भले ही हमारे सौर मंडल के गैस दिग्गज आकार और द्रव्यमान में व्यापक रूप से भिन्न हैं, लेकिन उनमें कुछ सामान्य है। जैसे-जैसे ये चंद्रमा बड़े होते गए, बचे हुए गैस ने उन्हें धीमा कर दिया, और वे ग्रह में भस्म हो गए। आज हम जो चन्द्रमा देख रहे हैं, वे गैस के छोड़े जाने के बाद अपने मूल ग्रहों के चारों ओर बने थे।
हमारे सौर मंडल के प्रत्येक बाहरी गैसीय ग्रह कई उपग्रहों की एक प्रणाली की मेजबानी करते हैं, और इन वस्तुओं में बृहस्पति के ज्वालामुखी Io और यूरोपा इसके माना उपसतह महासागर के साथ-साथ टाइटन के साथ शनि पर अपने घने और कार्बनिक समृद्ध वातावरण में शामिल हैं। जबकि व्यक्तिगत उपग्रह गुण अलग-अलग होते हैं, सिस्टम सभी एक समान समानता साझा करते हैं: प्रत्येक होस्ट सिस्टम का कुल द्रव्यमान अपने मेजबान ग्रह के द्रव्यमान की तुलना में लगभग एक निरंतर अनुपात, लगभग 1: 10,000 है।
प्रकृति के 15 जून के अंक में प्रकाशित साउथवेस्ट रिसर्च इंस्टीट्यूट के वैज्ञानिकों द्वारा किए गए शोध में बताया गया है कि गैसीय ग्रह इस स्थिरता को क्यों प्रदर्शित करते हैं, और गैस ग्रहों के उपग्रह अपने ग्रह की तुलना में बहुत छोटे क्यों हैं? ठोस ग्रह।
बृहस्पति के चार गैलीलियन उपग्रह प्रत्येक आकार में लगभग समान हैं, जबकि शनि के पास एक बड़ा उपग्रह है जिसमें कई छोटे उपग्रह हैं। फिर भी, दोनों उपग्रह प्रणालियों में कुल द्रव्यमान संबंधित ग्रह के द्रव्यमान का लगभग एक प्रतिशत (0.0001) है। यूरेनियन उपग्रह प्रणाली की संरचना बृहस्पति के समान है, और यह समान द्रव्यमान अनुपात को भी प्रदर्शित करता है। इसके विपरीत, ठोस ग्रहों के बड़े उपग्रहों में उनके ग्रह के द्रव्यमान के बहुत बड़े अंश होते हैं, जिसमें चंद्रमा पृथ्वी के द्रव्यमान का 1 प्रतिशत (0.01) और प्लूटो के उपग्रह, चारोन, के द्रव्यमान का 10 प्रतिशत (0.1) से अधिक होता है।
गैस ग्रह, प्रत्येक अपने स्वयं के अनूठे गठन इतिहास के साथ क्यों है, उपग्रह प्रणाली में प्रत्येक ग्रह के द्रव्यमान का एक सुसंगत अंश है, और ठोस ग्रह उपग्रहों की तुलना में यह अंश इतना छोटा क्यों है? SwRI अंतरिक्ष अध्ययन विभाग के डॉ। रॉबिन कैनअप और डॉ। विलियम वार्ड का प्रस्ताव है कि इन उपग्रहों के निर्माण के दौरान गैस, मुख्य रूप से हाइड्रोजन की उपस्थिति थी, जो उनके विकास को सीमित करता था और एक सामान्य उपग्रह प्रणाली द्रव्यमान अंश के लिए चुना जाता था।
जैसे ही गैस ग्रहों का निर्माण हुआ, उन्होंने हाइड्रोजन गैस और ठोस पदार्थ जैसे चट्टान और बर्फ जमा कर लिए। माना जाता है कि गैस ग्रह के निर्माण का अंतिम चरण सौर कक्षा से गैस और ठोस दोनों की आमद को ग्रह की कक्षा में शामिल करना है, जो गैस की एक डिस्क का निर्माण करता है और अपने भूमध्यरेखीय विमान में ग्रह की परिक्रमा करता है। यह उस डिस्क के भीतर है जिसे उपग्रहों का गठन माना जाता है।
कैनअप और वार्ड ने माना कि एक बढ़ते उपग्रह का गुरुत्वाकर्षण आसपास की गैस डिस्क में सर्पिल तरंगों को प्रेरित करता है, और इन तरंगों और उपग्रह के बीच गुरुत्वाकर्षण बातचीत उपग्रह की कक्षा को अनुबंधित करने का कारण बनती है। उपग्रह के बढ़ते ही यह प्रभाव और मजबूत हो जाता है, जिससे उपग्रह जितना बड़ा हो जाता है, उतनी ही तेजी से उसकी कक्षा के अंदर की ओर सर्पिल आ जाती है। टीम का प्रस्ताव है कि दो प्रक्रियाओं का संतुलन - उनके विकास के दौरान उपग्रहों को सामग्री की निरंतर प्रवाह और ग्रह से टकराने के लिए उपग्रहों का नुकसान - टिप्पणियों के अनुरूप गैस ग्रह उपग्रह के लिए एक अधिकतम आकार का अर्थ है।
उपग्रहों के विकास और हानि के दोनों संख्यात्मक सिमुलेशन और विश्लेषणात्मक अनुमानों का उपयोग करते हुए, टीम दिखाती है कि उपग्रहों की कई पीढ़ियों की संभावना थी, आज के उपग्रहों में अंतिम जीवित पीढ़ी है जो ग्रह की वृद्धि के रूप में बनी और गैस डिस्क को समाप्त हो गया। कैनुप और वार्ड प्रदर्शित करते हैं कि उपग्रह के विकास और हानि के कई चक्रों के दौरान, किसी भी समय अपने उपग्रहों में ग्रह के द्रव्यमान का अंश किसी भी प्रकार के मॉडल पैरामीटर विकल्पों की एक विस्तृत श्रृंखला में 0.0001 से भिन्न नहीं होता है।
टीम के प्रत्यक्ष सिमुलेशन भी सबसे पहले उपग्रह प्रणालियों का उत्पादन करते हैं जो बृहस्पति, शनि और यूरेनस के समान हैं, जो उपग्रहों की संख्या, उनके सबसे बड़े द्रव्यमान और बड़े उपग्रह कक्षाओं की स्पेसिंग के संदर्भ में हैं।
"हम मानते हैं कि हमारे परिणाम एक मजबूत मामला पेश करते हैं कि बृहस्पति और शनि के उपग्रह सिस्टम का निर्माण डिस्क के भीतर होता है क्योंकि ग्रह स्वयं अपने अंतिम विकास के चरणों में था," कैनुप कहते हैं। "हालांकि, यूरेनियन उपग्रह प्रणाली की उत्पत्ति अधिक अनिश्चित बनी हुई है, और हमारे परिणाम उस ग्रह पर लागू होने की संभावना इस बात पर निर्भर करती है कि यूरेनस ने अपने लगभग 98 डिग्री अक्षीय झुकाव को कैसे प्राप्त किया, जो सक्रिय अध्ययन का विषय है।"
एक्स्ट्रासोलर सिस्टम के लिए, यह शोध बताता है कि बृहस्पति-द्रव्यमान ग्रह के सबसे बड़े उपग्रह मून-टू-मार्स आकार के होंगे, ताकि जोवियन-आकार के एक्सोप्लेनेट्स को पृथ्वी के बड़े के रूप में उपग्रहों की मेजबानी करने की उम्मीद न हो। यह एक्स्ट्रासोलर सिस्टम में उपग्रहों की संभावित आवास क्षमता के लिए प्रासंगिक है।
नासा प्लैनेटरी भूविज्ञान और भूभौतिकी और बाहरी ग्रह अनुसंधान कार्यक्रमों ने इस शोध को वित्त पोषित किया। कैनुप और वार्ड द्वारा "गैसीय ग्रहों के उपग्रह प्रणालियों के लिए एक आम द्रव्यमान स्केलिंग" लेख, प्रकृति के 15 जून के अंक में दिखाई देता है।
मूल स्रोत: SwRI न्यूज़ रिलीज़
