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सौर परिवार

सौर मंडल सूर्य और उसके चारों ओर परिक्रमा करने वाले पिंडों का गुरुत्वाकर्षण से बंधा हुआ तंत्र है। इसका निर्माण 4.6 अरब वर्ष पूर्व एक विशाल अंतरतारकीय आणविक बादल के गुरुत्वाकर्षण संकुचन से हुआ था। इस तंत्र का अधिकांश द्रव्यमान (99.86%) सूर्य में है, जबकि शेष द्रव्यमान का अधिकांश भाग बृहस्पति ग्रह में समाहित है। सूर्य के चारों ओर स्थित इस ग्रह मंडल में आठ ग्रह हैं। आंतरिक मंडल के चार ग्रह - बुध, शुक्र, पृथ्वी और मंगल - स्थलीय ग्रह हैं, जो मुख्य रूप से चट्टान और धातु से बने हैं। बाह्य मंडल के चार विशाल ग्रह स्थलीय ग्रहों की तुलना में काफी बड़े और अधिक द्रव्यमान वाले हैं। इनमें से दो सबसे बड़े ग्रह, बृहस्पति और शनि, गैसीय विशालकाय ग्रह हैं, जो मुख्य रूप से हाइड्रोजन और हीलियम से बने हैं; अगले दो ग्रह, यूरेनस और नेपच्यून, बर्फीले विशालकाय ग्रह हैं, जो मुख्य रूप से हाइड्रोजन और हीलियम की तुलना में अपेक्षाकृत उच्च गलनांक वाले वाष्पशील पदार्थों, जैसे जल, अमोनिया और मीथेन से बने हैं। सभी आठ ग्रहों की कक्षाएँ लगभग वृत्ताकार हैं और पृथ्वी की कक्षा के तल के निकट स्थित हैं, जिसे क्रांतिवृत्त कहा जाता है।

सूर्य की परिक्रमा करने वाले अनगिनत छोटे बौने ग्रह और सौर मंडल के असंख्य छोटे पिंड मौजूद हैं। छह प्रमुख ग्रहों, छह सबसे बड़े संभावित बौने ग्रहों और कई छोटे पिंडों की परिक्रमा प्राकृतिक उपग्रह करते हैं, जिन्हें पृथ्वी के चंद्रमा के नाम पर "चंद्रमा" कहा जाता है। बृहस्पति का चंद्रमा गैनीमेड और शनि का चंद्रमा टाइटन, ये दो प्राकृतिक उपग्रह बुध से बड़े हैं, हालांकि बुध का द्रव्यमान कम है, और बृहस्पति का चंद्रमा कैलिस्टो लगभग उतना ही बड़ा है। प्रत्येक विशाल ग्रह और कुछ छोटे पिंड बर्फ, धूल और छोटे चंद्रमाओं से बने ग्रहीय वलय से घिरे हुए हैं। मंगल और बृहस्पति की कक्षाओं के बीच स्थित क्षुद्रग्रह पेटी में चट्टान, धातु और बर्फ से बनी वस्तुएँ हैं। नेपच्यून की कक्षा के परे कुइपर पेटी और बिखरी हुई डिस्क स्थित हैं, जो मुख्य रूप से बर्फ और चट्टान से बनी वस्तुओं का समूह हैं।

सौर मंडल के बाहरी हिस्सों में छोटे ग्रहों का एक वर्ग स्थित है जिन्हें पृथक पिंड कहा जाता है। ऐसे पिंडों की वास्तविक संख्या को लेकर काफी बहस चल रही है। इनमें से कुछ पिंड इतने बड़े हैं कि वे अपने गुरुत्वाकर्षण के कारण गोल हो गए हैं और इसलिए उन्हें बौने ग्रहों की श्रेणी में रखा जा सकता है। खगोलविद आमतौर पर लगभग नौ पिंडों को बौने ग्रह मानते हैं: क्षुद्रग्रह सेरेस, कुइपर बेल्ट के पिंड प्लूटो, ओर्कस, हाउमिया, क्वाओर और माकेमाके, और बिखरी हुई डिस्क के पिंड गोंगगोंग, एरिस और सेडना। धूमकेतु, सेंटॉर और अंतरग्रहीय धूल के बादल सहित विभिन्न छोटे पिंड सौर मंडल के क्षेत्रों के बीच स्वतंत्र रूप से विचरण करते हैं।

सौर पवन, जो सूर्य से बाहर की ओर बहने वाले आवेशित कणों की एक धारा है, अंतरतारकीय माध्यम में अंतरग्रहीय माध्यम का एक बुलबुले जैसा क्षेत्र बनाती है जिसे हेलियोस्फीयर के नाम से जाना जाता है। हेलियोपॉज़ वह बिंदु है जहाँ सौर पवन का दाब अंतरतारकीय माध्यम के विपरीत दाब के बराबर होता है; यह बिखरे हुए डिस्क के किनारे तक फैला हुआ है। ऊर्ट बादल, जिसे दीर्घकालीन धूमकेतुओं का स्रोत माना जाता है, हेलियोस्फीयर से लगभग एक हजार गुना अधिक दूरी पर स्थित हो सकता है। सौर मंडल आकाशगंगा के केंद्र से 26,000 प्रकाश वर्ष दूर ओरियन भुजा में स्थित है, जिसमें रात्रि आकाश में दिखाई देने वाले अधिकांश तारे मौजूद हैं। निकटतम तारे तथाकथित स्थानीय बुलबुले के भीतर हैं, जिनमें सबसे निकटतम तारा, प्रॉक्सिमा सेंटौरी, 4.2441 प्रकाश वर्ष की दूरी पर स्थित है।

संरचना और संघटन

सौर शब्द का अर्थ है "सूर्य से संबंधित", जो लैटिन शब्द सोल से लिया गया है, जिसका अर्थ सूर्य होता है। सूर्य सौर मंडल का सबसे शक्तिशाली ग्रह है, और इसकी ग्रह प्रणाली सूर्य के चारों ओर अलग-थलग, गुरुत्वाकर्षण से बंधी कक्षाओं में परिक्रमा करके अपेक्षाकृत स्थिर और धीरे-धीरे विकसित होने वाली अवस्था में बनी रहती है।

कक्षाओं

सूर्य के चारों ओर परिक्रमा करने वाले ग्रह और अन्य विशाल पिंड पृथ्वी की कक्षा के तल के निकट स्थित होते हैं, जिसे क्रांतिवृत्त कहा जाता है। धूमकेतु जैसे छोटे बर्फीले पिंड अक्सर इस तल से काफी अधिक कोण पर परिक्रमा करते हैं। सौर मंडल के अधिकांश ग्रहों के अपने द्वितीयक मंडल होते हैं, जिनकी परिक्रमा चंद्रमा नामक प्राकृतिक उपग्रह करते हैं। कई सबसे बड़े प्राकृतिक उपग्रह समकालिक घूर्णन में होते हैं, जिनका एक सिरा स्थायी रूप से अपने मूल ग्रह की ओर मुड़ा रहता है। चारों विशाल ग्रहों के ग्रहीय वलय होते हैं, जो छोटे कणों की पतली पट्टियाँ होती हैं और एक साथ उनकी परिक्रमा करती हैं।

सौर मंडल के निर्माण के परिणामस्वरूप, ग्रह और अधिकांश अन्य वस्तुएँ सूर्य की परिक्रमा उसी दिशा में करती हैं जिस दिशा में सूर्य घूम रहा है। यानी, पृथ्वी के उत्तरी ध्रुव से देखने पर वामावर्त दिशा में। कुछ अपवाद भी हैं, जैसे हैली धूमकेतु। अधिकांश बड़े चंद्रमा अपने ग्रहों की परिक्रमा सीधी दिशा में करते हैं, जो ग्रहों के घूर्णन के अनुरूप है; नेपच्यून का चंद्रमा ट्राइटन सबसे बड़ा है जो विपरीत दिशा में, यानी वक्री दिशा में परिक्रमा करता है। अधिकांश बड़ी वस्तुएँ अपनी कक्षा के सापेक्ष सीधी दिशा में अपने अक्षों के चारों ओर घूमती हैं, हालांकि शुक्र का घूर्णन वक्री है।

एक अच्छे प्रारंभिक अनुमान के अनुसार, केप्लर के ग्रहों की गति के नियम सूर्य के चारों ओर पिंडों की कक्षाओं का वर्णन करते हैं। ये नियम बताते हैं कि प्रत्येक पिंड सूर्य को एक फोकस पर रखकर एक दीर्घवृत्त में यात्रा करता है, जिसके कारण वर्ष के दौरान सूर्य से पिंड की दूरी बदलती रहती है। सूर्य के सबसे निकट आने वाले बिंदु को उसका पेरिहेलियन कहा जाता है, जबकि सूर्य से सबसे दूर के बिंदु को उसका एपहेलियन कहा जाता है। ग्रहों की कक्षाएँ लगभग वृत्ताकार होती हैं, लेकिन कई धूमकेतु, क्षुद्रग्रह और कुइपर बेल्ट के पिंड अत्यधिक दीर्घवृत्ताकार कक्षाओं का अनुसरण करते हैं। केप्लर के नियम केवल परिक्रमा करने वाले पिंड पर सूर्य के गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव को ही ध्यान में रखते हैं, न कि विभिन्न पिंडों के एक दूसरे पर लगने वाले गुरुत्वाकर्षण खिंचाव को। मानवीय समय पैमाने पर, इन अतिरिक्त परिवर्तनों को संख्यात्मक मॉडलों का उपयोग करके ध्यान में रखा जा सकता है, लेकिन अरबों वर्षों में ग्रहीय प्रणाली में अराजक परिवर्तन हो सकते हैं।

सौर मंडल का कोणीय संवेग उसके सभी गतिशील घटकों द्वारा धारण किए गए कक्षीय और घूर्णी संवेग की कुल मात्रा का माप है। यद्यपि द्रव्यमान के हिसाब से सूर्य सौर मंडल में सबसे बड़ा है, फिर भी कोणीय संवेग में उसका योगदान केवल लगभग 2% है। बृहस्पति के प्रभुत्व वाले ग्रह, अपने द्रव्यमान, कक्षा और सूर्य से दूरी के संयोजन के कारण शेष कोणीय संवेग का अधिकांश हिस्सा बनाते हैं, जिसमें धूमकेतुओं का भी संभवतः महत्वपूर्ण योगदान होता है।

संघटन

सौर मंडल के मानचित्रित क्षेत्रों की समग्र संरचना में सूर्य, चट्टानी क्षुद्रग्रहों की एक पट्टी से घिरे चार छोटे आंतरिक ग्रह और बर्फीले पिंडों से घिरे कुइपर बेल्ट से घिरे चार विशाल ग्रह शामिल हैं। खगोलविद कभी-कभी अनौपचारिक रूप से इस संरचना को अलग-अलग क्षेत्रों में विभाजित करते हैं। आंतरिक सौर मंडल में चार स्थलीय ग्रह और क्षुद्रग्रह बेल्ट शामिल हैं। बाहरी सौर मंडल क्षुद्रग्रहों के परे है, जिसमें चार विशाल ग्रह शामिल हैं। कुइपर बेल्ट की खोज के बाद से, सौर मंडल के सबसे बाहरी हिस्सों को नेपच्यून के परे स्थित पिंडों से युक्त एक अलग क्षेत्र माना जाता है।

सौर मंडल का प्रमुख घटक सूर्य है, जो एक कम द्रव्यमान वाला तारा है और इसमें सौर मंडल के ज्ञात द्रव्यमान का 99.86% हिस्सा समाहित है और गुरुत्वाकर्षण के मामले में यह सबसे अधिक प्रभावी है। सूर्य की परिक्रमा करने वाले चार सबसे बड़े पिंड, विशाल ग्रह, शेष द्रव्यमान का 99% हिस्सा बनाते हैं, जिनमें बृहस्पति और शनि मिलकर 90% से अधिक द्रव्यमान बनाते हैं। सौर मंडल की शेष वस्तुएं (जिनमें चार स्थलीय ग्रह, बौने ग्रह, चंद्रमा, क्षुद्रग्रह और धूमकेतु शामिल हैं) सौर मंडल के कुल द्रव्यमान का 0.002% से भी कम हिस्सा बनाती हैं।

सूर्य लगभग 98% हाइड्रोजन और हीलियम से बना है, जैसा कि बृहस्पति और शनि भी हैं। सौर मंडल में एक संघटन प्रवणता मौजूद है, जो प्रारंभिक सूर्य से उत्पन्न ऊष्मा और प्रकाश दाब के कारण बनी है; सूर्य के निकट स्थित वस्तुएँ, जो ऊष्मा और प्रकाश दाब से अधिक प्रभावित होती हैं, उच्च गलनांक वाले तत्वों से बनी होती हैं। सूर्य से दूर स्थित वस्तुएँ मुख्यतः निम्न गलनांक वाले पदार्थों से बनी होती हैं। सौर मंडल में वह सीमा जिसके आगे ये वाष्पशील पदार्थ संलयन कर सकते हैं, पाला रेखा कहलाती है, और यह सूर्य से पृथ्वी की दूरी से लगभग पाँच गुना अधिक दूरी पर स्थित है।

सौर मंडल के भीतरी भाग में स्थित पिंड मुख्यतः सिलिकेट, लोहा या निकल जैसे चट्टानी पदार्थों से बने होते हैं। बृहस्पति और शनि मुख्यतः हाइड्रोजन, हीलियम और नियॉन जैसी अत्यंत कम गलनांक और उच्च वाष्प दाब वाली गैसों से बने हैं। जल, मीथेन, अमोनिया, हाइड्रोजन सल्फाइड और कार्बन डाइऑक्साइड जैसी बर्फों का गलनांक कुछ सौ केल्विन तक होता है। ये सौर मंडल के विभिन्न स्थानों पर बर्फ, तरल या गैस के रूप में पाई जाती हैं। विशाल ग्रहों के उपग्रहों का अधिकांश भाग, साथ ही यूरेनस और नेपच्यून (जिन्हें "बर्फ के विशाल ग्रह" कहा जाता है) का अधिकांश भाग और नेपच्यून की कक्षा से परे स्थित असंख्य छोटे पिंड बर्फीले पदार्थों से बने होते हैं। गैसों और बर्फों को सामूहिक रूप से वाष्पशील पदार्थ कहा जाता है।