different kind of rains by Kapil shrivastava

                   अध्याय 1 

                 WASP-76b  

मूल संरचना

WASP-76b एक hot Jupiter है। इसका अर्थ है कि यह Jupiter की तरह मुख्यतः गैसों से बना विशाल ग्रह है, लेकिन अपने तारे के अत्यंत निकट होने के कारण इसका वातावरण बहुत गर्म है।

• द्रव्यमान: लगभग 0.9 Jupiter
• त्रिज्या: लगभग 1.8 Jupiter
• पृथ्वी के मुकाबले द्रव्यमान: लगभग 290–300 पृथ्वी
• त्रिज्या: लगभग 20 पृथ्वी
• गुरुत्व: लगभग 6–7 m/s²
• अपने तारे की एक परिक्रमा: केवल ~1.8 पृथ्वी-दिन
• तारे से दूरी: केवल ~0.033 AU

इसका मतलब है कि वहाँ एक “वर्ष” पृथ्वी के लगभग दो दिनों से भी कम का है।

इसका आकार इतना बड़ा क्यों है?

यहाँ एक दिलचस्प बात है।

WASP-76b का द्रव्यमान Jupiter से थोड़ा कम है, लेकिन उसका आकार Jupiter से बहुत बड़ा है। कारण है अत्यधिक गर्मी।

ग्रह के ऊपरी वातावरण को उसके तारे से बहुत अधिक ऊर्जा मिलती है। गर्म गैस फैलती है, इसलिए ग्रह का वातावरण बहुत फूला हुआ (inflated) हो जाता है।

इसलिए इसे केवल “बड़ा गैस ग्रह” कहना पर्याप्त नहीं है—यह एक अत्यधिक गर्म और विस्तारित गैसीय ग्रह है।

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2. इसका दिन और रात

WASP-76b के बारे में सबसे महत्वपूर्ण बात इसकी tidal locking है।

यदि यह पूर्ण रूप से tidally locked है, तो लगभग:

एक ही hemisphere हमेशा तारे की ओर रहेगा।

इससे दो बहुत अलग atmospheric regions बनते हैं:

☀️ दिन-पक्ष

यहाँ तापमान लगभग 2,400°C या उससे भी अधिक तक पहुँच सकता है।

इतनी गर्मी में कई पदार्थ जो पृथ्वी पर ठोस होते हैं, वहाँ वाष्प बन सकते हैं।

लोहा भी वातावरण में गैसीय अवस्था में मौजूद हो सकता है।

कल्पना करो:

तारा → दिन-पक्ष → अत्यधिक गर्म गैस → धातुओं की वाष्प

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🌑 रात-पक्ष

अब उसी वायुमंडलीय गैस को तेज हवाएँ ग्रह के रात वाले हिस्से की ओर ले जाती हैं।

वहाँ तापमान कम होता है।

जब लोहे की वाष्प पर्याप्त ठंडी होती है तो:

Iron vapor → condensation → iron droplets/particles

अर्थात लोहे का पदार्थ वापस संघनित हो सकता है।

इसी घटना को लोकप्रिय रूप से “iron rain” कहा जाता है।

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3. लेकिन यहाँ “बारिश” पृथ्वी जैसी नहीं है

यह बहुत महत्वपूर्ण अंतर है।

पृथ्वी पर:

समुद्र → वाष्पीकरण → बादल → बारिश → नदी → समुद्र

WASP-76b में संभावित चक्र कुछ ऐसा हो सकता है:

दिन-पक्ष में गर्मी → धातु वाष्प → हवाएँ → रात-पक्ष → संघनन → नीचे गिरना

अर्थात वहाँ पानी का hydrological cycle नहीं बल्कि एक प्रकार का atmospheric chemical cycle हो सकता है।

इसे planetary geography की भाषा में atmospheric circulation + condensation geography की तरह समझ सकते हैं।

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4. WASP-76b की हवाएँ

यहाँ हवाएँ पृथ्वी के सामान्य तूफानों से कहीं अलग परिस्थितियों में काम करती हैं।

दिन और रात के बीच तापमान का अंतर बहुत बड़ा होने के कारण वातावरण में अत्यंत शक्तिशाली circulation पैदा होती है।

गर्म क्षेत्र से ऊर्जा और पदार्थ ठंडे क्षेत्र की ओर जाता है।

इससे ग्रह पर एक प्रकार का वैश्विक atmospheric conveyor बन सकता है:

Hot hemisphere → high-temperature winds → cooler hemisphere → condensation

यानी केवल बारिश ही अजीब नहीं है—बारिश का कारण बनने वाला planetary climate system भी असाधारण है।

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           अध्याय 2 

        HD 189733b 

यह भी एक gas giant है, लेकिन WASP-76b से कुछ अलग है।

• द्रव्यमान: ~1.13 Jupiter
• त्रिज्या: ~1.14 Jupiter
• पृथ्वी से द्रव्यमान: ~360 पृथ्वी
• गुरुत्व: ~22 m/s²
• परिक्रमा अवधि: ~2.22 दिन
• तारे से दूरी: ~0.031 AU
• तापमान: लगभग 1,000–1,300°C के स्तर पर

यह भी अपने तारे के बहुत करीब है।

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1. इसका रंग नीला क्यों दिखाई देता है?

यह सबसे खूबसूरत और अजीब बातों में से एक है।

HD 189733b को अक्सर नीले ग्रह के रूप में चित्रित किया जाता है।

लेकिन यह पृथ्वी के समुद्रों वाला नीला नहीं है।

इसके वातावरण में छोटे-छोटे कण प्रकाश को scatter कर सकते हैं। नीली wavelength का प्रकाश अपेक्षाकृत अधिक scatter होने के कारण ग्रह का वातावरण नीला दिखाई दे सकता है।

इसलिए:

पृथ्वी → नीला मुख्यतः महासागरों और वायुमंडलीय scattering से

जबकि

HD 189733b → नीला मुख्यतः atmospheric scattering से

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2. फिर “काँच की बारिश” कहाँ से आती है?

यहाँ हमें थोड़ा सावधान रहना चाहिए।

“Glass rain” एक लोकप्रिय वैज्ञानिक वर्णन है।

इसका मतलब यह नहीं कि वहाँ पृथ्वी के कारखाने वाला काँच बना हुआ है।

इसके बजाय वातावरण में silicate minerals के बहुत गर्म कण/वाष्प हो सकते हैं।

सिलिकेट हमारे Solar System में भी बहुत सामान्य पदार्थ हैं।

पृथ्वी की बहुत-सी चट्टानों में सिलिकेट पाए जाते हैं।

लेकिन HD 189733b पर तापमान इतना अधिक है कि सिलिकेट पदार्थ वाष्पीकृत और फिर संघनित हो सकते हैं।

इसलिए एक संभावित atmospheric process है:

Silicate vapor → cooling → condensation → silicate particles/clouds

इसी को लोकप्रिय भाषा में काँच की बारिश कहा जाता है।

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3. वहाँ बारिश नीचे सीधी क्यों नहीं गिरती?

यही सबसे शानदार हिस्सा है।

HD 189733b के वातावरण में हवाएँ अत्यंत तेज हो सकती हैं।

इसलिए यदि silicate particles बनते हैं, तो उनका व्यवहार पृथ्वी की बारिश की बूंद जैसा सरल नहीं होगा।

कल्पना करो:

↓ गुरुत्वाकर्षण

और साथ में:

→→→→→ अत्यंत तेज atmospheric wind

तो कणों की परिणामी गति नीचे और बगल दोनों दिशाओं में हो सकती है।

इसीलिए लोकप्रिय वर्णन में कहा जाता है कि वहाँ काँच जैसी बारिश sideways हो सकती है।

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4. दोनों ग्रहों की “भौगोलिक संरचना”

अगर हम तुम्हारी geography वाली दृष्टि से देखें तो बहुत रोचक तस्वीर बनती है।

पृथ्वी

Lithosphere → पर्वत
→ पठार
→ मैदान
→ महासागर
→ नदियाँ

WASP-76b

Atmospheric geography → स्थायी गर्म hemisphere
→ स्थायी ठंडा hemisphere
→ temperature gradient
→ तेज हवाएँ
→ metal vapor
→ condensation region
→ संभावित iron precipitation

HD 189733b

Atmospheric geography → hot atmospheric regions
→ cooler regions
→ silicate clouds
→ अत्यंत तेज हवाएँ
→ aerosol/particle transport
→ संभावित silicate precipitation

इस अर्थ में दोनों ग्रहों पर “मौसम” ही उनकी प्रमुख भौगोलिक प्रक्रिया बन जाता है।

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5. गुरुत्व की तुलना

यह भी दिलचस्प है।

अगर कोई काल्पनिक व्यक्ति WASP-76b के ऊपरी वातावरण में पृथ्वी के समान किसी संदर्भ बिंदु पर हो, तो वहाँ गुरुत्व लगभग पृथ्वी के 0.65 गुना के आसपास हो सकता है।

HD 189733b में यह लगभग 2.2 गुना पृथ्वी है।

लेकिन इन ग्रहों पर कोई ठोस सतह नहीं है जहाँ हम खड़े हो सकें। इसलिए “सतह का गुरुत्व” कहना पृथ्वी की तरह सीधा अर्थ नहीं रखता।

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6. सबसे बड़ी वैज्ञानिक बात

इन ग्रहों से हमें एक बहुत गहरी बात पता चलती है:

एक ही पदार्थ अलग ग्रहों पर बिल्कुल अलग भौतिक रूप ले सकता है।

पृथ्वी पर:

लोहा → चट्टान/धातु के रूप में सामान्यतः ठोस

WASP-76b के दिन-पक्ष पर:

लोहा → वाष्प

फिर ठंडे क्षेत्र में:

वाष्प → संघनित लौह पदार्थ

इसी प्रकार:

पृथ्वी पर सिलिकेट → चट्टान

HD 189733b के अत्यधिक गर्म वातावरण में:

सिलिकेट → vapor/cloud particles → condensation

इसलिए planetary geography केवल “कहाँ पहाड़ हैं?” का प्रश्न नहीं है।

यह भी पूछती है:

किस ग्रह पर कौन-सा पदार्थ किस तापमान और दबाव पर किस अवस्था में है, वह कहाँ जा रहा है और ग्रह की ऊर्जा उसे कैसे चला रही है?

यही कारण है कि इन exoplanets को देखकर हमें पृथ्वी के बिल्कुल बाहर की जलवायु और भूगोल समझने का एक नया तरीका मिलता है।