به گزارش مجله نجم
اخترشناسان مدت‌ها بر این باور بودند که غول‌های یخی اورانوس و نپتون سرشار از آب یخ زده هستند. با این حال، یک مطالعه جدید نشان می دهد که ممکن است حاوی چندین تن یخ متان نیز باشد.
این یافته ها می تواند به حل معمای چگونگی شکل گیری این جهان های یخی کمک کند.
چیزهای زیادی در مورد اورانوس و نپتون هنوز ناشناخته است. این جهان های یخی غول پیکر تنها یک بازدیدکننده داشته اند، فضاپیمای وویجر 2 که در دهه 1980 از آنجا پرواز کرد. در نتیجه، دانشمندان فقط یک ایده مبهم در مورد ترکیبات غول های یخی دارند – به عنوان مثال، اینکه آنها حاوی مقادیر زیادی اکسیژن، کربن و هیدروژن هستند.
مربوط:حلقه های اورانوس توسط قمرهای دردسرساز آن مسدود شده است
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد ترکیب اورانوس و نپتون، اخترشناسان مدل هایی ساخته اند که با خواص فیزیکی اندازه گیری شده توسط وویجر 2 و تلسکوپ های زمینی مطابقت دارد. بسیاری از مدل ها فرض می کنند که سیارات دارای پوسته های نازکی از هیدروژن و هلیوم هستند. لایه پایه آب تحت فشار فوق یونیزه آمونیاک؛ و یک هسته سنگی مرکزی. (آب چیزی است که به آنها علامت “غول یخی” می دهد.) برخی تخمین ها نشان می دهد که اورانوس و نپتون ممکن است 50000 برابر آب در اقیانوس های زمین.
اما نویسندگان مطالعه جدید می گویند که این مدل ها نحوه شکل گیری غول های یخی را نادیده می گیرند. هنگامی که اورانوس و نپتون از ابر غباری که خورشید جوان را احاطه کرده بود به هم پیوستند، اجسامی به نام سیاره کوچک را بلعیدند یا تجمع کردند. تیم می‌گوید این سیاره‌های کوچک شبیه دنباله‌دارهای امروزی مانند 67P/Churyumov-Gerasimenko هستند که از کمربند کویپر، منطقه‌ای به شکل دونات از اجرام یخی خارج از مدار نپتون سرچشمه می‌گیرند.
بر خلاف غول های یخی که قرار است غنی از آب باشند، بخش قابل توجهی از این اجرام سیاره مانند غنی از آب هستند. کربن. بنابراین “چگونه می توان یک غول یخی از بلوک های ساختمانی فقیر از یخ تشکیل داد؟” او گفت اوری مالامود، نویسنده اصلی این مطالعه و دانشمند سیاره‌شناسی در موسسه فناوری Technion-Israel.
برای حل این پارادوکس ظاهری، مالامود و همکارانش صدها هزار مدل از فضای داخلی اورانوس و نپتون ساختند. الگوریتمی که آنها استفاده کردند “با تطبیق ترکیب مناسب با سطح سیاره شروع می شود و به تدریج راه خود را به نقطه مرکزی سیاره می رساند.” آنها چندین ماده شیمیایی از جمله آهن، آب و متان را که اجزای اصلی گاز طبیعی هستند در نظر گرفتند. سپس آنها سعی کردند مشخص کنند کدام مدل از نظر ویژگی هایی مانند شعاع و جرم بیشتر شبیه به غول های یخی واقعی است.
در میان مدل‌های مختلفی که ساختند، اخترشناسان دریافتند که آن‌هایی که حاوی متان هستند با معیارهای آنها مطابقت دارند، جایی که متان – چه در قطعات جامد و چه تحت فشار، در حالت نرم – یک لایه ضخیم بین پوسته هیدروژن و هلیوم و لایه آب تشکیل می‌دهد. در برخی مدل ها، متان 10 درصد از جرم سیاره را تشکیل می دهد.
این تیم نتایج خود را که هنوز مورد بازبینی همتایان قرار نگرفته است را روی یک سرور پیش چاپ پست کردند arXiv در ماه مارس.
این متان کلید حل پارادوکس یخ را در اختیار دارد. محققان گفتند که یخ ممکن است زمانی تشکیل شده باشد که هیدروژن در سیارات در حال رشد با کربن سیارات جوانی که در سیارات تجمع یافته اند، واکنش شیمیایی می دهد. چنین واکنش هایی در دماهای بسیار بالا و فشارهای بسیار بالا، میلیون ها برابر فشار هوایی که ما روی زمین تجربه می کنیم، رخ می دهد. این دقیقاً شرایطی است که دانشمندان معتقدند در سیارات در حال توسعه وجود داشته است.
مالامود گفت که این یافته ها می تواند بینش بیشتری در مورد این سیارات ناشناخته ارائه دهد، اگرچه بررسی اینکه آیا واقعاً غنی از متان هستند یا خیر دشوار خواهد بود. این هدف یکی از چندین هدف خواهد بود ماموریت های پیشنهادی از ناسا و دیگر آژانس‌های فضایی که قصد اکتشاف اورانوس را دارند.
