हमारे सौर मंडल से परे ' फ्रॉस्ट लाइन '- वह क्षेत्र जहां पानी, अमोनिया और मीथेन जैसे वाष्पशील पदार्थ जमने लगते हैं - चार बड़े ग्रह निवास करते हैं। यद्यपि ये ग्रह - बृहस्पति, शनि, यूरेनस और नेपच्यून - आकार, द्रव्यमान और संरचना के संदर्भ में भिन्न हैं, वे सभी कुछ विशेषताओं को साझा करते हैं जो उन्हें अन्य ग्रहों से बहुत अलग करते हैं। स्थलीय ग्रह आंतरिक सौर मंडल में स्थित है।
आधिकारिक तौर पर गैस (और/या बर्फ) दिग्गजों के रूप में नामित, इन दुनिया को 'जोवियन ग्रहों' के नाम से भी जाना जाता है। गैस के विशाल और विशाल ग्रह जैसे शब्दों के साथ परस्पर उपयोग किया जाता है, नाम दुनिया का वर्णन करता है जो अनिवार्य रूप से 'बृहस्पति की तरह' हैं। और जबकि सौर मंडल में ऐसे चार ग्रह हैं, अतिरिक्त-सौर सर्वेक्षणों ने सैकड़ों जोवियन ग्रहों की खोज की है, और यह अभी तक…
परिभाषा:
जोवियन शब्द बृहस्पति से लिया गया है, जो कि में सबसे बड़ा है बाहरी ग्रह और पहली बार एक दूरबीन का उपयोग करके देखा जाने वाला - by 1610 में गैलीलियो गैलीली . देवताओं के रोमन राजा - बृहस्पति, या जोव से अपना नाम लेते हुए - विशेषण जोवियन का अर्थ बृहस्पति से जुड़ा हुआ है; और विस्तार से, एक बृहस्पति जैसा ग्रह।
सौर मंडल के विशाल ग्रह (उर्फ जोवियन)। श्रेय: spiff.rit.edu
सौर मंडल के भीतर, चार जोवियन ग्रह मौजूद हैं - बृहस्पति, शनि, यूरेनस और नेपच्यून। इसलिए जोवियन के रूप में नामित एक ग्रह एक गैस विशाल है, जो मुख्य रूप से हाइड्रोजन और हीलियम गैस से बना है जिसमें भारी तत्वों की अलग-अलग डिग्री होती है। चंद्रमाओं की बड़ी प्रणाली होने के अलावा, इन ग्रहों में से प्रत्येक का अपना है रिंग सिस्टम भी।
गैस दिग्गजों की एक अन्य सामान्य विशेषता उनकी सतह की कमी है, कम से कम जब स्थलीय ग्रहों की तुलना में। सभी मामलों में, वैज्ञानिक एक गैस विशाल (तापमान और वायु दाब को परिभाषित करने के लिए) की 'सतह' को उस क्षेत्र के रूप में परिभाषित करते हैं जहां वायुमंडलीय दबाव एक बार (समुद्र तल पर पृथ्वी पर पाया जाने वाला दबाव) से अधिक होता है।
संरचना और संरचना:
सभी मामलों में, हमारे सौर मंडल के गैस दिग्गज मुख्य रूप से हाइड्रोजन और हीलियम से बने होते हैं और शेष को भारी तत्वों द्वारा ग्रहण किया जाता है। ये तत्व एक संरचना से मेल खाते हैं जो आणविक हाइड्रोजन और हीलियम की बाहरी परत के बीच विभेदित है जो तरल (या धातु) हाइड्रोजन या वाष्पशील तत्वों की एक परत से घिरा हुआ है, और एक चट्टानी संरचना के साथ एक संभावित पिघला हुआ कोर।
उनकी संरचना और संरचना में अंतर के कारण, चार गैस दिग्गजों को अक्सर विभेदित किया जाता है, बृहस्पति और शनि को 'गैस दिग्गज' के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, जबकि यूरेनस और नेपच्यून 'बर्फ के दिग्गज' होते हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि नेपच्यून और यूरेनस में मीथेन और भारी तत्वों की उच्च सांद्रता है - जैसे ऑक्सीजन, कार्बन, नाइट्रोजन और सल्फर - उनके आंतरिक भाग में।
विशाल ग्रहों के आंतरिक मॉडल, ठोस और गैसीय लिफाफों से ढके चट्टानी कोर दिखा रहे हैं। श्रेय: NASA/JPL
स्थलीय ग्रहों के विपरीत, गैस दिग्गजों का घनत्व पानी (1 ग्राम/सेमी³) की तुलना में थोड़ा अधिक है। इसका एक अपवाद शनि है, जहां औसत घनत्व वास्तव में पानी से कम है (0.687 ग्राम/सेमी .)3) सभी मामलों में, तापमान और दबाव में नाटकीय रूप से वृद्धि होती है जो कोर में करीब एक उद्यम करता है।
वातावरणीय स्थितियां:
उनकी संरचनाओं और रचनाओं की तरह, चार गैस/बर्फ के दिग्गजों के वायुमंडल और मौसम के पैटर्न काफी समान हैं। प्राथमिक अंतर यह है कि वायुमंडल सूर्य से जितना दूर होता है, उत्तरोत्तर ठंडा होता जाता है। नतीजतन, प्रत्येक जोवियन ग्रह में अलग-अलग बादल परतें होती हैं, जिनकी ऊंचाई उनके तापमान से निर्धारित होती है, जैसे कि गैसें तरल और ठोस अवस्था में संघनित हो सकती हैं।
संक्षेप में, चूँकि शनि किसी विशेष ऊँचाई पर बृहस्पति की तुलना में अधिक ठंडा है, इसलिए इसके बादल की परतें इसके वायुमंडल के भीतर अधिक गहरी होती हैं। यूरेनस और नेपच्यून, अपने और भी कम तापमान के कारण, अपने बहुत ठंडे क्षोभमंडल में संघनित मीथेन को धारण करने में सक्षम हैं, जबकि बृहस्पति और शनि नहीं कर सकते।
इस मीथेन की उपस्थिति यूरेनस और नेपच्यून को उनका धुंधला नीला रंग देती है, जहां बृहस्पति हाइड्रोजन के आपस में मिलने के कारण नारंगी-सफेद रंग का होता है (जो एक लाल रंग का रूप देता है), जबकि फास्फोरस, सल्फर और हाइड्रोकार्बन के ऊपर उठने से उपज होती है। धब्बेदार पैच क्षेत्र और अमोनिया क्रिस्टल सफेद बैंड बनाते हैं।
बृहस्पति और शनि की उपस्थिति समान है, उनकी समान रचना और वायुमंडल के कारण। श्रेय: NASA/GSFC
बढ़ती ऊंचाई के आधार पर बृहस्पति के वातावरण को चार परतों में वर्गीकृत किया गया है: क्षोभमंडल, समताप मंडल, थर्मोस्फीयर और एक्सोस्फीयर। गहराई के साथ तापमान और दबाव बढ़ता है, जिससे बढ़ती संवहन कोशिकाएं उभरती हैं जो अपने साथ फॉस्फोरस, सल्फर और हाइड्रोकार्बन ले जाती हैं जो ऊपरी वातावरण को अपनी चित्तीदार उपस्थिति देने के लिए यूवी विकिरण के साथ बातचीत करते हैं।
शनि का वातावरण बृहस्पति के समान है। इसलिए यह समान रूप से रंगीन क्यों है, हालांकि इसके बैंड बहुत अधिक फीके हैं और भूमध्य रेखा के पास बहुत व्यापक हैं (जिसके परिणामस्वरूप एक पीला सोना रंग होता है)। बृहस्पति की बादल परतों की तरह, वे ऊपरी और निचली परतों में विभाजित हैं, जो गहराई और दबाव के आधार पर संरचना में भिन्न हैं। दोनों ग्रहों में बादल भी हैं अमोनिया क्रिस्टल उनके ऊपरी वायुमंडल में, की संभावित पतली परत के साथ पानी के बादल उन्हें अंतर्निहित।
यूरेनस के वायुमंडल को तीन वर्गों में विभाजित किया जा सकता है - अंतरतम समताप मंडल, क्षोभमंडल और बाहरी थर्मोस्फीयर। क्षोभमंडल सबसे घनी परत है, और यह भी होता है सौरमंडल में सबसे ठंडा . क्षोभमंडल के भीतर बादलों की परतें होती हैं, जिनमें सबसे ऊपर मीथेन बादल, अमोनियम हाइड्रोसल्फाइड बादल, अमोनिया और हाइड्रोजन सल्फाइड बादल और सबसे कम दबाव वाले पानी के बादल होते हैं।
अगला समताप मंडल है, जिसमें एथेन स्मॉग, एसिटिलीन और मीथेन होता है, और ये धुंध वातावरण की इस परत को गर्म करने में मदद करते हैं। यहां, तापमान में काफी वृद्धि होती है, मुख्यतः सौर विकिरण के कारण। सबसे बाहरी परत (थर्मोस्फीयर और कोरोना) का एक समान तापमान 800-850 (577 डिग्री सेल्सियस/1,070 डिग्री फारेनहाइट) है, हालांकि वैज्ञानिक इसके कारण के बारे में अनिश्चित हैं।
यूरेनस और नेपच्यून, सौर मंडल के बर्फ के विशालकाय ग्रह। साभार: विकिपीडिया कॉमन्स
यह कुछ ऐसा है जिसे यूरेनस नेप्च्यून के साथ साझा करता है, जो अपने थर्मोस्फीयर में असामान्य रूप से उच्च तापमान (लगभग 750 K (476.85 °C/890 °F) का अनुभव करता है। यूरेनस की तरह, नेपच्यून इस गर्मी के माध्यम से उत्पन्न होने के लिए सूर्य से बहुत दूर है। पराबैंगनी विकिरण का अवशोषण, जिसका अर्थ है कि एक और हीटिंग तंत्र शामिल है।
नेप्च्यून का वातावरण भी मुख्य रूप से हाइड्रोजन और हीलियम है, जिसमें थोड़ी मात्रा में मीथेन है। मीथेन की उपस्थिति नेपच्यून को उसका नीला रंग देने का एक हिस्सा है, हालांकि नेपच्यून गहरा और अधिक ज्वलंत है। इसके वायुमंडल को दो मुख्य क्षेत्रों में विभाजित किया जा सकता है: निचला क्षोभमंडल (जहां तापमान ऊंचाई के साथ घटता है), और समताप मंडल (जहां तापमान ऊंचाई के साथ बढ़ता है)।
माना जाता है कि निचले समताप मंडल में इथेन और एथीन जैसे हाइड्रोकार्बन होते हैं, जो कि यूवी विकिरण के साथ मीथेन की बातचीत का परिणाम हैं, इस प्रकार नेप्च्यून के वायुमंडलीय धुंध का उत्पादन करते हैं। समताप मंडल कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन साइनाइड की मात्रा का पता लगाने का भी घर है, जो नेप्च्यून के समताप मंडल के यूरेनस की तुलना में गर्म होने के लिए जिम्मेदार हैं।
मौसम के रंग:
पृथ्वी की तरह, बृहस्पति अनुभव करता है औरोरस इसके उत्तरी और दक्षिणी ध्रुवों के पास। लेकिन बृहस्पति पर, ऑरोरल गतिविधि बहुत अधिक तीव्र होती है और शायद ही कभी रुकती है। ये बृहस्पति के तीव्र विकिरण, इसके चुंबकीय क्षेत्र, और आयो के ज्वालामुखियों से सामग्री की प्रचुरता का परिणाम हैं जो बृहस्पति के आयनमंडल के साथ प्रतिक्रिया करते हैं।
1979 में वोयाजर 1 द्वारा लिए गए ग्रेट रेड स्पॉट के ब्योर्न जोंसन द्वारा पुनर्संसाधित दृश्य विस्तार की एक अविश्वसनीय संपत्ति का खुलासा करता है। श्रेय: NASA/JPL
बृहस्पति भी अनुभव करता है हिंसक मौसम पैटर्न . ज़ोनल जेट में 100 मीटर/सेकेंड (360 किमी/घंटा) की हवा की गति आम है, और 620 किलोमीटर प्रति घंटे (385 मील प्रति घंटे) तक पहुंच सकती है। तूफान कुछ ही घंटों में बनते हैं और रातों-रात हजारों किमी के व्यास वाले हो सकते हैं। एक तूफान, ग्रेट रेड स्पॉट , कम से कम 1600 के दशक के उत्तरार्ध से उग्र हो रहा है।
तूफान अपने पूरे इतिहास में सिकुड़ता और फैलता रहा है; लेकिन 2012 में, यह सुझाव दिया गया था कि विशालकाय रेड स्पॉट अंततः गायब हो सकता है . बृहस्पति भी समय-समय पर की चमक का अनुभव करता है अपने वातावरण में बिजली , जो पृथ्वी पर यहां देखे गए लोगों की तुलना में एक हजार गुना अधिक शक्तिशाली हो सकता है।
शनि का वातावरण समान है, जो लंबे समय तक जीवित रहने वाले अंडाकारों को प्रदर्शित करता है जो कि कई हज़ार किलोमीटर चौड़ा हो सकता है। एक अच्छा उदाहरण है ग्रेट व्हाइट स्पॉट (उर्फ। ग्रेट व्हाइट ओवल), एक अनोखी लेकिन अल्पकालिक घटना है जो हर 30 पृथ्वी वर्षों में एक बार होती है। 2010 के बाद से, सफेद बादलों का एक बड़ा बैंड जिसे कहा जाता है उत्तरी इलेक्ट्रोस्टैटिक विक्षोभ शनि को ढके हुए देखा गया है, और माना जाता है कि 2020 में दूसरा पीछा करेगा।
शनि पर हवाएँ सौर मंडल के ग्रहों में दूसरी सबसे तेज़ हवाएँ हैं, जो 500 मीटर/सेकंड (1800 किमी/घंटा) की मापी गई ऊंचाई पर पहुंच गई हैं। शनि के उत्तरी और दक्षिणी ध्रुवों ने भी तूफानी मौसम के प्रमाण दिखाए हैं। उत्तरी ध्रुव पर, यह a . का रूप ले लेता है लगातार हेक्सागोनल तरंग पैटर्न लगभग 13,800 किमी (8,600 मील) की माप और 10h 39m 24s की अवधि के साथ घूर्णन।
इस प्राकृतिक रंग की छवि में शनि एक सुंदर धारीदार आभूषण बनाता है, जो इसके उत्तरी ध्रुवीय षट्भुज और केंद्रीय भंवर को दर्शाता है। श्रेय: NASA/JPL-कैल्टेक/अंतरिक्ष विज्ञान संस्थान
दक्षिणी ध्रुव भंवर स्पष्ट रूप से एक जेट स्ट्रीम का रूप लेता है, लेकिन एक षट्कोणीय खड़ी लहर नहीं। इन तूफानों के 550 किमी/घंटा की गति से हवाएं उत्पन्न होने का अनुमान है, पृथ्वी के आकार के बराबर हैं, और माना जाता है कि ये अरबों वर्षों से चल रहे हैं। 2006 में, कैसिनी अंतरिक्ष जांच तूफ़ान जैसा तूफ़ान देखा जिसकी स्पष्ट रूप से परिभाषित आंख थी। इस तरह के तूफान पृथ्वी के अलावा किसी अन्य ग्रह पर नहीं देखे गए थे - यहाँ तक कि बृहस्पति पर भी।
यूरेनस का मौसम एक समान पैटर्न का अनुसरण करता है जहां सिस्टम को बैंड में तोड़ दिया जाता है जो ग्रह के चारों ओर घूमते हैं, जो ऊपरी वायुमंडल में बढ़ने वाली आंतरिक गर्मी से प्रेरित होते हैं। यूरेनस पर हवाएं 900 किमी / घंटा (560 मील प्रति घंटे) तक पहुंच सकती हैं, जो 2012 में हबल स्पेस टेलीस्कॉप द्वारा देखे गए बड़े तूफान की तरह हैं। बृहस्पति के ग्रेट रेड स्पॉट के समान, यह ' काला धब्बा 'एक विशाल बादल भंवर था जो 3,000 किलोमीटर (1,100 मील गुणा 1,900 मील) से 1,700 किलोमीटर मापा गया था।
चूंकि नेपच्यून एक ठोस पिंड नहीं है, इसलिए इसका वातावरण अलग-अलग घूर्णन से गुजरता है, इसके विस्तृत भूमध्यरेखीय क्षेत्र ग्रह के चुंबकीय क्षेत्र (18 घंटे बनाम 16.1 घंटे) की तुलना में धीमी गति से घूमते हैं। इसके विपरीत, ध्रुवीय क्षेत्रों के लिए विपरीत सच है जहां घूर्णन अवधि 12 घंटे है। यह अंतर रोटेशन सौर मंडल के किसी भी ग्रह का सबसे अधिक स्पष्ट है, और इसके परिणामस्वरूप मजबूत अक्षांशीय पवन कतरनी और हिंसक तूफान आते हैं।
वोयाजर 2 छवियों का पुनर्निर्माण ग्रेट डार स्पॉट (ऊपर बाएं), स्कूटर (मध्य), और छोटा डार्क स्पॉट (निचला दाएं) दिखा रहा है। श्रेय: NASA/JPL
सबसे पहले देखा गया एक विशाल एंटीसाइक्लोनिक तूफान था जो 13,000 x 6,600 किमी मापता था और बृहस्पति के ग्रेट रेड स्पॉट जैसा दिखता था। के रूप में जाना ग्रेट डार्क स्पॉट , यह तूफान पांच बाद (2 नवंबर, 1994) को नहीं देखा गया था जब हबल स्पेस टेलीस्कोप ने इसकी तलाश की थी। इसके बजाय, एक नया तूफान जो दिखने में बहुत समान था, ग्रह के उत्तरी गोलार्ध में पाया गया, यह सुझाव देता है कि इन तूफानों का जीवन काल बृहस्पति की तुलना में कम है।
एक्सोप्लैनेट:
हमारे वर्तमान तरीकों द्वारा लगाई गई सीमाओं के कारण, अधिकांश exoplanets जैसे सर्वेक्षणों द्वारा अब तक खोजा गया केप्लर अंतरिक्ष वेधशाला आकार में इनकी तुलना सौरमंडल के विशाल ग्रहों से की जा सकती है। चूंकि इन बड़े ग्रहों को अन्य विशाल ग्रहों की तुलना में बृहस्पति के साथ अधिक साझा करने के लिए अनुमान लगाया गया है, इसलिए 'जोवियन ग्रह' शब्द का प्रयोग कई लोगों ने उनका वर्णन करने के लिए किया है।
इनमें से कई ग्रहों का द्रव्यमान बृहस्पति से अधिक होने के कारण, खगोलविदों द्वारा 'सुपर-बृहस्पति' के रूप में भी करार दिया गया है। ऐसे ग्रह ग्रहों की सीमा रेखा पर मौजूद हैं और भूरा बौना तारे , हमारे ब्रह्मांड में मौजूद सबसे छोटे तारे। वे बृहस्पति की तुलना में 80 गुना अधिक विशाल हो सकते हैं लेकिन आकार में अभी भी तुलनीय हैं, क्योंकि उनका मजबूत गुरुत्वाकर्षण सामग्री को एक सघन, अधिक कॉम्पैक्ट क्षेत्र में संपीड़ित करता है।
'हॉट जुपिटर' एक्सोप्लैनेट एचडी 149026 बी की कलाकार की अवधारणा। श्रेय: NASA/JPL-कैल्टेक
वे सुपर-बृहस्पति जो अपने मूल सितारों से दूर की कक्षाएँ रखते हैं, उन्हें 'कोल्ड ज्यूपिटर' के रूप में जाना जाता है, जबकि जिनकी कक्षाएँ निकट होती हैं उन्हें 'हॉट ज्यूपिटर' कहा जाता है। एक्सोप्लैनेट सर्वेक्षणों द्वारा हॉट ज्यूपिटर की एक आश्चर्यजनक संख्या देखी गई है, इस तथ्य के कारण कि वे रेडियल वेलोसिटी पद्धति का उपयोग करके विशेष रूप से आसान हैं - जो उनके ग्रहों के प्रभाव के कारण मूल सितारों के दोलन को मापता है।
अतीत में, खगोलविदों का मानना था कि बृहस्पति जैसे ग्रह केवल एक तारा प्रणाली की बाहरी पहुंच में ही बन सकते हैं। हालाँकि, हाल ही में बृहस्पति के आकार के कई ग्रहों की उनके सितारों के करीब परिक्रमा करने की खोज ने इस पर संदेह जताया है। हमारे सौर मंडल से परे जोवियन की खोज के लिए धन्यवाद, खगोलविदों को ग्रहों के निर्माण के हमारे मॉडल पर पुनर्विचार करने के लिए मजबूर किया जा सकता है।
चूंकि गैलीलियो ने पहली बार बृहस्पति को अपनी दूरबीन से देखा था, जोवियन ग्रह हमारे लिए आकर्षण का एक अंतहीन स्रोत रहे हैं। और कई सदियों के शोध और प्रगति के बावजूद, अभी भी बहुत सी चीजें हैं जो हम उनके बारे में नहीं जानते हैं। बृहस्पति का पता लगाने का हमारा नवीनतम प्रयास, जूनो मिशन , कुछ बल्कि दिलचस्प खोजों का उत्पादन करने की उम्मीद है। यहाँ उम्मीद है कि वे हमें उन रफ़ू जोवियों को समझने के लिए एक कदम और करीब लाएंगे!
हमने यहां यूनिवर्स टुडे में गैस दिग्गजों के बारे में कई दिलचस्प लेख लिखे हैं। यहाँ है सौर प्रणाली गाइड , बाहरी ग्रह , गैस जायंट के अंदर क्या है? , तथा किन ग्रहों में छल्ले होते हैं?
अधिक जानकारी के लिए, नासा के देखें सौर प्रणाली अन्वेषण पेज और साइंस डेली जोवियन ग्रह .
एस्ट्रोनॉमी कास्ट के जोवियन ग्रहों पर कई एपिसोड हैं, जिनमें शामिल हैं एपिसोड 56: बृहस्पति .