يعتقد علماء الفلك منذ فترة طويلة أن العملاقين الجليديين أورانوس ونبتون مليئان بالمياه المتجمدة. ومع ذلك، تشير دراسة جديدة إلى أنها قد تحتوي على أطنان من جليد الميثان.
يمكن أن تساعد النتائج في حل لغز كيفية تشكل هذه العوالم الجليدية.
المزيد عن أورانوس و نبتون لا أعلم. كان لدى هذه العوالم الجليدية العملاقة مركبة فضائية تسمى فوييجر 2، والتي حلقت بالقرب منها في الثمانينيات. ونتيجة لذلك، ليس لدى العلماء سوى فكرة غامضة عن تركيبات العمالقة الجليدية – على سبيل المثال، تحتوي على كميات كبيرة من الأكسجين والكربون والهيدروجين.
لمعرفة المزيد حول مكونات أورانوس ونبتون، قام علماء الفلك ببناء نماذج تتوافق مع الخصائص الفيزيائية التي تم قياسها بواسطة فوييجر 2 والتلسكوبات الأرضية. تفترض العديد من النماذج أن الكواكب لها غلاف رقيق من الهيدروجين والهيليوم؛ طبقة أرضية من الماء المضغوط الفائق التأين والأمونيا. ونواة صخرية مركزية. (إنها المياه التي تمنحهم علامة “العملاق الجليدي”.) تشير بعض التقديرات إلى أن أورانوس ونبتون قد يكونان كذلك. 50.000 مرة من الماء في محيطات الأرض.
لكن مؤلفي الدراسة الجديدة يقولون إن هذه النماذج تتجاهل كيفية تشكل العمالقة الجليدية. عندما اندمج أورانوس ونبتون من سحابة الغبار المحيطة بالشمس الفتية، امتصوا أو راكموا مادة تسمى الكواكب. يقول الفريق إن هذه الكواكب تشبه المذنبات الحالية مثل 67P/Churyumov-Gerasimenko، التي تشكلت في حزام كويبر، وهي منطقة جليدية تقع خارج مدار نبتون.
متعلق ب: أين ينتهي النظام الشمسي؟
ومع ذلك، على عكس العمالقة الجليدية المائية، فإن هذه الكواكب مليئة بمساحات كبيرة من هذه المواد كربون. إذًا “كيف يمكنك بناء عملاق جليدي من وحدات بناء فقيرة بالجليد؟” قال أوري مالاموتالمؤلف الرئيسي للدراسة وعالم الكواكب في التخنيون – معهد إسرائيل للتكنولوجيا.
ولحل هذا التناقض الواضح، قام مالاموت وزملاؤه بإنشاء مئات الآلاف من النماذج للديكورات الداخلية لأورانوس ونبتون. الخوارزمية التي استخدموها “تبدأ في مطابقة التركيبة المناسبة لسطح الكوكب وتشق طريقها تدريجيًا بشكل أعمق إلى النقطة المركزية للكوكب”. وقد تناولوا العديد من المواد الكيميائية، بما في ذلك الحديد والماء والميثان، وهي المكونات الرئيسية للغاز الطبيعي. ثم حاولوا تحديد النموذج الأكثر تشابهًا مع عمالقة الجليد الحقيقية في خصائص مثل نصف القطر والكتلة.
ومن بين النماذج المختلفة التي طوروها، وجد علماء الفلك أن تلك التي تحتوي على الميثان تتوافق مع معاييرهم، حيث يشكل الميثان – إما في قطع صلبة أو في حالة رقيقة عند الضغط عليه – طبقة سميكة بين غلاف الهيدروجين والهيليوم والماء. طبقة. وفي بعض النماذج، يشكل الميثان 10% من كتلة الكوكب.
نشر الفريق نتائجهم، التي لم تخضع لمراجعة النظراء بعد، على خادم ما قبل الطباعة arXiv في شهر مارس.
يحمل جليد الميثان هذا المفتاح لحل المفارقة. وقال الباحثون إن الجليد ربما يكون قد تشكل عندما تفاعل الهيدروجين الموجود في الكواكب النامية كيميائيا مع الكربون الموجود في الكواكب المتراكمة. تحدث مثل هذه التفاعلات تحت درجات حرارة عالية وضغوط عالية، أي ملايين أضعاف الضغط الجوي الذي نعيشه على الأرض. هذه هي الظروف الدقيقة التي يعتقد العلماء أنها كانت موجودة على الكواكب النامية.
وقال مالاموت إن النتائج يمكن أن توفر المزيد من المعرفة حول هذه الكواكب غير المفهومة، على الرغم من أن التحقق مما إذا كانت غنية بالفعل بالميثان سيكون أمرًا صعبًا. سيكون هذا هو هدف واحد من العديد الأعمال المقترحة من وكالة ناسا ووكالات الفضاء الأخرى التي تهدف إلى استكشاف أورانوس.
