शनि (ग्रह)

शनि (Saturn; प्रतीक: ), सूर्य से छठां ग्रह है तथा बृहस्पति के बाद सौरमंडल का सबसे बड़ा ग्रह हैं। औसत व्यास में पृथ्वी से नौ गुना बड़ा शनि एक गैस दानव है। जबकि इसका औसत घनत्व पृथ्वी का एक आठवां है, अपने बड़े आयतन के साथ यह पृथ्वी से 95 गुने से भी थोड़ा बड़ा है। इसका खगोलिय चिन्ह ħ है। शनि का आंतरिक ढांचा संभवतया, लोहा, निकल और चट्टानों (सिलिकॉन और ऑक्सीजन यौगिक) के एक कोर से बना है, जो धातु हाइड्रोजन की एक मोटी परत से घिरा है, तरल हाइड्रोजन और तरल हीलियम की एक मध्यवर्ती परत तथा एक बाह्य गैसीय परत है। ग्रह अपने ऊपरी वायुमंडल के अमोनिया क्रिस्टल के कारण एक हल्का पीला रंग दर्शाता है। माना गया है धातु हाइड्रोजन परत के भीतर की विद्युतीय धारा, शनि के ग्रहीय चुंबकीय क्षेत्र को उभार देती है, जो पृथ्वी की तुलना में कमजोर है और बृहस्पति की एक-बीसवीं शक्ति के करीब है। बाह्य वायुमंडल आम तौर पर नीरस और स्पष्टता में कमी है, हालांकि दिर्घायु आकृतियां दिखाई दे सकती है। शनि पर हवा की गति, 1800 किमी/घंटा (1100 मील) तक पहुंच सकती है, जो बृहस्पति पर की तुलना में तेज, पर उतनी तेज नहीं जितनी वह नेप्च्यून पर है। शनि की एक विशिष्ट वलय प्रणाली है जो नौ सतत मुख्य छल्लों और तीन असतत चाप से मिलकर बनी हैं, ज्यादातर चट्टानी मलबे व धूल की छोटी राशि के साथ बर्फ के कणों की बनी हुई है। बासठ चन्द्रमा ग्रह की परिक्रमा करते है; तिरेपन आधिकारिक तौर पर नामित हैं। इनमें छल्लों के भीतर के सैकड़ों " छोटे चंद्रमा" शामिल नहीं है। टाइटन, शनि का सबसे बड़ा और सौरमंडल का दूसरा सबसे बड़ा चंद्रमा है। यह बुध ग्रह से बड़ा है और एक बड़े वायुमंडल को संजोकर रखने वाला सौरमंडल का एकमात्र चंद्रमा है। शनि एक गैस दानव के रूप में वर्गीकृत है क्योंकि बाह्य भाग मुख्य रूप से गैस का बना है और एक सतह का निःसन्देह अभाव है, यद्यपि इसका एक ठोस कोर होना चाहिए। ग्रह का घूर्णन इसके चपटे अंडाकार आकार धारण करने का कारण है, इस कारण, यह ध्रुवों पर चपटा और भूमध्यरेखा पर उभरा हुआ है। इसकी भूमध्यरेखीय और ध्रुवीय त्रिज्याओं के बीच करीब 10% का फर्क है - क्रमशः 60,268 किमी बनाम 54,364 किमी। सौरमंडल में अन्य गैस दानव, बृहस्पति, यूरेनस और नेपच्यून भी चपटे हैं मगर कुछ हद तक। शनि सौरमंडल का एकमात्र ग्रह है जो पानी से कम घना - लगभग 30% कम है। यद्यपि शनि का कोर पानी से काफी घना है, गैसीय वातावरण के कारण ग्रह का औसत विशिष्ट घनत्व 0.69 ग्राम/सेमी3 है। बृहस्पति पृथ्वी के द्रव्यमान का 318 गुना है जबकि शनि पृथ्वी के द्रव्यमान का 95 गुना है, बृहस्पति और शनि एक-साथ सौरमंडल के कुल ग्रहीय द्रव्यमान का 92% सहेजते है। शनि एक गैस दानव घोषित हुआ है पर यह पूरी तरह से गैसीय नहीं है। ग्रह मुख्य रूप से हाइड्रोजन का बना हैं, जो एक गैर आदर्श तरल हो जाता है जब घनत्व 0.01 ग्राम/सेमी3 के ऊपर होता है। यह घनत्व एक त्रिज्या पर शनि के द्रव्यमान का 99.9% शामिल करने जितना बढ़ा है। ग्रह के भीतर के तापमान, दबाव और घनत्व सभी कोर की दिशा पर तेजी से बढ़ते है, जिससे ग्रह की गहरी परतों में, हाइड्रोजन एक धातु में परिवर्तन का कारण बनता है। मानक ग्रहीय मॉडल बताते है कि शनि की बृहस्पति के जैसी ही आंतरिक बनावट है, अंश मात्रा की भिन्न-भिन्न वाष्पशीलों के साथ हाइड्रोजन व हीलियम से घिरा एक चट्टानी कोर, जो संरचना में पृथ्वी के कोर के समान, मगर अधिक सघन है। आंतरिक बनावट के भौतिक मॉडल के साथ संयोजन में, ग्रह के गुरुत्व विभव के परीक्षण ने फ्रांसीसी खगोलविदों डिडिएर साउमोन और ट्रिस्टन गुइलोट को ग्रहीय कोर की बड़ी राशि पर रोक को स्थान देने के लिए अनुमति दी। 2004 में, उन्होने आकलन किया कि कोर पृथ्वी के द्रव्यमान का 9-22 गुना अवश्य होना चाहिए, जो लगभग 25,000 किमी की एक व्यास से मेल खाती है। यह कोर एक मोटे तरल धातु हाइड्रोजन परत से घिरा हुआ है, जो हीलियम-संतृप्त आणविक हाइड्रोजन की एक तरल परत द्वारा अनुगमित हुई है जिसका बढ़ती ऊंचाई के साथ धीरे-धीरे गैस में बदलाव हुआ। बाह्यतम परत 1,000 किमी तक फैली है एवं एक गैसीय वातावरण से बनी हैं। शनि का अति तप्त भीतरी भाग है। कोर में पारा 11,700 डिग्री सेल्सियस तक चढ़ जाता है। ग्रह सूर्य से जितनी ऊर्जा प्राप्त करता है उससे 2.5 गुना अधिक अंतरिक्ष में छोड़ता है। इस अतिरिक्त ऊर्जा की अधिकांश मंद गुरुत्वीय संपीड़न के केल्विन-हेल्महोल्ट्ज़ तंत्र द्वारा उत्पन्न हुई है, पर यह अकेली शनि के ऊष्मा उपज को समझाने के लिए पर्याप्त नहीं हो सकती। वहां एक अतिरिक्त तंत्र की भूमिका होनी चाहिए जिसके द्वारा शनि अपने गहरे आंतरिक भाग में अपनी कुछ उष्मा हीलियम की बूंदों की हो रही फुहार के माध्यम से उत्पन्न करता है। जैसे ही बूंदे निम्न-घनत्व हाइड्रोजन से होकर उतरती है, यह प्रक्रिया घर्षण से गर्मी जारी करती है और हीलियम से खाली हो चुके ग्रह की बाहरी परत को छोड़ देती है। ये उतरती बूंदे कोर के आसपास एक हीलियम खोल में जमा हो सकती हैं। शनि का बाह्य वायुमंडल 96.3% आणविक हाइड्रोजन और 3.25% हीलियम शामिल करता है। हीलियम का यह अनुपात सूर्य में इस तत्व की प्रचुरता की तुलना में काफी कम है। हीलियम से भारी तत्वों की मात्रा ठीक ठीक ज्ञात नहीं है, लेकिन अनुपातों को सौर मंडल के गठन से निकली प्रारंभिक प्रचुरता से मिलान के लिए ग्रहण किया हुआ है। शनि के कोर क्षेत्र में स्थित एक महत्वपूर्ण अंश के साथ, इन भारी तत्वों का कुल द्रव्यमान पृथ्वी के द्रव्यमान का 19-31 गुना होने का अनुमान है। अंश मात्रा की अमोनिया, एसिटिलीन, ईथेन, प्रोपेन, फोस्फाइन और मीथेन शनि के वायुमंडल में खोजी गई है। ऊपरी बादल अमोनिया क्रिस्टल से बने हुए हैं, जबकि निचले स्तर के बादल या तो अमोनियम हाइड्रोसल्फाईड (NH4SH) या जल से मिलकर बने हुए दिखाई देते हैं। सूर्य से निकली पराबैंगनी विकिरण ऊपरी वायुमंडल में मीथेन वियोजन का कारण बनती है और बवंडरों व विसरण से नीचे ले जाए जा रहे परिणामी उत्पादों के साथ एक हाइड्रोकार्बन रासायनिक प्रतिक्रियाओं की श्रृंखला का प्रतिनिधित्व करती है। यह प्रकाश रासायनिक चक्र शनि के वार्षिक मौसमी चक्र द्वारा ठीक की हुई है। शनि का वायुमंडल बृहस्पति के समान एक धारीदार स्वरुप दर्शाती है, परंतु शनि की धारियां बेहद हल्की हैं तथा भूमध्य रेखा के पास बहुत चौड़ी हैं। इन धारियों का वर्णन करने के लिए प्रयुक्त नामकरण बृहस्पति पर के जैसे ही है। शनि के महीन बादल स्वरुप 1980 के दशक के वॉयजर अंतरिक्ष यान के फ्लाईबाई तक प्रेक्षित नहीं हुए थे। तब से, पृथ्वी-आधारित दूरबीनता उस दिशा के लिए सुधारी गई जिस तरफ नियमित प्रेक्षण होना बन सकता है। बादलों की संरचना गहराई और बढ़ते दबाव के साथ बदलती रहती है। ऊपरी बादल परतों में, 100-160 केल्विन हद के तापमान एवं 0.5-2 बार के बीच विस्तारित रहे दबाव के साथ, बादल अमोनिया बर्फ से मिलकर बनते है। जल बर्फ बादल उस स्तर पर शुरू होते है, जहां दबाव करीब 2.5 बार है एवं 9.5 बार नीचे तक विस्तारित होता है, वहीं तापमान सीमा 185-270 केल्विन होती है। इस परत में अन्तर्मिश्रित हुई है वह अमोनियम हाइड्रोसल्फाईड बर्फ की एक धारी है, जो 290-235 केल्विन के तापमान के साथ 3-6 दबाव सीमा में रहती है। अंत में, निचली परतें, जहां दबाव 10-20 बार के बीच और तापमान 270-330 केल्विन हैं, जलीय घोल में अमोनिया के साथ पानी की बूंदों का एक क्षेत्र शामिल करते हैं। शनि का आमतौर पर नीरस वायुमंडल कभी कभी दीर्घायु अंडे और अन्य आकृतियां दर्शाते है जो बृहस्पति पर आम है। 1990 में, हबल स्पेस टेलीस्कोप ने शनि की भूमध्य रेखा के पास एक विशाल सफेद बादल प्रतिचित्रित किया जो वॉयजर मुठभेड़ों के दौरान मौजुद नहीं था। 1994 में एक अन्य छोटा तूफान देखा गया था। 1990 तूफान एक विशालकाय श्वेत धब्बा का एक उदाहरण था। एक अद्वितीय लेकिन अल्पकालिक घटना जो उत्तरी गोलार्द्ध की ग्रीष्म संक्रांति के समय के आसपास, हर शनि वर्ष में, मोटे तौर पर हर 30 पृथ्वी वर्ष में, एक बार होती है। सुप्रसिद्ध हुए 1933 के तूफान के साथ, पिछले विशालकाय श्वेत धब्बे 1876, 1903, 1933 और 1960 में देखे गए थे। यदि कालक्रमता बनी हुई है, तो एक और तूफान लगभग 2020 में घटित होगा। शनि पर सौरमंडल के ग्रहों में द्वितिय सबसे तेज हवाएं हैं। वॉयजर डेटा पूर्वी हवाओं के चरम को 500 मीटर/सेकंड (1800 किमी/घंटा) होना दिखाते है। 2007 के दरम्यान कैसिनी अंतरिक्ष यान से खींची छवियों में, शनि के उत्तरी गोलार्द्ध ने यूरेनस के समान एक उज्ज्वल नीले रंग का प्रदर्शन किया। इस रंग का सर्वाधिक संभावित कारण रेलेह प्रकीर्णन द्वारा होना था। अवरक्त प्रतिचित्रण ने दिखाया है कि शनि का दक्षिण ध्रुव एक गर्म ध्रुवीय भंवर रखता है, सौर मंडल में इस तरह की घटना का एकमात्र ज्ञात उदाहरण। वहीं शनि पर तापमान सामान्यया -185° सेल्सियस हैं, भंवर पर तापमान अक्सर अधिक से अधिक -122 डिग्री सेल्सियस पहुँचता है, यह शनि पर सबसे गर्म स्थान होना माना गया है। वायुमंडल में उत्तरी ध्रुवीय भंवर के आसपास लगभग 78°उ. पर एक दृढ़ षटकोणीय लहर स्वरुप सर्वप्रथम वॉयजर की छवियों में उल्लेखित हुआ था। उत्तरी ध्रुवीय षट्कोण की प्रत्येक सीधी भुजाएं लगभग 13,800 किमी (8,600 मील) लंबी हैं, जो उन्हें पृथ्वी के व्यास से बड़ा बनाती है। यह पूरा ढांचा 10घंटे 39मीनट 24सेकंड की अवधि (ग्रह के रेडियो उत्सर्जन के जितनी ही समान अवधि) के साथ घूमता है, जो शनि के आंतरिक ढ़ाचे के घूर्णन अवधि के बराबर माना हुआ है। यह षटकोणीय आकृति दृश्यमान वायुमंडल के अन्य बादलों की तरह देशांतर में बदलाव नहीं करता। इस स्वरुप का मूल बड़े अटकलों का विषय है। अधिकांश खगोलविद विश्वास करते हैं यह वायुमंडल में कुछ खड़ी-लहर पद्धति की वजह से हुआ था। बहुभुजी आकार तरल पदार्थ के अंतरीय घूर्णन के माध्यम से प्रयोगशाला में दोहराया जा चुका है। दक्षिण ध्रुवीय क्षेत्र के हबल दूरबीन के प्रतिचित्रण एक तेज धारा En की उपस्थिति का संकेत करते है, पर न ही किसी शक्तिशाली ध्रुवीय भंवर का और न ही किसी षटकोणीय खड़ी-लहर का। नासा ने नवंबर 2006 में सूचना दी कि कैसिनी ने दक्षिणी ध्रुव के साथ जकड़ा हुआ एक " चक्रवात सदृश्य" तूफान देखा था जो कि एक स्पष्ट रूप से परिभाषित आईव़ोलEn था। यह अवलोकन विशेष रूप से उल्लेखनीय है क्योंकि आईव़ोल बादल पहले कभी पृथ्वी के अलावा किसी अन्य ग्रह पर नहीं देखे गए थे। उदाहरण के लिए, गैलिलियो अंतरिक्ष यान से प्राप्त छवियां बृहस्पति के विशालकाय लाल धब्बेEn में कोई आईव़ोल नहीं दिखाते। दक्षिणी ध्रुव तूफान अरबों वर्षों तक के लिए मौजूद होना चाहिए। यह भंवर पृथ्वी के आकार के बराबर है और इसकी 550 किमी की हवाएं है। कैसिनी ने "मोतीयों की माला" के रूप में उपनामित मेघाकृतियों की एक श्रृंखला प्रेक्षित की, जो उत्तरी अक्षांश में पाई गई। These features are cloud clearings that reside in deeper cloud layers. शनि का एक आंतरिक चुम्बकीय क्षेत्र है जिसका एक सरल, सुडौल आकार है - एक चुम्बकीय द्विध्रुव। भूमध्य रेखा पर इसकी ताकत - 0