غول‌های یخی منظومه خورشیدی و راز میدان مغناطیسی
راز میدان مغناطیسی غول‌های یخی منظومه خورشیدی را بدانید.
به گزارش گروه وب‌گردی خبرگزاری صدا و سیما، منظومه خورشیدی، راز‌های بسیار جذاب دارد که این‌جا به برخی از آن‌ها پرداخته شده است.
محققان مؤسسه علوم کارنگی و دانشگاه شیکاگو در مطالعه اخیر خود گفته‌اند که لایه‌ای از یخ داغ و رسانای الکتریکی می‌تواند در ایجاد میدان‌های مغناطیسی سیارات غول پیکر یخی مانند اورانوس و نپتون، نقش داشته باشد. این محققان آمریکایی در یافته اخیر خود نشان داده‌اند که چگونه دو سیاره اورانوس و نپتون میدان مغناطیسی خود را حفظ می‌کنند.
همان‌طور که همه دانش‌آموزان در مدرسه یاد می‌گیرند، مولکول‌های آب از دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن (H ۲۰) تشکیل شده‌اند و زمانی که شرایط محیطی که آب در آن وجود دارد، تغییر می‌کند، ساختار و خواص این مولکول‌ها نیز تحت تأثیر قرار می‌گیرند، ما می‌توانیم این فرایند را در زندگی روزمره و هنگامی که آب مایع با جوشاندن به بخار یا با منجمد کردن به یخ تبدیل می‌شود نیز ببینیم.
مولکول‌هایی که یخ معمولی را تشکیل می‌دهند و ممکن است آن را در لیوان نوشیدنی خود نیز می‌بینید، در یک شبکه کریستالی چیده شده‌اند که با پیوند‌های هیدروژنی بین اتم‌های هیدروژن و اکسیژن به هم وصل شده‌اند.
پیوند‌های هیدروژنی، بسیار تطبیق‌پذیر هستند. این به آن معنا است که یخ می‌تواند در ساختار‌های مختلف و متنوع (حداقل ۱۸ شکل شناخته شده) که تحت شرایط محیطی بسیار سخت ظاهر می‌شوند، وجود داشته باشد.
یکی از آن‌ها یخ فوق یونی (superionic ice) است که در فشار‌ها و دما‌های بسیار بالا شکل می‌گیرد. در این نوع یخ، پیوند‌های مولکول‌های آب معمولی جابجا می‌شوند و به مولکول‌های هیدروژن اجازه داده می‌شود که آزادانه در یک شبکه اکسیژن، شناور باشند. این تحرک باعث می‌شود که یخ بتواند الکتریسیته را تقریبا به خوبی یک ماده فلزی، هدایت کند.
مشاهده این موارد سبب شد تا محققان تصمیم بگیرند به‌طور دقیق این موضوع را بررسی کنند. بنابراین، محققان این مطالعه به رهبری ویتالی پراکاپنکا از دانشگاه شیکاگو تصمیم گرفتند از ابزار‌های طیف سنجی متعدد برای نقشه‌برداری تغییرات رخ داده در ساختار و خواص یخ در شرایطی با ۱.۵ میلیون برابر فشار جو عادی و دمایی در حدود ۱۱ هزار و ۲۰۰ درجه فارنهایت، استفاده کنند.
با انجام این کار، دانشمندان توانستند ظهور دو شکل از یک یخ فوق یونی را که احتمال می‌دادند یکی از آن اشکال در فضای داخلی سیارات غول پیکر اورانوس و نپتون یافت شود، مشخص کنند.
پاراکاپنکا گفت: این آزمایشات، آن‌قدر چالش‌برانگیز بود که ما مجبور شدیم چند هزار مورد از آن‌ها را در طول یک دهه انجام دهیم تا داده‌های با کیفیت بالا برای حل این معمای طولانی به دست آوریم.
شبیه‌سازی‌ها نشان داده‌اند میدان‌های مغناطیسی این دو سیاره در لایه‌های نازک و سیالی که در نواحی با عمق نسبتا کم عمق پیدا شده‌اند، ایجاد می‌شوند. رسانایی این یخ فوق یونی می‌تواند در ایجاد این میدان مغناطیسی، مؤثر باشد.
علاوه بر این، یکی از دو ساختاری که ما موفق به مشاهده آن شدیم، می‌تواند در شرایط خاص این مناطق مولد میدان مغناطیسی، حضور داشته باشد.