Các nhà khoa học tại University of Zurich giới thiệu một khung mô phỏng mới cho cấu trúc bên trong Thiên Vương và Hải Vương, thách thức phân loại truyền thống chia hành tinh thành đá, khí và băng. Nhóm do nghiên cứu sinh Luca Morf dẫn dắt và do giáo sư Ravit Helled khởi xướng kết hợp hai cách tiếp cận: tránh cả giả thiết quá mức trong mô hình vật lý lẫn sự đơn giản hóa quá mức của mô hình thực nghiệm, nhằm tạo ra các mô hình nội tại vừa “vô thiên vị” vừa nhất quán về mặt vật lý.
Phương pháp bắt đầu với biểu đồ mật độ ngẫu nhiên cho phần bên trong, sau đó tính trường hấp dẫn tương thích với dữ liệu quan sát và suy ra thành phần có thể có. Chu trình được lặp nhiều lần để chọn các cấu hình khớp nhất. Kết quả mở ra phạm vi giải pháp cho thấy lõi hai hành tinh có thể giàu nước hoặc giàu đá, ý tưởng mà Helled từng đề xuất gần 15 năm trước và giờ được chứng minh bằng khung số.
Các mô hình cũng giải thích trường từ kỳ lạ với nhiều cực: sự hiện diện của các lớp "nước ion" có thể tạo đynamo ở những vị trí phù hợp, và họ thấy trường từ của Thiên Vương phát sinh sâu hơn so với Hải Vương. Tuy nhiên, Morf cảnh báo rằng hành vi của vật chất dưới áp suất và nhiệt độ cực đoan vẫn chưa rõ, điều này có thể ảnh hưởng tới kết luận. Do đó, các tác giả đề xuất cần sứ mệnh chuyên biệt tới Thiên Vương và Hải Vương để làm sáng tỏ bản chất thật của chúng. Nghiên cứu xuất hiện trên Astronomy & Astrophysics.
Từ khó
- khung mô phỏng — một hệ thống tính toán để mô phỏng vật lý
- biểu đồ mật độ — hình thể hiện phân bố khối lượng theo không gian
- trường hấp dẫn — lực hút do khối lượng gây ra quanh vật thể
- nước ion — nước ở trạng thái phân tách ion và dẫn điện
- đynamo — quá trình tạo trường từ bằng chuyển động dẫn điện
- vô thiên vị — không thiên về một giả thuyết nào
- áp suất — lực tác dụng trên một diện tích nhất định
Mẹo: di chuột, dùng phím Tab hoặc chạm vào các từ được tô sáng trong bài để xem định nghĩa nhanh ngay khi bạn đọc hoặc nghe.
Câu hỏi thảo luận
- Kết quả cho rằng lõi có thể giàu nước hoặc giàu đá sẽ ảnh hưởng thế nào tới cách chúng ta phân loại các hành tinh? Hãy nêu lý do.
- Các tác giả nhắc rằng hành vi vật chất dưới áp suất và nhiệt độ cực đoan chưa rõ. Tại sao điều này làm họ đề xuất một sứ mệnh chuyên biệt?
- Mô hình nói rằng trường từ của Thiên Vương phát sinh sâu hơn so với Hải Vương. Điều này có thể ảnh hưởng thế nào đến cách thiết kế các quan sát hoặc sứ mệnh thăm dò?
Bài viết liên quan
Giám sát không khí thời gian thực bằng AI và cảm biến ở Nam Phi
Các nhà khoa học ở Nam Phi dùng phương pháp từ vật lý hạt để theo dõi chất lượng không khí thời gian thực. Hệ thống AI_r kết hợp cảm biến IoT chi phí thấp và trí tuệ nhân tạo, đang thử nghiệm ở Soweto và mở rộng tới Sedibeng.
