حل معمای میدان‌های مغناطیسی عجیب نپتون و اورانوس

به گزارش مجله خبری نگار، دانشمندان با استفاده از شبیه سازی‌های کامپیوتری پیشرفته، پیشنهاد کردند که در زیر جو آبی هیدروژن و هلیوم، لایه‌های مشخصی از مواد وجود دارد که مانند نفت و آب مخلوط نمی‌شوند.

اورانوس و نپتون اغلب به عنوان "غول‌های یخی" شناخته می‌شوند که هر کدام از اتمسفر متراکم هیدروژن و هلیوم تشکیل شده‌اند. دانشمندان مدتهاست که در مورد آنچه در زیر این پوشش ابر‌ها وجود دارد حدس می‌زنند.

نظریه‌های قبلی نشان می‌داد که "باران الماس" در اعماق این سیارات به دلیل فشار بسیار زیاد در حال شکل گیری است. با این حال، یک مطالعه جدید دیدگاه متفاوتی را ارائه می‌دهد و نشان می‌دهد که در زیر ابرها، اقیانوس عظیمی از آب به عمق هزاران مایل وجود دارد. در زیر این آبخوان لایه دیگری از هیدروکربن‌ها وجود دارد - مواد غنی از کربن، هیدروژن و نیتروژن به ضخامت حدود ۸۰۰۰ کیلومتر.

دانشمندان همچنین بر این باورند که ممکن است اقیانوس عظیمی با همان عمق بالای لایه هیدروکربنی اورانوس وجود داشته باشد.

این مطالعه توضیح می‌دهد که دما و فشار بالا در داخل اورانوس و نپتون باعث می‌شود هیدروژن از متان و آمونیاک جدا شود و از مخلوط شدن مواد در این لایه‌ها جلوگیری کند و آب و هیدروکربن‌ها را از یکدیگر متمایز کند.

این بسیار متفاوت از نحوه عملکرد هسته زمین است، جایی که مواد مذاب به طور مداوم مخلوط می‌شوند و حرکت می‌کنند و یک میدان مغناطیسی جهانی ایجاد می‌کنند. در اورانوس و نپتون، عدم اختلاط مواد ممکن است میدان‌های مغناطیسی عجیب و تنظیم نشده آنها را توضیح دهد که تضاد شدیدی با میدان‌های مغناطیسی پایدار زمین، مشتری و زحل نشان می‌دهد.

بورخارد ملتزر، نویسنده اصلی این مطالعه و استاد دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، گفت: "ما اکنون نظریه خوبی در مورد اینکه چرا میدان‌های مغناطیسی اورانوس و نپتون با بقیه سیارات متفاوت هستند، داریم. این مانند نفت و آب است، اما در اینجا آب روی سطح می‌ماند در حالی که هیدروکربن‌ها به سمت پایین فرو می‌روند. "

ملتزر این نظریه را با استفاده از تکنیک‌های یادگیری ماشین و شبیه سازی کامپیوتری توسعه داد. او با شبیه سازی رفتار ۵۴۰ اتم در دما و فشار بالا مشاهده کرد که چگونه آب به طور طبیعی خود را از هیدروکربن‌ها جدا می‌کند، چیزی که مدل‌های قبلی به دلیل محدودیت‌های تکنولوژیکی نتوانستند به آن دست یابند.

علاوه بر هیجان، میدان‌های گرانشی پیش بینی شده توسط این مدل کاملا با داده‌های جمع آوری شده توسط فضاپیمای وویجر ۲ ناسا هنگام عبور از نزدیکی اورانوس در سال ۱۹۸۶ و نپتون در سال ۱۹۸۹ مطابقت دارد.

دانشمندان بر این باورند که ماموریت آینده ناسا به اورانوس ممکن است این اکتشافات را تأیید کند. پیشنهادات اصلی ماموریت شامل ارسال یک کاوشگر به اورانوس برای مطالعه جو، توخالی و قمر‌های آن است. این ماموریت نه تنها لایه‌های سیاره را آشکار می‌کند، بلکه قمر‌های هیجان انگیز آن مانند میراندا را نیز کشف می‌کند.

منبع: Mashable