قاد الدراسة طالب الدكتوراه لوكا مورف وبادرت إليها البروفيسورة رافيت هيليد في جامعة زيورخ، حيث طور الفريق إطارًا رقميًا جديدًا لنمذجة باطن الكواكب. ربط الباحثون بين النماذج المبنية على قوانين فيزيائية والنماذج التجريبية للحصول على نهج محايد وغير متحيز وفي الوقت نفسه متوافق فيزيائيًا.
تبدأ الطريقة بإنشاء ملف كثافة عشوائي لباطن الكوكب، ثم يُحسب المجال الجذبي الناتج ويُقارن مع بيانات الرصد لاستخلاص تركيب محتمل. تُكرر هذه الدورة كثيرًا لإيجاد فضاء الحلول الذي يعطي أفضل تطابق مع المشاهدات. باستخدام هذا المنهج وجد الباحثون أن داخليَّ أورانوس ونبتون لا يلزم أن يكونا مهيمنين عليهما الجليد (المُمثل عادة بالماء)، بل يمكن أن يكونا غنيين بالماء أو غنيين بالصخور، وهي فكرة تتسق مع اكتشاف هيمنة الصخور في كوكب قزم مثل بلوتو.
تقدّم الدراسة أيضًا تفسيرًا للطبيعة متعددة الأقطاب للحقول المغناطيسية لأورانوس ونبتون عبر وجود طبقات من "الماء الأيوني" قادرة على توليد ديناموهات مغناطيسية في مواقع تشرح الحقول غير ثنائية القطب، ووجد الباحثون أن مصدر حقل أورانوس أعمق من مصدر حقل نبتون. مع ذلك، تبقى الشكوك بسبب أن سلوك المواد تحت ضغوط ودرجات حرارة قصوى غير مفهوم جيدًا، مما قد يؤثر في النتائج. يخلص الباحثون إلى أن البيانات الحالية لا تكفي للتمييز بين الاحتمالات، وبالتالي هناك حاجة لمهام فضائية مخصصة إلى أورانوس ونبتون.
نُشر البحث في مجلة Astronomy & Astrophysics، والمصدر جامعة زيورخ.
كلمات صعبة
- إطار — هيكل تنظيمي أو منهج للعمل والدراسةإطارًا رقميًا
- باطن — الجزء الداخلي الموجود تحت سطح الشيءباطن الكواكب, باطن الكوكب
- المجال — قوة أو تأثير ينتج عن كتلة جسمالمجال الجذبي
- دينامو — جهاز أو عملية تولد مجالًا مغناطيسيًاديناموهات
- ماء أيوني — ماء يحمل أيونات ويجري كهربائيًاالماء الأيوني
- متعدد الأقطاب — وجود أكثر من قطب في الحقل المغناطيسيمتعددة الأقطاب
- فضاء — مجموعة كل الحلول الممكنة لمشكلةفضاء الحلول
تلميح: مرّر المؤشر أو ركّز أو اضغط على الكلمات المظلَّلة داخل القصة لرؤية تعريفات سريعة أثناء القراءة أو الاستماع.
أسئلة للمناقشة
- ما الفوائد المتوقعة من إرسال مهام فضائية مخصصة إلى أورانوس ونبتون؟ اذكر سببين.
- كيف قد يغير اكتشاف وجود باطن غني بالصخور أو الماء فهمنا لتكوّن الكواكب؟
- ما المخاطر أو القيود عند الاعتماد على نماذج رقمية وتجريبية بينما سلوك المواد تحت ضغوط قصوى غير مفهوم؟
