حل رمز و راز میدان‌های مغناطیسی عجیب نپتون و اورانوس

با استفاده از شبیه‌سازی‌های کامپیوتری پیشرفته، دانشمندان پیشنهاد کردند که در زیر جو آبی هیدروژن و هلیوم، لایه‌های مشخصی از مواد وجود دارد که مانند نفت و آب با هم مخلوط نمی‌شوند.

سیارات اورانوس و نپتون اغلب به عنوان غول‌های یخی شناخته می‌شوند؛ زیرا هر ۲ از اتمسفر متراکم هیدروژن و هلیوم تشکیل شده‌اند. دانشمندان مدت‌هاست در مورد آنچه در زیر این پوشش‌های ابری نهفته است، فرضیه سازی می‌کنند.

تئوری‌های قبلی حاکی از آن بود که باران الماس در اعماق این سیارات به دلیل فشار بسیار زیاد شکل می‌گیرد. 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 لایه آب، لایه دیگری از هیدروکربن‌ها، مواد غنی از کربن، هیدروژن و نیتروژن با ضخامت حدود ۸ هزار کیلومتر ساخته شده است.

دانشمندان همچنین بر این باورند که ممکن است یک اقیانوس عظیم در همان عمق بالای لایه هیدروکربنی اورانوس وجود داشته باشد.

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

این حالت بسیار متفاوت از نحوه عملکرد درون زمین است، جایی که مواد مذاب دائما در حال مخلوط شدن و حرکت هستند و یک میدان مغناطیسی جهانی ایجاد می‌کنند. در مورد اورانوس و نپتون، عدم اختلاط مواد ممکن است میدان مغناطیسی عجیب و نامرتب آن‌ها را توضیح دهد که نشان دهنده تضاد شدید با میدان‌های مغناطیسی پایدار زمین، مشتری و زحل است.

بورکهارد ملتزر، نویسنده اصلی این مطالعه و استاد دانشگاه کالیفرنیا، برکلی گفت: ما اکنون یک نظریه خوب در مورد این که چرا میدان‌های مغناطیسی اورانوس و نپتون با سایر سیارات متفاوت هستند، داریم؛ اما در این جا آب روی سطح می‌ماند در حالی که هیدروکربن‌ها به پایین فرو می‌روند.

Meltzer این نظریه را با استفاده از تکنیک‌های یادگیری ماشین و شبیه سازی‌های کامپیوتری توسعه داد. او با شبیه سازی رفتار ۵۴۰ اتم در دما‌ها و فشار‌های بالا، نحوه جدا شدن طبیعی آب از هیدروکربن‌ها را مشاهده کرد، چیزی که مدل‌های قبلی به دلیل محدودیت‌های تکنولوژیکی قادر به دستیابی به آن نبودند.

چیزی که هیجان را افزایش می‌دهد این است که میدان‌های گرانشی پیش بینی شده توسط این مدل دقیقاً 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 تایید کند. پیشنهاد‌های اصلی ماموریت شامل ارسال یک کاوشگر به اورانوس برای مطالعه جو، فضای داخلی و قمر‌های آن است. این ماموریت نه تنها لایه‌های سیاره را آشکار می‌کند، بلکه قمر‌های هیجان انگیز آن مانند میریندا را نیز کشف می‌کند.

منبع: روسیا الیوم