راز میدان مغناطیسی غول های یخی منظومه شمسی چیست؟ - وبلاگ تمبوک

به گزارش وبلاگ تمبوک، محققان موسسه علوم کارنگی و دانشگاه شیکاگو در مطالعه اخیرشان اظهار نموده اند لایه ای از یخ داغ و رسانای الکتریکی می تواند در ایجاد میدان های مغناطیسی سیارات غول پیکر یخی مانند اورانوس و نپتون نقش داشته باشد.

به گزارش وبلاگ تمبوک و به نقل از اس تی دی، این محققان آمریکایی در یافته اخیر خود نشان داده اند که چگونه دو سیاره اورانوس و نپتون میدان مغناطیسی خود را حفظ می نمایند.

همانطور که همه دانش آموزان در مدرسه یاد می گیرند، مولکول های آب از دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن (H20) تشکیل شده است و زمانی که شرایط محیطی که آب در آن وجود دارد، تغییر می نماید، ساختار و خواص این مولکول ها نیز تحت تاثیر قرار می گیرند. ما می توانیم این فرایند را در زندگی روزمره و هنگامی که آب مایع به وسیله جوشاندن به بخار یا با منجمد کردن به یخ تبدیل می گردد نیز مشاهده کنیم.

مولکول هایی که یخ معمولی را تشکیل می دهند و ممکن است آن را در لیوان نوشیدنی خود نیز مشاهده کنید، در یک شبکه کریستالی چیده شده اند که به وسیله پیوندهای هیدروژنی بین اتم های هیدروژن و اکسیژن به هم متصل شده اند.

پیوندهای هیدروژنی بسیار تطبیق پذیرند. این بدان معناست که یخ می تواند در ساختارهای مختلف و متنوعی(حداقل 18 شکل شناخته شده) که تحت شرایط محیطی بسیار سخت ظاهر می شوند، وجود داشته باشد.

یکی از آنها یخ فوق یونی(superionic ice) است که در فشارها و دماهای بسیار بالا شکل می گیرد. در این نوع یخ پیوندهای مولکول های آب معمولی جابجا شده و به مولکول های هیدروژن اجازه داده می گردد آزادانه در یک شبکه اکسیژن شناور باشند. این تحرک باعث می گردد که یخ بتواند الکتریسیته را تقریبا به خوبی یک ماده فلزی راهنمایی کند. مشاهده این موارد سبب شد تا محققان تصمیم بگیرند به طور دقیق این موضوع را آنالیز نمایند.

بنابراین محققان این مطالعه به رهبری ویتالی پراکاپنکا از دانشگاه شیکاگو تصمیم گرفتند از ابزارهای طیف سنجی متعددی برای نقشه برداری تغییرات اتفاق افتاده در ساختار و خواص یخ در شرایطی با 1.5 میلیون برابر فشار جو عادی و دمایی در حدود 11 هزار و 200 درجه فارنهایت استفاده نمایند.

با انجام این کار دانشمندان توانستند ظهور دو شکل از یک یخ فوق یونی را که احتمال می دادند یکی از آن اشکال در فضای داخلی سیارات غول پیکر اورانوس و نپتون یافت گردد را تعیین نمایند.

پاراکاپنکا گفت: این آزمایشات آن قدر چالش برانگیز بود که ما مجبور شدیم چند هزار مورد از آنها را در طول یک دهه انجام دهیم تا داده های با کیفیت بالایی برای حل این معمای طولانی به دست آوریم. شبیه سازی ها نشان داده است میدان های مغناطیسی این دو سیاره در لایه های نازک و سیالی که در نواحی با عمق نسبتا کم عمق یافت می شوند، ایجاد می شوند. رسانایی این یخ فوق یونی می تواند در ایجاد این میدان مغناطیسی موثر باشد.

علاوه بر این یکی از دو ساختاری که ما پیروز به مشاهده آن شدیم می تواند در شرایط خاص این منطقه ها مولد میدان مغناطیسی، حضور داشته باشد.

یافته های این مطالعه در مجله Nature Physics منتشر شده است.