سے بڑا نہیں دکھتا: دونوں تقریباً 0.30°۔ چار میں سب سے باہر Callisto، 0.15° ہے۔ اسی لیے «آسمان میں سب سے بڑا» کا جواب وہ ہے۔

چھوٹے چاند بھی ہیں۔ Amalthea، سرخی مائل آلو تقریباً 250 km لمبا، مرکز سے صرف 181,400 km دور گھومتا، ننھے سرخ ذرے کی طرح دکھتا ہے۔ حلقے مدھم ہیں: مرکزی حلقہ مرکز سے 123,000 سے 128,940 km پر، اندر زیادہ مدھم ہالہ اور باہر باریک بیرونی حلقے ہیں۔ خط استوا سے حلقے کا مستوی سر کے اوپر جاتا ہے، لہٰذا حلقہ آسمان کو سر کے عین اوپر باریک پھیکی لکیر میں پار کرتا ہے۔

یہاں سورج چھوٹا اور مدھم ہے۔ تقریباً 0.10° چوڑا، زمین سے نظر آنے کا پانچواں حصہ، اور روشنی تقریباً 1/27۔ دن 9 گھنٹے 55 منٹ، اس لیے غروب جلد آتا ہے؛ «گھڑی چلائیں» فی منٹ ایک مشتری دن چلاتا ہے۔ زمین بھی نیلا سفید نقطہ ہے۔ اس کا مدار مشتری سے بہت چھوٹا ہونے سے سورج سے کبھی 11° سے زیادہ دور نہیں جاتی؛ صرف غروب کے فوراً بعد یا طلوع سے پہلے دھندلکے میں دکھتی ہے۔

Io سورج اور مشتری کے درمیان آئے تو اس کا سایہ بادلوں پر تقریباً اپنے جتنا چوڑا سیاہ دھبہ بن کر چلتا ہے۔ اس میں تیرتے شخص کو مکمل سورج گرہن دکھے گا، کیونکہ وہاں سے Io سورج سے تقریباً چھ گنا چوڑا دکھتا ہے۔ رہنمائی کا آخری مرحلہ 60,000 km اوپر سے یہ دکھاتا ہے۔

مشتری پر آپ

مشتری کی کمیت زمین سے 318 گنا ہے، اس لیے لوگ وزن بھی 318 گنا سمجھتے ہیں۔ ایسا نہیں، کیونکہ بادلوں کی چوٹیوں پر مرکز سے فاصلہ بھی 11 گنا ہے، اور کشش فاصلے کے مربع کے ساتھ کم ہوتی ہے۔ NASA کے مطابق 1-bar سطح پر خط استوا میں تیز گردش چیزوں کو کچھ باہر پھینکتی ہے، اس لیے تعجیل 23.12 m/s²، قطبوں پر 27.01 m/s²، جبکہ زمین پر 9.82 m/s² ہے۔ زمین پر 60 kg دکھانے والا ترازو مشتری کے خط استوا پر تقریباً 141 kg، قطبوں پر 165 kg دکھائے گا۔

آپ کا پینل آپ کے وزن، قد اور موجودہ عرض بلد کے لیے حساب کرتا ہے۔ تاریخ پیدائش دیں تو مشتری سالوں میں عمر (ایک مشتری سال 11.86 زمینی سال)، گزارے مشتری دن، اور اگلی مشتری سالگرہ کی تاریخ بتاتا ہے۔ منظر کے سال کا عظیم سرخ دھبہ آپ جیسے سر سے پاؤں ملائے لیٹے لوگوں میں بھی ناپتا ہے۔ لکھی کوئی چیز براؤزر سے باہر نہیں جاتی۔

Juno

NASA کا Juno جہاز 4 جولائی 2016 کو مشتری پہنچا، تب سے قطبوں پر لمبے خم دار راستوں میں گھومتا ہے۔ قریب ترین پر تیز رفتار سے بادلوں سے تقریباً 4,200 km اوپر گزرتا، پھر بہت باہر جاتا ہے۔ تین شمسی پینل جسم سے تقریباً 20 m پھیلتے ہیں۔ ساتھ مائیکروویو ریڈیومیٹر، کشش ثقل تجربہ، زیریں سرخ کیمرہ JIRAM، بالائے بنفشی طیف پیما اور JunoCam تھے، جن کے نتائج اس نمائش کے بڑے حصے میں ہیں۔ منظر میں ہر دو منٹ پر تقریباً 4,200 km اونچائی میں جیٹ کے علاقے سے گزرتا ہے؛ اوپر جا کر چلتی چمک ڈھونڈیں۔

ماڈل کیسے کام کرتا ہے، اور مشتری سے فرق

سیارہ آپ کے گرد بنتا ہے۔ مشتری کے خم کے عین مطابق جالی، قریب باریک اور افق پر موٹی، سیدھا نیچے کے نقطے کے ساتھ چلتی ہے؛ سیارہ نیچے گھومتا ہے، آپ منظر کے وسط میں رہتے ہیں۔ یوں ایک ہی منظر 150,000 km سے پورا قرص اور چند کلومیٹر سے انفرادی بادل دکھا سکتا ہے۔ رنگ گرافکس کارڈ پر بنے نقشے سے آتے ہیں: پٹے، جیٹ، منتخب سال کے حجم کا عظیم سرخ دھبہ، سفید بیضوی شکلیں، گرم دھبے اور قطبی گردباد۔ قریب باریک تفصیل شامل ہوتی اور مقامی وقت کے سورج سے روشن ہوتی ہے۔

کچھ چیزیں سادہ کی گئی ہیں یا منظر کے لیے بنائی گئی ہیں، اور معلوماتی خانہ یا کارڈ یہ بتاتا ہے۔

• ہوا کا پروفائل ناپی جیٹ چوٹیوں سے گزرا ہموار ماڈل ہے، ہر عرض بلد پر ناپا پروفائل نہیں۔
• بادلوں کے رنگ، اونچائیاں اور انفرادی ابھاروں کی شکلیں ماڈل ہیں۔ نیچے تہوں کی اونچائیاں معیاری تکاثف ماڈل سے، دباؤ اور حرارت Galileo سے ہیں۔
• بہتی شکلوں (بیضوی BA، موتیوں کی لڑی، سفید دھبہ Z، Clyde کا دھبہ، گرم دھبے اور طوفانی مینار) کی جگہیں ماڈل ہیں۔ عرض بلد اور مشاہدے کی تاریخیں حقیقی ہیں۔
• مشتری 71,492 km نصف قطر کا کرہ بنایا گیا ہے۔ اصل سیارہ چپٹا ہے: قطبی نصف قطر 66,854 km ہے۔
• قطبی روشنی ماڈل کی اونچائی پر مصنوعی رنگ میں ہے۔
• بادلوں کی چوٹیوں سے آسمان کے رنگ کی تصویر کبھی نہیں لی گئی؛ سر پر نیلا اور افق کی خاکی دھند اندازہ ہیں۔
• چبوترے کا انسان اور چبوترہ صرف پیمانے کے لیے ہیں۔ مشتری کی فضا میں کہیں انسان نہیں بچ سکتا: آکسیجن کم، تابکاری شدید، اور اوپر کی سردی اور نیچے کی گرمی یکساں مہلک ہیں۔