اورانوس و نپتون از آنچه فكر می‌كنیم ساخته نشده‌اند

اورانوس و نپتون از آنچه فكر می‌كنیم ساخته نشده‌اندنجوم و فضاعلمیدوشنبه ۲۷ فروردین ۱۴۰۳ - ۲۳:۴۰مطالعه 3 دقیقهسارا ارجمندتبلیغاتتبلیغاتتبلیغاتبرخلاف تصورات گذشته، غول‌های یخی اورانوس و نپتون كاملا آبی نیستند؛ بلكه این سیاره‌ها دربردارنده مقدار زیادی متان منجمد هستند .

تبلیغاتستاره‌شنا‌س‌ها تا مدت‌ها باور داشتند كه غول‌های یخی اورانوس و نپتون سرشار از آب منجمد هستند. با این‌حال، پژوهشی جدید نشان می‌دهد كه این سیاره‌ها احتمالا دارای مقادیر زیادی یخ متان نیز باشند. یافته‌ها می‌توانند به حل معمای مربوط به چگونگی شكل‌گیری این دنیاهای یخی كمك كنند .

معماهای زیادی درباره اورانوس و نپتون وجود دارند. فقط كاوشگر وویجر ۲ در دهه‌ی ۱۹۸۰ از این دنیاهای یخی بازدید كرد؛ در نتیجه دانشمندان صرفا تصویری كلی و مبهم از تركیبات این غول‌های یخی دارند. برای مثال می‌دانیم كه این سیاره‌ها دربردارنده‌ی مقدار زیادی اكسیژن، كربن و هیدروژن هستند .

ستاره‌شناس‌ها برای رسیدن به داده‌های بیشتر درباره‌ی تركیب اورانوس و نپتون مدل‌هایی را ابداع كردند كه با ویژگی‌های فیزیكی اندازه‌گیری‌شده توسط وویجر ۲ و تلسكوپ‌های زمینی تطبیق داشتند. بسیاری از مدل‌ها فرض می‌كنند كه این سیاره‌ها دارای پوشش نازك هیدروژنی و هلیومی، لایه‌ی زیرین آب فوق‌یونی و آمونیاك و همچنین یك هسته‌ی سنگی هستند .

در واقع آب باعث شده لقب غول یخی به آن‌ها داده شود. برخی تخمین‌ها نشان می‌دهند اورانوس و نپتون احتمالا ۵۰ هزار برابر اقیانوس‌های زمین آب داشته باشند.‌در این تصویر از تلسكوپ فضایی جیمز وب ناسا، اورانوس در احاطه‌ی حلقه‌های درخشانش دیده می‌شودبا این‌حال به باور مؤلفان پژوهش جدید، مدل‌های گذشته چگونگی شكل‌گیری غول‌های یخی را نادیده می‌گیرند .

از آنجا كه اورانوس و نپتون حاصل ادغام ابر غبار اطراف خورشید جوان بودند، اجرامی موسوم به خرده‌سیاره را به خود جذب كردند. به گفته‌ی پژوهشگرها این خرده‌سیاره‌ها به دنباله‌دارهای كنونی مثل ۶۷‌پی/چوریوموف- گراسیمنكو شباهت دارند كه منشأ آن كمربند كویپر یا منطقه‌ی دونات شكل از اجرام یخی آن سوی نپتون است .

برخلاف تصور قبلی كه غول‌های یخی را مملو از آب فرض می‌كرد، بخش زیادی از اجرام خرده‌سیاره‌مانند غنی از كربن است. بنابراین چگونه ممكن است با مقدار كمی اجزای سازنده یخی، سیاره‌ای از نوع غول یخی تشكیل شود؟ پژوهشگرها برای حل این معما، صدها هزار مدل از فضای داخلی اورانوس و نپتون را تولید كردند .

الگوریتمی كه آن‌ها به كار بردند كار را با تطبیق یك تركیب مناسب برای سطح سیاره آغاز كرد و سپس به تدریج راه خود را به سمت نقاط مركزی سیاره پیدا كرد.اورانوس ممكن است با متان خمیرمانند پر شده باشد اما تنها یك مأموریت مدارپیما می‌تواند این حدس را تأیید كندپژوهشگرها همچنین مواد شیمیایی مختلف مثل آهن، آب و متان، مؤلف اصلی گاز طبیعی را درنظر گرفتند .

سپس بررسی كردند كدام مدل از نظر ویژگی‌هایی مثل شعاع و جرم به غول‌های گازی واقعی شبیه است. ستاره‌شناس‌ها از میان مدل‌های مختلف، مدل‌های دارای متان را منطبق با معیارهایشان ارزیابی كردند. این متان می‌تواند به شكل توده‌های جامد وجود داشته باشد یا با توجه به فشار یا به شكل خمیری دربیاید و لایه‌ای ضخیم بین پوشش هیدروژنی هلیومی و لایه‌ی آبی را شكل دهد .

در برخی مدل‌ها، متان ۱۰ درصد از جرم سیاره را تشكیل می‌داد.بیشتر بخوانید:دانشمندان سرانجام رنگ واقعی اورانوس و نپتون را آشكار كردند16 دی 02مطالعه '2وجود سه قمر جدید در اطراف اورانوس و نپتون تایید شد10 اسفند 02مطالعه '3متان یادشده می‌تواند كلیدی برای حل پارادوكس یخ باشد .

یخ زمانی شكل می‌گیرد كه هیدروژن موجود در سیاره‌های در حال رشد با كربن موجود در خرده‌سیاره‌هایی كه جذب سیاره شده‌اند، واكنش شیمیایی دهد. چنین واكنشی تحت دما و فشارهای بسیار بالا مثل میلیون‌ها برابر فشار هوایی كه روی زمین تجربه می‌كنیم، رخ می‌دهد .

به باور دانشمندان این دقیقا همان شرایطی است كه در سیاره‌های در حال رشد دیده می‌شود.یافته‌ها می‌توانند دیدگاه‌های بیشتری را درباره‌ی نپتون و اورانوس ارائه دهند. گرچه صحت‌سنجی وجود متان زیاد در این سیاره‌ها كار دشواری است، این بررسی می‌تواند هدفی برای مأموریت‌های پیشنهادی ناسا و دیگر سازمان‌های فضایی باشد كه هدف كاوش اورانوس را در سر دارند .