बृहस्पति (ग्रह)

बृहस्पति (प्रतीक: ) सूर्य से पाँचवाँ और हमारे सौरमंडल का सबसे बड़ा ग्रह है। यह मुख्य रूप से एक गैस पिंड है जिसका द्रव्यमान सूर्य के हजारवें भाग के बराबर तथा सौरमंडल में मौजूद अन्य सात ग्रहों के कुल द्रव्यमान का ढाई गुना है। बृहस्पति को शनि, अरुण और वरुण के साथ एक गैसीय ग्रह के रूप में वर्गीकृत किया गया है। इसे रात्रि में नंगी आंखों से देखा जा सकता है। खगोल विद ने सौर मंडल के सबसे बड़े ग्रह बृहस्पति का चक्कर लगा रहे 12 नए उपग्रहों की खोज की है इस खोज के बाद से बृहस्पति के अब कुल 95 उपग्रह हो गए हैं फिर भी शनि 145 उपग्रह के साथ सबसे ज्यादा उपग्रह वाला ग्रह है। यह ग्रह प्राचीन काल से ही खगोलविदों द्वारा जाना जाता रहा है तथा यह अनेकों संस्कृतियों की पौराणिक कथाओं और धार्मिक विश्वासों के साथ जुड़ा हुआ था। रोमन सभ्यता ने अपने देवता जुपिटर के नाम पर इसका नाम रखा था। इसे जब पृथ्वी से देखा गया, बृहस्पति -2.94 के सापेक्ष कांतिमान तक पहुँच सकता है, छाया डालने लायक पर्याप्त उज्जवल, जो इसे चन्द्रमा और शुक्र के बाद आसमान की औसत तृतीय सर्वाधिक चमकीली वस्तु बनाता है। (मंगल ग्रह अपनी कक्षा के कुछ बिंदुओं पर बृहस्पति की चमक से मेल खाता है)। बृहस्पति एक चौथाई हीलियम द्रव्यमान के साथ मुख्य रूप से हाइड्रोजन से बना हुआ है और इसका भारी तत्वों से युक्त एक चट्टानी कोर हो सकता है।अपने तेज घूर्णन के कारण बृहस्पति का आकार एक चपटा उपगोल (भूमध्य रेखा के पास चारों ओर एक मामूली लेकिन ध्यान देने योग्य उभार लिए हुए) है। इसके बाहरी वातावरण में विभिन्न अक्षांशों पर कई पृथक दृश्य पट्टियां नजर आती है जो अपनी सीमाओं के साथ भिन्न भिन्न वातावरण के परिणामस्वरूप बनती है। बृहस्पति के विश्मयकारी 'महान लाल धब्बा' (Great Red Spot), जो कि एक विशाल तूफ़ान है, के अस्तित्व को १७ वीं सदी के बाद तब से ही जान लिया गया था जब इसे पहली बार दूरबीन से देखा गया था। यह ग्रह एक शक्तिशाली चुम्बकीय क्षेत्र और एक धुंधले ग्रहीय वलय प्रणाली से घिरा हुआ है। बृहस्पति के कम से कम ७९(२०१८ तक) चन्द्रमा है। इनमें वो चार सबसे बड़े चन्द्रमा भी शामिल है जिसे गेलीलियन चन्द्रमा कहा जाता है जिसे सन् १६१० में पहली बार गैलीलियो गैलिली द्वारा खोजा गया था। गैनिमीड सबसे बड़ा चन्द्रमा है जिसका व्यास बुध ग्रह से भी ज्यादा है। यहाँ चन्द्रमा का तात्पर्य उपग्रह से है। बृहस्पति का अनेक अवसरों पर रोबोटिक अंतरिक्ष यान द्वारा, विशेष रूप से पहले पायोनियर और वॉयजर मिशन के दौरान और बाद में गैलिलियो यान के द्वारा, अन्वेषण किया जाता रहा है। फरवरी २००७ में न्यू होराएज़न्ज़ प्लूटो सहित बृहस्पति की यात्रा करने वाला अंतिम अंतरिक्ष यान था। इस यान की गति बृहस्पति के गुरुत्वाकर्षण का इस्तेमाल कर बढाई गई थी। इस बाहरी ग्रहीय प्रणाली के भविष्य के अन्वेषण के लिए संभवतः अगला लक्ष्य यूरोपा चंद्रमा पर बर्फ से ढके हुए तरल सागर शामिल हैं। इसके उपग्रहों की संख्या 79 है। बृहस्पति प्राथमिक तौर पर गैसों और तरल पदार्थों से बना हुआ है। चार गैसीय ग्रहों में सबसे बड़ा होने के साथ यह १,४२,९८४ किमी विषुववृत्तिय व्यास के साथ सौरमंडल का भी सबसे बड़ा ग्रह है। बृहस्पति का १.३२६ ग्राम /से॰मी॰३ का घनत्व गैसीय ग्रहों में दूसरा सर्वाधिक, लेकिन सभी चार स्थलीय ग्रहों से कम है। बृहस्पति का उपरी वायुमंडल ८८-९२% हाइड्रोजन और ८-१२% हीलियम से बना है और ध्यान रहे यहाँ प्रतिशत का तात्पर्य अणुओं की मात्रा से है। हीलियम परमाणु का द्रव्यमान हाइड्रोजन परमाणु से चार गुना ज्यादा होता है। यह संरचना तब बदल जाती है जब इसके द्रव्यमान के अनुपात को विभिन्न परमाणुओं के योगदान के रूप में वर्णित किया जाता है। इस प्रकार वातावरण लगभग ७५ % हाइड्रोजन और २४ % हीलियम द्रव्यमान द्वारा औए शेष एक प्रतिशत द्रव्यमान अन्य तत्वों से मिलकर बना होता है। इसके आतंरिक भाग में घने पदार्थ मिलते है, इस तरह मोटे तौर पर वितरण ७१% हाइड्रोजन, २४% हीलियम और ५% अन्य तत्वों के द्रव्यमान का होता है। खगोलशास्त्रियों का मानना है कि बृहस्पति के केन्द्रीय भाग में हाइड्रोजन भयंकर दबाव से कुचलकर धातु हाइड्रोजन के रूप में मौजूद है। बृहस्पति का चुम्बकीय क्षेत्र हमारे सौर मंडल के किसी भी अन्य ग्रह से अधिक शक्तिशाली है और वैज्ञानिक कहते हैं कि इसकी वजह बृहस्पति के अन्दर की धातु हाइड्रोजन है। बृहस्पति के वायुमंडल में मीथेन, जल वाष्प, अमोनिया और सिलिकॉन आधारित यौगिक मिले है। इसमे कार्बन, इथेन, हाइड्रोजन सल्फाइड, फोस्फाइन और सल्फर के होने के भी संकेत मिले है। वायुमंडल के बाह्यतम परत में जमीं हुई अमोनिया के क्रिस्टल होते हैं। अवरक्त पराबैंगनी मापन के माध्यम से जांचने पर बेंजीन और अन्य हाइड्रोकार्बन की मात्रा भी पायी गई है। हाइड्रोजन और हीलियम का वायुमंडलीय अनुपात आद्य सौर नीहारिका की सैद्धांतिक संरचना के बहुत करीब हैं। ऊपरी वायुमंडल में नियॉन की मात्रा २० भाग प्रति दस लाख है, जो सूर्य में प्रचुर मात्रा में लगभग १० भाग प्रति दस लाख होती है। बृहस्पति के वायुमंडल में भारी अक्रिय गैसों की प्रचुरता सूर्य से लगभग दो से तीन गुना ज्यादा है। स्पेक्ट्रोस्कोपी के आधार पर, शनि संरचना में बृहस्पति के समान समझा जाता है लेकिन अन्य दो गैसीय ग्रहों यूरेनस और नेप्च्यून के पास अपेक्षाकृत बहुत कम हाइड्रोजन और हीलियम है। वायुमंडलीय प्रविष्टि जांच के अभाव की वजह से, बृहस्पति से परे बाहरी ग्रह उच्च गुणवत्ता वाले भारी तत्वों की बहुतायत संख्या में कमी कर रहे हैं। बृहस्पति का द्रव्यमान हमारे सौर मंडल के अन्य सभी ग्रहों के संयुक्त द्रव्यमान का २.५ गुना है। यह इतना बड़ा है कि सूर्य के साथ इसका बेरिसेंटर सूर्य की सतह के ऊपर सूर्य के केंद्र से १.०६८ सौर त्रिज्या पर स्थित है। यद्यपि इस ग्रह की त्रिज्या पृथ्वी से ११ गुना बड़ी है पर यह अपेक्षाकृत बहुत कम घना है। बृहस्पति का आयतन १३२१ पृथ्वीयों के बराबर है, तो भी द्रव्यमान पृथ्वी से मात्र ३१८ गुना है। बृहस्पति की त्रिज्या सूर्य की त्रिज्या का लगभग १/१० है और इसका द्रव्यमान सौर द्रव्यमान का हजारवाँ हिस्सा मात्र है इसलिए दोनों निकायों का घनत्व समान है। एक "बृहस्पति द्रव्यमान" (MJ या MJup) को प्रायः अन्य पिंडों के द्रव्यमान की एक इकाई के रूप में, विशेषरूप से ग़ैर-सौरीय ग्रह और भूरे बौनों के लिए प्रयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए ग़ैर-सौरीय ग्रह HD 209458-b का द्रव्यमान ०.६९ MJ जबकि COROT-7b का द्रव्यमान ०.०१५ MJ व्यक्त किया जाता है। सैद्धांतिक मॉडल से संकेत मिलता है कि अगर बृहस्पति का वर्तमान द्रव्यमान बहुत अधिक बढ़ जाए तो यह ग्रह सिकुड़ जाएगा। द्रव्यमान में मामूली परिवर्तन से इसकी त्रिज्या में कोई ख़ास अन्तर नहीं होगा और लगभग ५०० M⊕ (१.६ बृहस्पति द्रव्यमान) से अधिक होने पर आतंरिक भाग गुरुत्व बल के अंतर्गत संकुचित हो जाएगा और पदार्थ की मात्रा बढ़ने के बावजूद ग्रह के आयतन में कमी होगी। बढ़ते द्रव्यमान के साथ संकुचन की प्रक्रिया पर्याप्त तारकीय प्रज्वलन प्राप्त करने तक जारी रहेगी, जैसे कि ५० बृहस्पति द्रव्यमान के आसपास भूरे बौने का उच्च-द्रव्यमान। परिणामस्वरूप, बृहस्पति की संरचना और विकासवादी इतिहास के अनुरूप इसे बड़े व्यास वाले ग्रह के जैसा माना गया। यद्यपि बृहस्पति को एक सितारा बनने हेतू हाइड्रोजन संलयन के लिए ७५ गुना बड़ा होने की आवश्यकता होगी, सबसे छोटे लाल बौना तारे की त्रिज्या बृहस्पति से लगभग ३० प्रतिशत अधिक है। इसके बावजूद, बृहस्पति अभी भी सूर्य से प्राप्त गर्मी की तुलना में अधिक विकरित करता है और यह प्राप्त कुल सौर विकिरण के बराबर ही उष्मा की मात्रा अपने अन्दर उत्पादित करता है। यह अतिरिक्त तापीय विकिरण ऊष्मप्रवैगिकी प्रक्रिया के माध्यम से केल्विन-हेल्महोल्ट्ज़ तंत्र द्वारा उत्पन्न होती है। इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप ग्रह में प्रतिवर्ष लगभग २ से॰मी॰ संकुचन होता है। पहले जब यह ग्रह बना था तब यह बहुत ही तप्त था और इसका व्यास भी वर्तमान से दो गुना था। ऐसा लगता है बृहस्पति का घना कोर तत्वों के एक मिश्रण के साथ बना है, जो कुछ हीलियम युक्त तरल हाइड्रोजन धातु की परत से ढंका है और इसकी बाहरी परत मुख्य रूप से आणविक हाइड्रोजन से बनी हुई है। इस आधारभूत रूपरेखा के अलावा वहाँ अभी भी काफी अनिश्चितता है। इतनी गहराई के पदार्थों पर ताप और दाब के गुणों को देखते हुए प्रायः इसके कोर को चट्टानी जैसा माना गया है परन्तु इसकी विस्तृत संरचना अज्ञात है। सन् १९९७ में गुरुत्वाकर्षण माप द्वारा कोर के अस्तित्व का सुझाव दिया गया था जो संकेत कर रहा है कि कोर का द्रव्यमान पृथ्वी के द्रव्यमान का १२ से ४५ गुना या बृहस्पति के कुल द्रव्यमान का लगभग ४ % -१४% है। इसका कोर क्षेत्र घने धातु हाइड्रोजन से घिरा हुआ है जो बाहर की ओर बृहस्पति की त्रिज्या के लगभग ७८% तक फैला है। हीलियम व नियॉन वर्षा की बूंदों के रूप में इस परत से होकर तेजी से नीचे की ओर बरसते है, जिससे उपरी वायुमंडल में इन तत्वों की बहुतायत में कमी हो जाती है। धातु हाइड्रोजन की परत के ऊपर हाइड्रोजन का पारदर्शी आंतरिक वायुमंडल स्थित है। इस गहराई पर तापमान क्रांतिक तापमान के ऊपर होता है जो हाइड्रोजन के लिए केवल ३३ केल्विन है। इस अवस्था में द्रव और गैस में कोई भेद नहीं रह जाता है, तब हाइड्रोजन को परम क्रांतिक तरल अवस्था में होना कहा जाता है। उपरी परत में गैस के जैसा व्यवहार करना हाइड्रोजन के लिए अधिक सुगम होता है जो नीचे की ओर विस्तार के साथ १००० कि॰मी॰ गहराई तक बना रहता है और अधिक गहराई में यह तरल जैसा होता है। एक बार नीचे उतर जाने पर गैस धीरे धीरे गर्म और घनी होती जाती है लेकिन भौतिक रूप से इसकी कोई स्पष्ट सीमा रेखा नहीं है। बृहस्पति के अंदर कोर की ओर जाने से ताप और दाब में तेजी से वृद्धि होती है। ऐसा माना जाता है कि १०,००० K (केल्विन) तापमान और २०० GPa (गीगा पास्कल) दबाव के चरण संक्रमण क्षेत्र पर, जहाँ हाइड्रोजन अपने क्रांतिक बिंदु से अधिक गर्म होती है - धातु बन जाती है। कोर की सीमा पर तापमान ३६,००० K और आंतरिक दबाव ३,०००–४,५०० GPa होने का अनुमान है। बृहस्पति पर सौरमंडल का सबसे बड़ा ग्रहीय वायुमंडल है जो उंचाई में ५००० कि॰मी॰ तक फैला हुआ है। बृहस्पति पर कोई धरातल नहीं है, इसलिए साधारणतया वायुमण्डल के आधार को उस बिंदु पर माना जाता है जहाँ वायुमण्डलीय दाब १० बार इकाई के बराबर या पृथ्वी के सतही दबाव का १० गुना हो। बृहस्पति सदा अमोनिया क्रिस्टल और संभवतः अमोनियम हाइड्रोसल्फाइड के बादलों से ढंका रहता है। यह बादल ट्रोपोपाउस में स्थित हैं और विभिन्न अक्षांशों की धारियों में व्यवस्थित है, इन्हें उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों के रूप में जाना जाता है। इन धारियों को हल्के रंग के क्षेत्रों (zones) और गहरे रंग की पट्टियों (belts) में उप-विभाजित किया गया है। इन परस्पर विरोधी परिसंचरण आकृतियों की पारस्परिक क्रिया तूफान और अस्तव्यस्तता का कारण होती है। क्षेत्रों में पवन की गति १०० मीटर/सेकण्ड (३६० कि॰मी॰/घंटा) होना आम बात है। क्षेत्रों की चौड़ाई, रंग और तीव्रता में वर्ष दर वर्ष भिन्नता देखी गयी है लेकिन उनमे इतनी स्थिरता बनी रहती है कि खगोलविद् पहचानकर उन्हें कोई नाम दे सके। बादल परत की गहराई लगभग ५० कि॰मी॰ है और यह बादलों के कम से कम दो पटावों (decks) से मिलकर बनी है। एक निचला मोटा पटाव और एक पतला साफ़ सुथरा क्षेत्र। बृहस्पति के वातावरण में बिजली की चमक के प्रमाण मिलने से लगता है कि अमोनिया परत के भीतर जलीय बादलों की एक पतली परत हो सकती है। बिजली की यह चमक जलीय ध्रुवता (polarity) के कारण होती है जो जलीय बादलों को बिजली उत्पादन के लिए आवश्यक पृथक आवेश बनाने सक्षम बनाती है। यह विद्युतीय चमक पृथ्वी पर होने वाली बिजली की चमक से हजार गुना तक शक्तिशाली हो सकती है। बढ़ती आतंरिक गर्मी से प्रेरित होकर जलीय बादल गरज का रूप ले सकते है। बृहस्पति के बादलों का नारंगी और भूरापन यौगिकों द्वारा उमड़ने के कारण है और रंगों में यह बदलाव तब होता है जब सूर्य का पराबैंगनी प्रकाश इसे उजागर करता है। बृहस्पति पर सबसे जानी पहचानी आकृति विशाल लाल धब्बा या ग्रेट रेड स्पोट है। यह पृथ्वी से भी बड़ा एक प्रति चक्रवाती तूफ़ान है जो भूमध्यरेखा के दक्षिण में २२° पर स्थित है। इसके अस्तित्व को सन् १८३१ से या इससे भी पहले सन् १६६५ से जान लिया गया था। गणितीय मॉडल बताते है कि यह तूफ़ान शाश्वत है और इस आकृति का अस्तित्व चिरस्थायी है। इस तूफ़ान का आकार इतना पर्याप्त है कि इसे १२ से॰मी॰ एपर्चर या उससे ज्यादा के भू-आधारित दूरदर्शी से आसानी से देखा जा सकता है। यह अंडाकार धब्बा छः घंटे की अवधि के साथ वामावर्त घूर्णन करता है। इसकी लम्बाई २४ - ४०,००० कि॰मी॰ और चौड़ाई १२ - १४,००० कि॰मी॰ है। यह इतना बड़ा है कि इसमे तीन पृथ्वियां समा जाए। इस तूफ़ान की अधिकतम उंचाई उपरी बादलों से भी ८ कि॰मी॰ ऊपर है। इस गैसीय ग्रह के अशांत वातावरण में इस तरह के तूफ़ान होना आम बात है। बृहस्पति पर सफ़ेद और भूरे रंग के बेनाम अनेको छोटे धब्बे है। सफ़ेद धब्बे उपरी वातावरण के भीतर अपेक्षाकृत शांत बादल से मिलकर बने है इसके विपरीत भूरे धब्बे गर्म होते है और सामान्य बादल परत के भीतर बनते है। इससे पहले कि वॉयजर इस आकृति की तूफानी प्रवृत्ति की पुष्टि करता, यह जान लिया गया था कि इस धब्बे का संबंध इस ग्रह की किसी गहरी रचना से नहीं था और इस बात के पुख्ता प्रमाण थे - जैसे कि इसकी घूर्णन गति अपने इर्द गिर्द मौजूद वातावरण कि अपेक्षा भिन्न है और कभी यह तेज घूमता है तो कभी बहुत धीमे। यह तूफानी धब्बा अपने दर्ज इतिहास के दौरान किसी भी संभावित नियत आवर्ती निशानी के सापेक्ष ग्रह के चारों ओर कई बार यात्रा कर चुका है। बृहस्पति में एक धुंधली वलय प्रणाली है जो मुख्यतः तीन भागो मे बनी है। अंदरूनी छल्ला, अपेक्षाकृत चमकीला मुख्य छल्ला और बाहरी पतला छल्ला। ऐसा लगता है कि यह छल्ले शनि के छल्लों जैसे बर्फीले ना होकर धुल से बने है। संभवतः इसका मुख्य छल्ला ऐड्रास्टीया (Adrastea) और मीटस (Metis) चन्द्रमा की सामग्री के छिटकने से बना है। यह आम तौर पर चाँद पर वापस गिरने वाली वह सामग्री है जिसे बृहस्पति के शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण ने अपनी ओर खिंच लिया है। इस घूमती सामग्री की कक्षा की दिशा बृहस्पति की ओर है। इसी तरह, थीबी (Thebe) और ऐमलथीया (Amalthea) चन्द्रमा, संभवतः दो अलग अलग घटकों की धूलयुक्त बाहरी छल्ले बनाते है। ऐमलथीया की कक्षा के साथ वहाँ चट्टानी छल्ले के भी प्रमाण मिले है जो इसी चन्द्रमा के मलबे से बने हो सकते है। बृहस्पति का व्यापक चुम्बकीय क्षेत्र या मेग्नेटोस्फेयर पृथ्वी की तुलना में १४ गुना शक्तिशाली है। भूमध्यरेखा पर ४.२ गॉस (०.४२ मिली टेस्ला mT) से लेकर ध्रुवों पर १०-१४ गॉस (१.०-१.४ मिली टेस्ला mT) तक का विचरण इसे सौरमंडल का सबसे शक्तिशाली चुम्बकीय क्षेत्र बनाता है (सौर धब्बो को छोड़कर)। ऐसा माना जा रहा है कि इसकी उत्पत्ति भंवर धाराओं से होती है जो धातु हाइड्रोजन कोर के भीतर सुचालक पदार्थों के घूमने से बनती है। आयो (Io) चन्द्रमा पर ज्वालामुखी बड़ी मात्रा में सल्फरडाई आक्साइड गैस उत्सर्जित कर अपनी कक्षा के साथ-साथ गैस टॉरस बनाता है। यह गैस मेग्नेटोस्फेयर में आयनिकृत होकर सल्फर और ऑक्सीजन आयन उत्पादित करती है। यह दोनों परस्पर, बृहस्पति के वायुमंडल से उत्पन्न हाइड्रोजन आयनों से मिलकर बृहस्पति के विषुववृत्त तल में एक प्लाज्मा चादर बनाते है। इस चादर में प्लाज्मा ग्रह के साथ-साथ घूमने लगता है और चुम्बकीय डिस्क की तुलना में चुंबकीय द्विध्रुवीय विरूपण का कारण बनता है। प्लाज्मा चादर के भीतर इलेक्ट्रोन एक शक्तिशाली रेडियो तरंग उत्पन्न करते है जो ०