वरुण – २

वरुण−२ : (नेपच्यून). सूर्यकुलातील ग्रहांपैकी सूर्यापासून वाढत्या अंतरानुसार आठवा ग्रह. दुर्बिणीशिवाय नुसत्या डोळ्यांनी तो दिसत नाही. कुबेर (प्लुटो) ग्रहाचा शोध १९३० मध्ये लागेपर्यंत वरुण हा सूर्यकालातील सर्वांत बाहेरचा ज्ञात ग्रह होता. कुबेराच्या कक्षेचा काही भाग वरुणाच्या कक्षेच्या आत येऊन सूर्याला जवळ येत असल्यामुळे अजूनही अशा प्रसंगी वरुण हा सूर्यकुलातील सर्वात दूरचा ग्रह असतो. अशी अवस्था १९७९ पासून १९९९ च्या आरंभापर्यंत असणार आहे. १७८१ साली विल्यम हर्शेल यांनी प्रजापतीचा (युरेनसचा) शोध लावल्यानंतर काही वर्षे त्याचे वेध घेऊन त्याची कक्षा निश्चित करण्यात आली व पुढील काळात प्रजापती केव्हा व कोठे दिसेल याचे गणित करून ठेवण्यात आले परंतु १८२२ पर्यंत गणिताने येणाऱ्या स्थानाच्या तो थोडासा पुढे सरकलेला आढळला आणि नंतर १८४६ पर्यंत गणितागत स्थानाच्या थोडा मागे रेंगाळत असल्याचे आढळले. शना व गुरु या मोठ्या ग्रहांच्या आकर्षणाचा परिणाम जमेस धरूनही प्रजापतीच्या स्थाननिश्चितीत काही कसर राहिली. त्यामुळे असा परिणाम करू शकणारा आणखी एखादा ग्रह प्रजापतीच्या कक्षेच्या बाहेरील कक्षेत फिरत असावा, अशी कल्पना स्वीकारावी लागली. ए. बूव्हार व एफ्. डब्ल्यू. बेसेल हे शास्त्रज्ञ अशी कल्पना करण्यात प्रमुख होते. इंग्लंडमधील जॉन कूच ॲडम्स या शास्त्रज्ञांनी विद्यार्थिदशेतच १८४१ पासून चार वर्षे सतत प्रयत्न करून गणिताने नव्या काल्पनिक ग्रहाची कक्षा निश्चित केली. यासाठी त्यांनी ग्रहांच्या सूर्यापासूनच्या अंतरांसंबंधीच्या बोडे नियमाचाही आधार घेतला.

सप्टेंबर १८४५ मध्ये त्यांनी आपले संशोधन केंब्रिज वेधशाळेचे संचालक जेम्स चालिस त्याचप्रमाणे राजज्योतिषी जॉर्ज बिडेल एअरी यांच्याकडे पाठवून ठराविक ठिकाणी या नव्या अज्ञात ग्रहाचा शोध दुर्बिणीने घेण्यास सुचविले पण संचालकांचे त्या सूचनेकडे दुर्लक्ष झाले. याच सुमारास फ्रान्समध्ये यूरबँ झां झोझेफ लव्हेऱ्ये या शास्त्रज्ञांनीही अगदी स्वतंत्रपणे गणित करून अज्ञात ग्रहाचे स्थान निश्चित केले व आपले संशोधन १८ सप्टेंबर १८४६ रोजी बरनच्या वेधशाळेकडे पाठविले. वेधशाळेचे प्रमुख योहान गोटफ्रीड गाले यांच्याजवळ ताऱ्यांचे नकाशे तयार होते. त्यांच्या संदर्भाने त्यांनी वेध घेण्यास सुरुवात केली आणि आश्चर्य असे की, लव्हेऱ्ये यांनी वर्तविलेल्या स्थानापासून फक्त ५५ मिनिटे अंतरावर व ॲडम्स यांनी पूर्वानुमान केलेल्या स्थानापासून २.५ अंशांवर २३ सप्टेंबर १८४६ रोजी गाले यांना नवा ग्रह प्रत्यक्ष दिसला.  ॲडम्स यांच्या माहितीचा पाठपुरावा लगेच झाला असता, तर या ग्रहाचा शोध लावण्याचे श्रेय इंग्लंडकडे गेले असते.

वरुण ग्रहाचा शोध हा खगोलीय घटकांच्या गतीसंबंधीच्या सिद्धांताच्या अचूकपणाचे एक उत्तम उदाहरण आहे. पूर्वी १७९५ मध्ये ८ मे व १० रोजी हाच ग्रह जे. जे. लालांद या शास्त्रज्ञांनीही पाहिला होता. दोन दिवासांच्या वेधांत त्याच्या स्थानात त्यांना फरकही मिळाला होता पण ती वेधांतील चूक असावी, असे समजून त्याला ताराच समजण्यात आले. याचे आणखी काही वेध घेतले गेले असते, तर पन्नास वर्षे आधीच या ग्रहाचा शोध लावण्याचे श्रेय त्यांना मिळाले असते. या ग्रहाच्या शोधाचे श्रेय ॲडम्स आणि लव्हेऱ्ये  या दोघांनाही देण्यात येऊन आजवरच्या प्रथेनुसार नवीन ग्रहाला जलदेवतेचे नाव देण्यात आले.

कोष्टक क्र. १ वरुणासंबंधी आकडेवार माहिती 

वरुणाच्या कक्षेची विमध्यता शुक्राप्रमाणेच फार कमी असून कक्षा जवळ जवळ वर्तुळाकार आहे. त्याचा परिभ्रमण काल सु. १६५ वर्षाचा असल्याने, शोध लागल्यापासून त्याची पहिली प्रदक्षिणा २०११ सालाच्या सुमारास पुरी होईल. वरुणाच्या प्रतियुतीचा क्षण दरवर्षी सु. दोन दोन दिवसांनी पुढे जातो.

व्हॉयेजर- २ हे अमेरिकेचे अवकाशयान ५ जून १९८९ पासून ऑक्टोबर १९८९ च्या आरंभापर्यंत जवळजवळ ४ महिने वरुणाचे वेध घेण्याचे काम करीत होते. हे यान २५ ऑगस्ट १९८९ रोजी वरुणाच्या जास्तीत जास्त जवळ म्हणजे वरुणापासून २९,२४० किमी. अंतरावर होते. या वेळी अवकाशयानाकडून सुटलेले रेडिओ संदेश ४ उपतास ६ मिनिटांनी पृथ्वीवर मिळत. ट्रायटन या वरुणाच्या मोठ्या उपग्रहाचे वेध व्हॉयेजर- २ यानाने ३९,८०० किमी. अंतरावरून सु. आठ तासांपर्यंत घेतले. यानाकडून नोंदलेले आविष्कार पुढील माहितीत आले आहेत.

वातावरण : इतर मोठ्या ग्रहांप्रमाणेच हायड्रोजन वायू हाच वरुणाच्या वातावरणाचा प्रमुख घटक आहे. हीलियम, ॲसिटिलीन व अमोनिया हे वायू अल्प प्रमामात असून मिथेन वायूचे प्रमाण उच्च वातावरणात अधिक आहे. या मिथेन वायूकडून तांबड्या रंगाच्या प्रकाशाचे अधिक प्रमाणात शोषण झाल्यामुळे वरुण ग्रह निळसर हिरवट रंगाचा दिसतो.

वरुणाचे परिणामी तापमान ५९°.३ के. (-२१३°.७ से.) मापले गेले आहे. सौर उष्णतेमुळे मिळणाऱ्या तापमानाहून हे अधिक आहे. सूर्याकडून मिळणाऱ्या ऊर्जेच्या २.७ पट ऊर्जा वरुणाकडून उत्सर्जित होते. ही अधिक अंतर्गत ऊर्जा वरुणाच्या वातावरणातील रासायनिक विक्रियांमधून निर्माण होत असावी, असे एक मत आहे. वरुणाचा विषुववृत्तीय प्रदेश अधिक तापत असूनही विषुववृत्तीय व ध्रुव प्रदेश यांची तापमाने सारखी आहेत व मध्य अक्षांशावरील प्रदेश थंड आहेत. वातावरणाच्या १०० मिलिबार दाब असलेल्या स्तराचे तापमान ५०° के. (-२२३° से.) इतके असल्याचे आढळले.⇨आयनांबर बहुस्तरीय असून ते १,००० मिलिबार दाब असलेल्या स्तरापासून १,००० ते ४,००० किमी. उंचीवर आढळले. सर्वोच्च स्तरांत अधिकांशाने आणवीय व रेणवीय हायड्रोजन असून तेथील तापमान ७५०°के.+१५० (४७७° से.) आहे.

गोठलेल्या मिथेन वायूचे तरंगणारे ढग, उच्च गतिमान वारे, विवृत्ताकारी वादळे व दर तासागणिक छोट्या विस्ताराच्या घटकात एकसारखे होणारे बदल ही वरुणाच्या वातावरणाची वैशिष्ट्ये आहेत. प्रजापतीवरील अक्षांशीय वाऱ्याप्रमाणेच वरुणावरील वाऱ्यांचे वितरण आहे. गुरूच्या वातावरणातील वादळाप्रमाणे वरुणाच्या निळसर वातावरणात वादळे दिसतात. गुरूच्या तांबड्या डागासारखा पृथ्वीच्या आकारमानाइतका विशाल काळा डाग वरुणाच्या २० द. अक्षांशावर आहे. सव्य (घड्याळाच्या काट्याच्या) दिशेत अभिसरण असलेल्या या प्रचंड वादळाचा विस्तार रेखांशांत ३८ आणि अक्षांशात १५ आहे. हा डाग ३०० मी./से. गतीने पश्चिमेकडे सरकून सव्य दिशेने १६ दिवसांत एक वलन करतो. या डागाच्या क्षेत्रावर वाऱ्यांच्या दिशेत अचानक बदल होतात. या डागाच्या एका अंगास तंतुमय ढगांचा विस्तार दिसतो. तेजस्वी गाभा असलेला दुसरा डाग ३३° द. अक्षांशावर विशाल डागाच्या दक्षिणेस असून त्याच्या तेजस्वितेत व आकारमानात एकसारखे बदल होतात. डोंगरमाथ्यावर चढणाऱ्या आर्द्रतायुक्त हवेत निर्माण होणाऱ्या स्थिर ढगासारखा तो दिसतो. या ठिकाणी डोंगराऐवजी मोठ्या डागाच्या परिसरातील तापमान व दाब यांतील चढउतार याच्या निर्मितीस कारणीभूत होत असावेत. प्रकाश परावर्तनक्षमता कमी असलेले  पट्टे+६ ते + २५ आणि–४५ ते–७० अक्षांश परिसरांत आणि ठळक पट्टा–२० अक्षांशावरील प्रदेशात दिसतो.–४२ अक्षांशावरील एका सतेज व रेषामय आविष्कारातील रेषांची संख्या बदलत जाऊन त्यांचा समूह गोल, चौकोनी किंवा त्रिकोणी आकार घेतो.–५५ अक्षांशावरील एका काळ्या घटकाच्या मध्यातून एक सतेज गाभा निर्माण होऊन त्यावर ढगांचा विस्तार होतो. एक उजळ आविष्कार दक्षिण ध्रुवाजवळ–७१ अक्षांशावर असून त्याचा रेखांशीय विस्तार ९० अक्षांशीय विस्तार ५ हून कमी आहे. ग्रहाच्या एका वलनातही त्याच्या तेजस्वितेत बदल होतात. मोठ्या आकारमानाचे घटक–५४ अक्षांशावर+२० मी./से. गतीने तर–२२ अक्षांशावर–३२५ मी./से. गतीने सरकत असतात. वाऱ्यांच्या गतीतील बदलानुसार मोठ्या घटकांची उत्तरेकडे किंवा दक्षिणेकडून थोडी सरक होऊन त्यानुसार त्यांच्या वलनकालात बदल होतात. १.५ बार दाब असलेल्या उच्च स्तरांत गोठलेल्या मिथेनचे पातळ पापुद्र्यासारखे ढग असतात आणि त्या ढगांच्या सावल्या खालील ३ बार दाब असलेल्या स्तरांतील हायड्रोजन सल्फाइड किंवा अमोनियाच्या जाडसर हिमविस्तारावर पडलेल्या दिसतात. काही अक्षांशांवर डोंगरांच्या वातविमुख अंगास जशा प्रकारचे स्थिर ढग निर्माण होतात, तशा प्रकारचे स्थिर तेजस्वी ढग दिसतात. अनेक प्रकारे घेतलेल्या वेधांवरून असे दिसते की, पांढरे तेजस्वी आविष्कार हे वातावरणाच्या उच्चतम स्तरांहून अधिक उंचीपर्यंत गेलेले आहेत. सूर्य–पृथ्वी अंतराच्या ३० पट अंतर सूर्यापासून दूर असूनही वरुणाच्या वातावरणात रासायनिक विक्रिया होऊन त्यापासून कार्बनचे आधिक्य असलेली संयुगे निर्माण होतात. यास लागणारी ऊर्जा ही वरुण उत्सर्जित करीत असलेली उष्णता व उच्च स्तरांतील कणांवर विद्युत् भारित कणांचा होणारा मारा यांपासून मिळत असावी.

कडी : १९८० च्या मध्याला पृथ्वीवरून पाहताना वरुणाने केलेल्या ताऱ्यांच्या पिधानाच्या वेधांवरून वरुणाला भिन्न त्रिज्यांची खंडित कडी असावीत, असे अनुमान करण्यात आले होते. व्हॉयेजर- २ या अवकाशयानाने वरुणमध्यापासून २९,००० किमी. अंतरावरून जाताना या कड्यांची अधिक तपशीलवार माहिती मिळविली. वरुणाच्या विषुववृत्तीय पातळीत वर्तुळाकार दोन अरुंद पण स्पष्ट व दोन रुंद अशी ४ कडी आहेत. यांपैकी सर्वांत बाहेरचे अरुंद कडे ६२,९०० किमी. त्रिज्यीय अंतरावर असून ते तीन चापाच्या तुकड्यांचे आहे. तिन्ही चाप कड्याच्या परिघाच्या ३३ अंशांच्या खंडांत समाविष्ट झालेले दिसतात. या चपांची कोनीय लांबी ४°, ४° व १०° अशी आहे. १०° कोनीय लांबी असलेल्या चापाची रुंदी सु. १५ किमी. आहे. आतील अरुंद कडे ५३,२०० किमी. त्रिज्यीय अंतरावर असून त्याच्या आतील अंगास दोन उपग्रह आढळतात. हे उपग्रह कड्यांतील वस्तुकणांना सर्पिल मार्गाने वरुणाकडे खेचले जाण्यापासून परावृत्त करीत असावेत. रुंद कडे ४१,९०० किमी. त्रिज्यीय अंतरावर असून दुसरे रुंद कडे दोन अरुंद कड्यांमधील परिसरात ५९,००० किमी. त्रिज्यीय अंतरापर्यंत पसरलेले दिसते. प्रजापतीच्या कड्यातील वस्तुकणांपेक्षा वरुणाच्या कड्यांतील वस्तुकण बरेच लहान आकारमानाचे धूळसदृश असून ते अपसव्य (घड्याळाच्या काट्यांच्या उलट) दिशेत पुढे पुढे सरकतात.

उपग्रह : वरुण ग्रहाचा शोध लागल्यानंतर सु. दोन आठवड्यांनंतर १० ऑक्टोबर १८४६ रोजी डब्ल्यू. लासेल यांना ‘ट्रायटन’ या त्याच्या पहिल्या उपग्रहाचा शोध लागला. नेरीड या दुसऱ्या उपग्रहाचा शोध छायाचित्रणाच्या साहाय्याने १ मे १९४९ रोजी जी. पी. कूइपर यांनी लावला. यानंतर जवळजवळ ४० वर्षाच्या कालावधीनंतर व्हॉयेजर–२ या अमेरिकन अवकाशयानाने वरुणाच्या जास्तीत जास्त जवळून जाताना वरुणाला आणखी सहा लहान उपग्रह असल्याची नोंद केली. व्हॉयेजर–२ यानाकडून मर्यादित क्षमतेमुळे १२ किमी. व्यासाहून मोठ्या व्यासाच्या उपग्रहांचे फक्त शोधन होऊ शकले. नवीन सापडलेल्या सर्व उपग्रहांच्या कक्षा ट्रायटनच्या कक्षेहून लहान असून त्यांपैकी ४ उपग्रहांच्या कक्षा कड्यांच्या आत आहेत.

नव्याने सापडलेल्या सहा उपग्रहांपैकी पाच उपग्रहांच्या कक्षा वरुणाच्या विषुववृत्तीय पातळीशी एक अंशापेक्षाही कमी कललेल्या आहेत. सहाव्याचा कल ५°, ट्रायटनचा कल १५७° आणि नेरीडचा कल २९° आहे. नेरीड आणि १९८९ एन १ ते १९८९ एन ६ हे सहा उपग्रह वरुणाभोवती अपसव्य दिशेत फिरतात. ट्रायटन यांच्या उलट सव्य दिशेने भ्रमण करतो. ट्रायटनची आणि नवीन सहा उपग्रहांच्या कक्षा जवळजवळ वर्तुळाकार असून हे सर्व उपग्रह पृथ्वीच्या चंद्राप्रमाणे आपली एकच बाजू वरुणाकडे रोखून त्याच्याभोवती फिरतात. नेरीड हा त्याला अपवाद आहे. नेरीडच्या कक्षेची विमघ्यता ०.७५ असून त्याचे

कोष्टक क्र. २. वरुणाच्या उपग्रहांची माहिती 

वरुणापासूनचे अंतर एका प्रदक्षिणेच्या कालावधीत १.३९ × १०^६ किमी. ते ९.६४ × १०^६ किमी. इतके म्हणजे जवळजवळ ७ पटींनी बदलते. नेरीड पृष्ठभागावर दहा टक्क्यांहून अधिक प्रकाश बदल घडविणारे घटक न आढळल्यामुळे नेरीडचा स्वतःच्या आसाभोवतीचा परिभ्रमणकाल व आसाचा कक्षआपातळीशी असलेला कल व्हॉयेजर–२ यानास मोजता आले नाहीत.

पृथ्वीवरून झालेल्या वर्णपटांच्या अभ्यासावरून ट्रायटनवर अल्प मिथेन आणि नायट्रोजन वायू गोठलेल्या व वायुरुप स्थितीत असल्याचे माहीत होते. व्हॉयेजर–२ यानाने ट्रायटनपासून सु. ३९,८०० किमी. अंतरावरून जाताना आठ तासांपर्यंत ट्रायटनविषयी विविध माहिती नोंदविली. ट्रायटनची घनता २.०७५+०.०१९ ग्रॅ./घ. सेंमी. असून वस्तुमान २.१४१ × १०^२२ किग्रॅ. आहे. त्याच्या पृष्ठभागी पाण्याच्या बर्फाचा थर असून त्यावर मिथेन व नायट्रोजन वायू गोठलेल्या स्थितीत दिसतात. ट्रायटनचे तापमान ९५°+ ५ के. ( –१७८° से.) इतके असून पृष्ठभागावरील वातावरणाचा दाब फक्त १४ मायक्रोबार आहे. मिथेन व नायट्रोजन रेणूंपासून प्रकाशरासायनिक विक्रियेने व विद्युत् भारित कणांच्या माऱ्याने एथेन, ॲसिटिलीन तयार होऊन त्यांची धुकी व ढग निर्माण होतात. ट्रायटन लालसर रंगाचा दिसतो. त्यावर मोठी ज्वालामुखीची विवरे आढळली नाहीत, त्यामुळे भूवैज्ञानिक दृष्ट्या त्याची निर्मिती अलीकडची असावी, असे एक मत आहे. ट्रायटनच्या दक्षिण ध्रुवाच्या आसमंतातून काळ्या द्रव्याचे स्तंभाकार लोट पृष्ठभागापासून सु. ८ किमी. उंच उसळून तुऱ्यासारखे दिसतात. त्यांच्या वरच्या टोकांच्या जागी ढग दिसतात. असे आणखी लहानमोठे स्तंभ अन्य क्षेत्रांवर असण्याचा संभव आहे. सौर उष्णतेने पृष्ठभागावरील गोठेलेल्या वायूंचा स्फोट होऊन वायूंचा स्फोट होऊन वायुरुप अवस्था प्राप्त होताना कदाचित असे फवारे निर्माण होत असावेत. ट्रायटनच्या पृष्ठभागावर वितळण्याच्या क्रिया पुरातन काळी घडल्याच्या स्पष्ट खुणा दिसतात.

१९८९ एन १ आणि १९८९ एन २ यांचे पृष्ठभाग विवरांनी व्यापलेले असून त्यांचे आकार अनियमित आहेत. १९८९ एन २, एन ३ आणि एन ४ हे प्राचीन काळी १९८९ एन १ सारख्या मोठ्या उपग्रहाचे धूमकेतूच्या माऱ्याने झालेले तुकडे असावेत, असा तर्क केला जातो. ट्रायटनच्या पृष्ठभागावर दिसणाऱ्या  बहुसंख्य ज्वालामुखी विवरांच्या निर्मितीस व १९८९ एन ५ व १९८९ एन ६ या लहान उपग्रहांच्या निर्मितीस वरुणाने आकर्षित केलेल्या धूमकेतूंच्या टकरा कारणीभूत असाव्यात, अशी कल्पना आहे.

चुंबकीय क्षेत्र : वरुणाला प्रभावी पण गुंतागुंतीचे चुंबकीय क्षेत्र असून या क्षेत्राचा अक्ष परिभ्रमण आसाशी ४७° चा कोन करतो व तो अक्ष वरुणमध्यापासून वरुण त्रिज्येच्या ०.५५ पट अंतरावरून जातो. वरुणाचे चुंबकीय ध्रुव हे अपेक्षेपेक्षा विषुववृत्ताच्या अधिक जवळ आढळले. प्रजापतीच्या मानाने वरुणाचे चुंबकीय क्षेत्र कमी (नमुनेदार मूल्य ०.१३३ गौस) आहे. 

काजरेकर, स. ग. नेने, य. रा.

“