بازسازی فضای داخلی ۲جهان بیگانه

ایسنا: دانشمندان برای اولین بار در جهان، فضای داخلی دو سیاره نپتون و اورانوس را در یک آزمایشگاه بازسازی کردند.

به گزارش ایسنا و به نقل از آی‌ای، دانشمندان اکنون چیزهای زیادی در مورد سیاره‌های درون منظومه شمسی از جمله زمین و مریخ می‌دانند، اما در مورد سیارات بیرون از آن مانند نپتون و اورانوس که غنی از یخ‌آب هستند، شناخت بسیار کمتری دارند.

بر اساس مطالعه تازه منتشر شده در مجله Nature Astronomy، برای اولین بار در جهان گروهی از دانشمندان با بازآفرینی فشار و درجه حرارت فضای داخلی این دو سیاره در یک آزمایشگاه، از دانش جدیدی در مورد شیمی لایه‌های عمیق آنها رونمایی کردند.

این یافته‌های جدید همچنین ممکن است موید ترکیبات اقیانوس‌ها در سیارات فراخورشیدی غنی از آب بسیار دور از منظومه شمسی باشد.

به طور کلی دانشمندان نپتون و اورانوس را دارای لایه‌های جداگانه و مجزا می‌دانند که شامل جو، یخ یا مایع، سپس یک گوشته سنگی و یک هسته فلزی در مرکز آنها است.

جدیدترین مطالعه شامل بررسی محققان در مورد احتمال فعل و انفعالات آب و سنگ درون فضای داخلی این دو غول گازی است.

"تائه‌هیون کیم" از دانشگاه "یونسی"(Yonsei) کره جنوبی که نویسنده اصلی این مطالعه است، گفت: ما از طریق این مطالعه در تلاش بودیم تا دانش خود را در مورد فضای عمیق غول‌های یخی گسترش دهیم و مشخص کنیم که چه تعاملات آب-سنگی در شرایط سخت آنها وجود دارد. غول‌های یخی و برخی از سیارات فراخورشیدی برخلاف سیارات سنگی لایه‌های آب بسیار عمیقی دارند.

وی افزود: ما احتمال اختلاط در مقیاس اتمی دو ماده از مواد سازنده سیاره(آب و سنگ) را در فضای داخلی غول‌های یخی پیشنهاد کردیم.

این تیم برای شبیه‌سازی شرایط در اورانوس و نپتون در آزمایشگاه، ابتدا مواد معدنی متداول سنگ ساز مانند "فروپریکلاز" و "اولیوین" را در آب غوطه‌ور کرد. سپس آنها نمونه را در یک سندان الماس فشرده کردند تا تحت فشارهای بسیار زیاد قرار گیرند. هنگامی که این اتفاق افتاد، محققان انفعالات متقابل آب و مواد معدنی را رصد کردند و اندازه‌گیری‌های اشعه ایکس را در حالی که لیزر، نمونه را به دمای بسیار بالا می‌برد، انجام دادند.

واکنش شیمیایی حاصل، غلظت‌های زیادی از منیزیم را در آب تحت فشار به وجود آورد. محققان از این موضوع به این نتیجه رسیدند که ممکن است اقیانوس‌ها در سیارات غنی از آب با خصوصیات شیمیایی قابل ملاحظه‌ای متفاوت از اقیانوس‌های زمین باشند. به عبارت دیگر، فشار زیاد ممکن است آن اقیانوس‌ها را غنی از منیزیم کند.

"سانگ هئون دان شیم" از دانشکده زمین و اکتشافات فضایی دانشگاه ایالتی "آریزونا" گفت: ما دریافتیم که منیزیم در فشارهای بسیار زیاد در آب بسیار حلال‌تر می‌شود. در حقیقت، منیزیم ممکن است به اندازه نمک موجود در اقیانوس‌های روی زمین در لایه‌های آب اورانوس و نپتون حل شده باشد.

این خصوصیات شیمیایی منحصر به فرد ممکن است به دانشمندان کمک کند تا درک کنند که چرا جو اورانوس بسیار سردتر از نپتون است، برخلاف اینکه هر دو ترکیبی غنی از آب دارند. اگر لایه آب اورانوس منیزیم بیشتری در زیر اتمسفر خود داشته باشد، ممکن است جلوی فرار گرما را از فضای داخلی بگیرد و باعث گرم شدن بیشتر فضای داخلی شود.

"شیم" افزود: این آب غنی از منیزیم ممکن است مانند یک پتوی حرارتی برای فضای داخلی این سیاره عمل کند.

آزمایش‌های فشار بالا و دمای بالا خارج از منظومه شمسی همچنین می‌توانند به درک ما از سیارات فراخورشیدی با جرم‌های کوچک‌تر از نپتون کمک کنند. این قابل توجه است، زیرا سیارات کوچک‌تر از نپتون معمولاً شناخته شده‌ترین نوع سیاره‌های فراخورشیدی هستند و دانشمندان فکر می‌کنند بسیاری از آنها ممکن است دارای یک لایه غنی از آب با فضای داخلی سنگی باشند.

در حقیقت این مطالعه جدید نشان می‌دهد که اقیانوس‌های عمیق موجود در سیاره‌های دور دست ممکن است بسیار متفاوت از اقیانوس زمین و غنی از منیزیم باشند.

محققان قصد دارند برای پیشبرد تحقیقات خود، آزمایش‌های فشار بالا و دمای بالا را تغییر دهند و شرایط را برای شبیه‌سازی طیف گسترده‌تری از فضای داخلی سیارات آزمایش کنند.

اگر دانشمندان بتوانند نحوه تعامل مواد معدنی و آب در هسته سیارات فراخورشیدی دوردست را بهتر درک کنند، ممکن است با تلسکوپ‌های فضایی مانند تلسکوپ فضایی آینده "جیمز وب" و موارد دیگر، شرایط جهان‌های بیگانه را به خوبی تشخیص دهیم و با یک نگاه اجمالی به اینکه آیا یک سیاره می‌تواند از حیات پشتیبانی کند یا نه، پی ببریم.