Atmosphere of Mercury
બુધ, સૂર્યની સૌથી નજીક હોવાથી, નબળા ચુંબકીય ક્ષેત્ર અને માન્યતા પ્રાપ્ત પાર્થિવ ગ્રહોના સૌથી નાના સમૂહ સાથે, હાઇડ્રોજન, હિલીયમ, ઓક્સિજન, સોડિયમ, કેલ્શિયમ, પોટેશિયમ અને પાણીની વરાળ ધરાવતું ખૂબ જ નબળું અને અત્યંત પરિવર્તનશીલ વાતાવરણ (સપાટીથી બંધાયેલ એક્સોસ્ફિયર) ધરાવે છે, જેનું સંયુક્ત દબાણ સ્તર લગભગ 10−14 બાર (1 એનપીએ) છે. બાહ્યમંડલીય પ્રજાતિઓ સૌર પવનમાંથી અથવા ગ્રહોના પોપડામાંથી ઉદ્ભવે છે. સૌર પ્રકાશ વાતાવરણીય વાયુઓને સૂર્યથી દૂર ધકેલી દે છે, જેનાથી ગ્રહની પાછળ ધૂમકેતુ જેવી પૂંછડી બને છે. મર્ક્યુરિયન વાતાવરણનું અસ્તિત્વ 1974 સુધી વિવાદાસ્પદ હતું, જો કે તે સમય સુધીમાં સર્વસંમતિ બની ગઈ હતી કે ચંદ્રની જેમ બુધમાં પણ કોઈ નોંધપાત્ર વાતાવરણનો અભાવ હતો. આ નિષ્કર્ષની પુષ્ટિ 1974 માં થઈ હતી જ્યારે માનવરહિત મેરિનર 10 સ્પેસપ્રોબે માત્ર એક નબળા એક્સોસ્ફિયરની શોધ કરી હતી. પાછળથી, 2008 માં, મેસેંજર અવકાશયાન દ્વારા સુધારેલ માપ મેળવવામાં આવ્યા હતા, જેણે મર્ક્યુરિયન એક્સોસ્ફિયરમાં મેગ્નેશિયમની શોધ કરી હતી. રચના મર્ક્યુરિયન એક્સોસ્ફિયરમાં વિવિધ પ્રજાતિઓનો સમાવેશ થાય છે જે સૌર પવનમાંથી અથવા ગ્રહોના પોપડામાંથી ઉદ્ભવે છે. શોધાયેલા પ્રથમ ઘટકો અણુ હાઇડ્રોજન (H), હિલીયમ (He) અને અણુ ઓક્સિજન (O) હતા, જેનું 1974માં મેરિનર 10 સ્પેસપ્રોબના અલ્ટ્રાવાયોલેટ રેડિયેશન ફોટોમીટર દ્વારા નિરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું. આ તત્વોની નજીકની સપાટીની સાંદ્રતા હીલિયમની મધ્યવર્તી સાંદ્રતા સાથે હાઇડ્રોજન માટે 230 સે. મી.-3 થી ઓક્સિજન માટે 44,000 સે. મી.-3 સુધી બદલાતી હોવાનો અંદાજ હતો. 2008માં મેસેન્જર પ્રોબે અણુ હાઇડ્રોજનની હાજરીની પુષ્ટિ કરી હતી, જોકે તેની સાંદ્રતા 1974ના અંદાજ કરતાં વધારે જોવા મળી હતી. એવું માનવામાં આવે છે કે બુધનું બાહ્યમંડલીય હાઇડ્રોજન અને હિલીયમ સૌર પવનમાંથી આવે છે, જ્યારે ઓક્સિજન ક્રસ્ટલ મૂળનો હોવાની શક્યતા છે. બુધના એક્સોસ્ફિયરમાં શોધાયેલી ચોથી પ્રજાતિ સોડિયમ (Na) હતી. તેની શોધ 1985માં ડ્રૂ પોટર અને ટોમ મોર્ગન દ્વારા કરવામાં આવી હતી, જેમણે 589 અને 589.6 nm પર તેની ફ્રાઉનહોફર ઉત્સર્જન રેખાઓનું નિરીક્ષણ કર્યું હતું. આ તત્વની સરેરાશ સ્તંભ ઘનતા લગભગ 1 સે. મી.-2 છે. સોડિયમ ધ્રુવોની નજીક કેન્દ્રિત થતું જોવા મળે છે, જે તેજસ્વી ફોલ્લીઓ બનાવે છે. સાંજના ટર્મિનેટરની સરખામણીમાં સવારના ટર્મિનેટરની નજીક પણ તેની વિપુલતા વધે છે. કેટલાક સંશોધનોએ કેલોરિસ અથવા રેડિયો બ્રાઇટ સ્પોટ્સ જેવી ચોક્કસ સપાટીની લાક્ષણિકતાઓ સાથે સોડિયમની વિપુલતાના સહસંબંધનો દાવો કર્યો છે; જો કે આ પરિણામો વિવાદાસ્પદ રહ્યા છે. સોડિયમ શોધના એક વર્ષ પછી, પોટર અને મોર્ગને અહેવાલ આપ્યો હતો કે પોટેશિયમ (કે) બુધના એક્સોસ્ફિયરમાં પણ હાજર છે, જોકે સ્તંભની ઘનતા સોડિયમ કરતા બે ક્રમ ઓછી છે. આ બે તત્વોના ગુણધર્મો અને અવકાશી વિતરણ અન્યથા ખૂબ સમાન છે. 1998માં અન્ય તત્વ, કેલ્શિયમ (Ca), સોડિયમ કરતા ત્રણ ક્રમ ઓછી તીવ્રતાના સ્તંભ ઘનતા સાથે મળી આવ્યું હતું. 2009 માં મેસેન્જર તપાસ દ્વારા કરવામાં આવેલા અવલોકનો દર્શાવે છે કે કેલ્શિયમ મુખ્યત્વે વિષુવવૃત્તની નજીક કેન્દ્રિત છે-જે સોડિયમ અને પોટેશિયમ માટે જોવા મળે છે તેની વિરુદ્ધ છે. 2014 માં મેસેન્જર દ્વારા નોંધાયેલા વધુ અવલોકનો નોંધે છે કે વાતાવરણને ઉલ્કાઓ દ્વારા સપાટી પરથી બાષ્પીભવન પામેલી સામગ્રી દ્વારા પૂરક બનાવવામાં આવે છે, બંને છૂટાછવાયા અને ધૂમકેતુ એન્કે સાથે સંકળાયેલા ઉલ્કાના વરસાદમાં. 2008માં મેસેન્જર પ્રોબના ફાસ્ટ ઇમેજિંગ પ્લાઝમા સ્પેક્ટ્રોમીટર (એફઆઇપીએસ) એ બુધની નજીકમાં H2O + (આયનીકૃત જળ વરાળ) અને H2S + (આયનીકૃત હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ) સહિત અનેક પરમાણુ અને વિવિધ આયનોની શોધ કરી હતી. સોડિયમની સરખામણીમાં તેમની વિપુલતા અનુક્રમે લગભગ 0.7 અને 0.7 છે. H3O + (હાઇડ્રોનિયમ), OH (હાઇડ્રોક્સિલ), O2 + અને Si + જેવા અન્ય આયનો પણ હાજર છે. તેના 2009 ફ્લાયબાઈ દરમિયાન, મેસેંજર અવકાશયાન પર મર્ક્યુરી એટમોસ્ફેરિક એન્ડ સરફેસ કમ્પોઝિશન સ્પેક્ટ્રોમીટર (એમ. એ. એસ. સી. એસ.) ની અલ્ટ્રાવાયોલેટ એન્ડ વિઝિબલ સ્પેક્ટ્રોમીટર (યુ. વી. વી. એસ.) ચેનલે સૌપ્રથમ મર્ક્યુરિયન એક્સોસ્ફિયરમાં મેગ્નેશિયમની હાજરી જાહેર કરી હતી. આ નવા શોધાયેલ ઘટકની સપાટીની નજીકની વિપુલતા લગભગ સોડિયમ સાથે તુલનાત્મક છે. ગુણધર્મો મેરિનર 10 અલ્ટ્રાવાયોલેટ અવલોકનોએ એક્સોસ્ફેરિક સપાટીની ઘનતા પર લગભગ 105 કણો પ્રતિ ક્યુબિક સેન્ટીમીટર પર ઉપલી સીમા સ્થાપિત કરી છે. આ 10−14 બાર (1 એનપીએ) કરતા ઓછા સપાટીના દબાણને અનુરૂપ છે. બુધના બાહ્યમંડળનું તાપમાન પ્રજાતિઓ તેમજ ભૌગોલિક સ્થાન પર આધારિત છે. એક્સોસ્ફેરિક અણુ હાઇડ્રોજન માટે, તાપમાન લગભગ 420 કેલ્વિન હોવાનું જણાય છે, જે મેરિનર 10 અને મેસેન્જર બંને દ્વારા મેળવેલ મૂલ્ય છે. સોડિયમનું તાપમાન ઘણું વધારે છે, જે વિષુવવૃત્ત પર 750-1,500 K અને ધ્રુવો પર 1,500-3,500 K સુધી પહોંચે છે. કેટલાક અવલોકનો દર્શાવે છે કે બુધ 12,000 અને 20,000 કે. ની વચ્ચેના તાપમાન સાથે કેલ્શિયમ અણુઓના ગરમ કોરોનાથી ઘેરાયેલો છે. 2000ના દાયકાની શરૂઆતમાં, બુધના ના એક્સોસ્ફિયરનું અનુકરણ અને તેની અસ્થાયી વિવિધતા એ સ્રોત પ્રક્રિયાને ઓળખવા માટે હાથ ધરવામાં આવી હતી જે એક્સોસ્ફિયરને ક્રસ્ટલ પ્રજાતિઓ પૂરી પાડે છે. બાષ્પીભવન, આંતરિકમાંથી પ્રસરણ, ફોટોન અને ઊર્જાસભર આયનો દ્વારા સ્પટરિંગ, ફોટોન દ્વારા રાસાયણિક સ્પટરિંગ અને ઉલ્કાના બાષ્પીભવન જેવી પ્રક્રિયાઓનું પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું. જો કે, સૂર્યના અંતર અને દિવસના સમય સાથે સોડિયમ એક્સોસ્ફિયરમાં ફેરફારોની સરખામણી બુધની સોડિયમ પૂંછડીના 2001ના અવલોકનો સાથે કરતી વખતે બાષ્પીભવન સૌથી મજબૂત મેળ ખાય છે. પૂંછડીઓ બુધની સૂર્યની નિકટતાને કારણે, સૌર પ્રકાશનું દબાણ પૃથ્વીની નજીક કરતાં ઘણું વધારે મજબૂત હોય છે. સૌર કિરણોત્સર્ગ તટસ્થ અણુઓને બુધથી દૂર ધકેલી દે છે, તેની પાછળ ધૂમકેતુ જેવી પૂંછડી બનાવે છે. પૂંછડીમાં મુખ્ય ઘટક સોડિયમ છે, જે ગ્રહથી 24 મિલિયન કિમી (1000 આરએમ) થી વધુ દૂર મળી આવ્યું છે. આ સોડિયમ પૂંછડી 17,500 કિમીના અંતરે લગભગ 20,000 કિમીના વ્યાસ સુધી ઝડપથી વિસ્તરે છે. 2009 માં, મેસેન્જરે પૂંછડીમાં કેલ્શિયમ અને મેગ્નેશિયમ પણ શોધી કાઢ્યું હતું, જો કે આ તત્વો માત્ર 8 આરએમ કરતા ઓછા અંતરે જોવા મળ્યા હતા. નિરીક્ષણની ઘણી મુશ્કેલીઓને કારણે બુધ એ આંતરિક સૌરમંડળનો સૌથી ઓછો શોધાયેલો ગ્રહ છે. પૃથ્વી પરથી જોવામાં આવતી બુધની સ્થિતિ હંમેશા સૂર્યની ખૂબ નજીક હોય છે, જે તેનું નિરીક્ષણ કરવાનો પ્રયાસ કરતી વખતે પડકારોનું કારણ બને છે. હબલ સ્પેસ ટેલિસ્કોપ અને અન્ય પૃથ્વી આધારિત સ્પેસ ઇમેજિંગ સિસ્ટમ્સમાં અત્યંત સંવેદનશીલ સેન્સર હોય છે જેથી તેઓ ઊંડા અવકાશ પદાર્થોનું નિરીક્ષણ કરી શકે. તેઓ સૂર્ય તરફ નિર્દેશિત ન હોવા જોઈએ, નહીં તો તેનું શક્તિશાળી કિરણોત્સર્ગ સેન્સરનો નાશ કરશે. તેના બદલે, બુધ તરફના ફ્લાયબાઈ અને ઓર્બિટલ મિશન ગ્રહનો અભ્યાસ કરી શકે છે અને સચોટ માહિતી મેળવી શકે છે. બુધ ગ્રહ પ્લુટો કરતાં પૃથ્વીની નજીક હોવા છતાં, પૃથ્વીથી બુધ ગ્રહની ભ્રમણકક્ષામાં વધુ ઊર્જાની જરૂર પડે છે. બુધ સૂર્યની એટલી નજીક હોવાથી, સૂર્યના ગુરુત્વાકર્ષણીય ખેંચાણને કારણે ત્યાં જતા અવકાશ ચકાસણીઓ જેમ જેમ નજીક આવે છે તેમ તેમ વેગ પકડી રહી છે. આ માટે રીટ્રોરોકેટ્સનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી છે, જે વધુ સારા સાધનોને બદલે પ્રોબ દ્વારા વહન કરવામાં આવતા બળતણનો ઉપયોગ કરે છે. ઓર્ડર્સ ઓફ મેગ્નીટ્યુડ (પ્રેશર) મેગ્નેટોસ્ફિયર ઓફ મર્ક્યુરી રેફરન્સ નોટ્સ ગ્રંથસૂચિ મર્ક્યુરી મર્ક્યુરી (ગ્રહ) પણ જુઓ.