अरुण

यूरेनस पर एक ऋतु 21 साल लंबी कैसे हो जाती है?

यूरेनस का घूर्णन अक्ष 97.77° झुका हुआ है, इसलिए वह लगभग करवट लेकर सूर्य की परिक्रमा करता है। सूर्य का एक चक्कर पूरा करने में उसे करीब 84 साल लगते हैं। इस अवधि को वसंत, गर्मी, पतझड़ और सर्दी में बराबर बाँटें तो हर ऋतु लगभग 21 साल चलती है। इतनी लंबी कक्षा और करवट वाला यह रुख दशकों के दौरान बदलता रहता है कि सूर्य का प्रकाश किस ध्रुव और किन अक्षांशों तक पहुँचेगा।

ऋतुएँ भले ही धीरे बदलती हों, यूरेनस का दिन बहुत लंबा नहीं है। 2025 में प्रकाशित Hubble अवलोकनों ने उसकी घूर्णन अवधि 17 घंटे, 14 मिनट और 52 सेकंड तय की। तेज घूर्णन के साथ वायुमंडल और चुंबकीय क्षेत्र हर दिन एक चक्कर पूरा करते हैं, जबकि सूर्य के प्रकाश का बँटवारा लगभग एक मानव जीवन जितने समय में धीरे-धीरे बदलता है।

• भूमध्यरेखीय व्यास लगभग 51,100 किमी यूरेनस के एक किनारे से दूसरे किनारे तक की दूरी
• 17 घंटे 14 मिनट 52 सेकंड ध्रुवीय ज्योति की गति से 2025 में सटीक मापी गई घूर्णन अवधि
• लगभग 84 साल सूर्य की एक परिक्रमा पूरी करने में यूरेनस को लगने वाला पृथ्वी का समय
• 97.77° कक्षा के साथ लगभग लेट जाने तक झुके घूर्णन अक्ष की मात्रा

एक नजदीकी झलक से सभी ऋतुओं को नहीं समझा जा सकता

1986 में जब Voyager 2 यूरेनस के पास से गुजरा, तब उसका दक्षिणी ध्रुव सूर्य की ओर था। दृश्य प्रकाश की तस्वीरों में ग्रह लगभग बिना किसी निशान वाला नीला-हरा गोला दिखाई दिया। लेकिन वह दृश्य यूरेनस की केवल एक ऋतु और एक दिशा को लगभग साढ़े पाँच घंटे तक नजदीक से देखने का परिणाम था।

Hubble ने 2002, 2012, 2015 और 2022 में उसी उपकरण से वायुमंडल का अवलोकन किया। सर्दी में प्रवेश करते हुए दक्षिणी ध्रुवीय क्षेत्र गहरा हुआ, जबकि गर्मी के करीब पहुँचते उत्तरी ध्रुवीय क्षेत्र की चमक बढ़ी। उत्तरी ध्रुव पर मीथेन की मात्रा कम ही रही, लेकिन सूर्य के प्रकाश से बनने वाले धुंध के कण बहुत बढ़ गए। “20 साल का अध्ययन” यह नहीं बताता कि Hubble ने दो दशकों तक लगातार तस्वीरें लीं; इसका अर्थ है कि चार अलग समय पर लिए गए मापों की तुलना एक ही आधार पर की गई।

“आइस जायंट” का अर्थ बर्फ से बनी सतह नहीं है

यूरेनस पर कोई ठोस सतह नहीं है जहाँ कोई यान उतर सके। बाहर की ओर हाइड्रोजन और हीलियम से भरपूर वायुमंडल है। गहराई बढ़ने पर दबाव और तापमान बढ़ते जाते हैं और गैस तथा तरल के बीच की सीमा धुँधली हो जाती है। इससे भी भीतर पानी, अमोनिया और मीथेन से जुड़े पदार्थ गर्म और सघन अवस्थाओं में मिले हुए माने जाते हैं।

ग्रह विज्ञान में इन पदार्थों को “बर्फ” इसलिए कहा जाता है क्योंकि सौरमंडल बनते समय वे कम तापमान पर जम सकते थे। इसका अर्थ यह नहीं कि आज यूरेनस का भीतरी भाग ठंडी बर्फ का गोला है। कौन-सा पदार्थ कितनी मात्रा में मिला है और परतें कहाँ अलग होती हैं, इसका उत्तर गुरुत्व और चुंबकीय क्षेत्र के आँकड़ों से मेल बैठाने वाले हर आंतरिक मॉडल में अलग हो सकता है।

यूरेनस के ठंडा और शांत दिखाई देने का एक बड़ा कारण यह था कि नजदीक से मिली हमारी जानकारी 1986 में Voyager 2 की एकमात्र यात्रा पर बहुत अधिक निर्भर थी।

क्या यूरेनस के भीतर सचमुच लगभग कोई गर्मी नहीं है?

किसी ग्रह की आंतरिक गर्मी जानने के लिए उसके द्वारा अंतरिक्ष में छोड़ी गई कुल ऊर्जा में से अवशोषित सूर्य-प्रकाश की ऊर्जा घटाई जाती है। Voyager 2 के गुजरने के बाद लगा कि यूरेनस जितनी ऊर्जा पाता है, लगभग उतनी ही बाहर छोड़ता है; इसलिए माना गया कि उसके भीतर लगभग कोई अतिरिक्त गर्मी नहीं है। यह निष्कर्ष एक बार नजदीक से किए गए तापीय माप और उस समय उपलब्ध परावर्तित सूर्य-प्रकाश की गणना पर बहुत निर्भर था।

2025 में शोधकर्ताओं ने कई वर्षों के भू-आधारित दूरबीन और Hubble अवलोकनों से दोबारा गणना की कि यूरेनस सभी दिशाओं में कितना सूर्य-प्रकाश परावर्तित करता है। अनुमान मिला कि वह सूर्य से मिलने वाली ऊर्जा की तुलना में लगभग 15% अधिक ऊर्जा छोड़ता है। इससे “आंतरिक गर्मी नहीं है” वाला पुराना वर्णन बदल गया, फिर भी यह अतिरिक्त मात्रा नेपच्यून के मुकाबले कम है, जो मिलने वाली ऊर्जा के दोगुने से भी अधिक का उत्सर्जन करता है।

लगभग 15% का आँकड़ा यूरेनस के हर अक्षांश और हर ऋतु का सीधा माप नहीं है। यह लंबे अवलोकनों और वायुमंडलीय मॉडलों को जोड़कर निकाला गया अनुमान है। आंतरिक गर्मी इतनी कम क्यों है, यह समझने के लिए अलग-अलग ऋतुओं में परावर्तित प्रकाश और तापीय विकिरण को कई दिशाओं से फिर मापना होगा।

चुंबकीय क्षेत्र ग्रह के केंद्र से सीधा क्यों नहीं गुजरता?

Voyager 2 ने पाया कि यूरेनस का चुंबकीय अक्ष उसके घूर्णन अक्ष से लगभग 59° झुका है और चुंबकीय क्षेत्र का केंद्र भी ग्रह के केंद्र से उसकी त्रिज्या के करीब एक-तिहाई जितना हटा हुआ है। यह पृथ्वी जैसा नहीं है, जहाँ चुंबकीय ध्रुव घूर्णन अक्ष के अपेक्षाकृत पास हैं। यूरेनस स्वयं करवट लेकर घूमता है, इसलिए सूर्य से विपरीत दिशा में फैली उसकी चुंबकीय पूँछ भी एक लंबी कुंडली में मुड़ जाती है।

इस बनावट से संकेत मिलता है कि चुंबकीय क्षेत्र बनाने वाला विद्युत-चालक पदार्थ ग्रह के सबसे गहरे केंद्र में न होकर बाहर की अपेक्षाकृत उथली परत में फैला हो सकता है। लेकिन Voyager 2 केवल एक बार, एक ही रास्ते से गुजरा था। समय के साथ हुए बदलाव और स्थान के अनुसार दिखे अंतर को पूरी तरह अलग नहीं किया जा सका, इसलिए चुंबकीय डायनेमो वाली परत की गहराई और संरचना अब भी निश्चित नहीं है।

किसी विशाल पिंड से टक्कर यूरेनस के बहुत अधिक अक्षीय झुकाव की प्रमुख व्याख्याओं में से एक है, लेकिन इस बात का सीधा प्रमाण नहीं है कि एक ही टक्कर वास्तविक कारण थी। यह भी जाँचा जा रहा है कि कई टक्करें या शुरुआती उपग्रह प्रणाली की पारस्परिक क्रियाएँ आज के घूर्णन, आंतरिक बनावट और चंद्रमाओं की कक्षाओं को एक साथ समझा सकती हैं या नहीं।

अगले अभियान को लंबे समय तक क्या मापना चाहिए?

24 जनवरी 1986 को Voyager 2 बादलों के ऊपरी भाग से लगभग 81,500 किमी दूर से गुजरा और यूरेनस जाने वाला अब तक का एकमात्र अंतरिक्ष यान बना। उसने दस नए चंद्रमा और दो वलय खोजे तथा एक अप्रत्याशित चुंबकीय क्षेत्र मापा, लेकिन उसके नजदीकी अवलोकन केवल करीब साढ़े पाँच घंटे चले।

अमेरिका की 2023–2032 ग्रह विज्ञान दशकीय समीक्षा ने यूरेनस ऑर्बिटर और वायुमंडलीय प्रोब को नए बड़े अभियानों में सबसे ऊँची प्राथमिकता देने की सिफारिश की। परिकल्पना है कि ऑर्बिटर कई वर्षों तक गुरुत्व, चुंबकीय क्षेत्र, गर्मी, वलयों और चंद्रमाओं को बार-बार मापेगा, जबकि प्रोब वायुमंडल में उतरकर उसकी संरचना, तापमान और दबाव सीधे मापेगा। अगस्त 2026 तक यह एक प्रस्तावित अभियान है; NASA ने इसके प्रक्षेपण की कोई निश्चित समय-सारणी घोषित नहीं की है।

करवट लेकर घूमना इस रहस्य की बस शुरुआत है

यूरेनस का 97.77° झुकाव 21 साल लंबी ऋतुएँ बनाता है और ऋतु के साथ ध्रुवीय धुंध तथा बादल बदलते हैं। लेकिन केवल सूर्य-प्रकाश में बदलाव से झुके चुंबकीय क्षेत्र और कमजोर आंतरिक गर्मी को भी नहीं समझाया जा सकता। अलग-अलग अवलोकन उसके वायुमंडल और गहरे भीतरी भाग के अलग पहलू दिखाते हैं।

Voyager 2 ने नजदीक से एक दृश्य दिया, जबकि Hubble ने दशकों में हुए बदलावों को जोड़ा। अगला कदम किसी एक ऋतु में थोड़ी देर के लिए गुजरना नहीं, बल्कि कई वर्षों तक उसी ग्रह को बार-बार मापना है। तभी यह अलग-अलग समझा जा सकेगा कि यूरेनस करवट पर कैसे आया और उसके भीतर की गर्मी तथा पदार्थ वायुमंडल और चुंबकीय क्षेत्र को कैसे चलाते हैं।

स्रोत

• NASA Science — Uranus Facts
• NASA Science — 20-Year Hubble Study of Uranus
• NASA Science — Uranus Rotation Rate
• NASA Science — Uranus Has More Internal Heat Than Estimated
• NASA Science — Voyager 2
• NASA — Voyager 2 Explores Uranus
• NASA Science — Uranus Exploration
• National Academies — 2023–2032 Planetary Decadal Survey