کد خبر: 170143
ف
یخ داغ و سیاه، مسئول مغناطیس وحشی نپتون است
درون هسته‌های سیارات غول‌پیکر یخی، فشار و دما آن‌قدر شدید است که آب موجود در آنجا به حالتی کاملاً ناآشنا در شرایط طبیعی روی زمین تبدیل می‌شود.

به گزارش ثریا - نوعی از آب که به عنوان «آب فرایونی» شناخته می‌شود، نوعی یخ است که درون هسته‌های سیارات غول‌پیکر یخی تشکیل می‌شود. با این حال، برخلاف طبیعت یخ معمولی، در واقع داغ و همچنین سیاه است.

دانشمندان برای دهه‌ها تصور می‌کردند که آب سوپریونی یا فرایونی در هسته نپتون و اورانوس مسئول میدان‌های مغناطیسی وحشی و ناهم‌ترازی است که فضاپیمای «وویجر ۲» هنگام عبور از آنها مشاهده کرد.

مجموعه‌ای از آزمایش‌ها که در مقاله‌ای منتشر شده در Nature Communications توسط لئون آندریامباریاریجاونا (Leon Andriambariarijaona) و همکارانش در آزمایشگاه شتاب‌دهنده ملی SLAC و دانشگاه سوربن شرح داده شده است، شواهد تجربی ارائه می‌دهند که چرا دقیقاً یخ باعث ایجاد این میدان‌های مغناطیسی عجیب می‌شود، زیرا بسیار آشفته‌تر از آن چیزی است که هر کسی انتظار داشت.

در مدرسه، به اکثر دانش‌آموزان در مورد چهار حالت ماده شامل جامد، مایع، گاز و پلاسما آموزش داده می‌شود، اما آب در فشارها و دماهای بسیار بالا می‌تواند در یک حالت فرایونی وجود داشته باشد که اگرچه شبیه به جامد به نظر می‌رسد، اما در واقع نوعی شبکه کریستالی یا بلوری است. این شبکه توسط اتم‌های اکسیژن تشکیل شده است، در حالی که اتم‌های هیدروژن آزادانه در سراسر شبکه جریان می‌یابند و در حین حرکت، الکتریسیته را هدایت می‌کنند.

دانشمندان مدت‌هاست این نظریه را مطرح کرده‌اند که شبکه اتم‌های اکسیژن در آب فرایونی، یک کریستال «کامل» را تشکیل می‌دهد که اتم‌ها یا در مرکز یک مکعب؛ یک پیکربندی که به عنوان مکعب مرکز حجمی (BCC) شناخته می‌شود یا اتم‌ها روی وجوه مکعب قرار دارند.

هر دوی این‌ها لبه‌های زیبا و کاملاً مشخصی را که دانشمندان انتظار دارند در یک ساختار کریستالی ببینند، فراهم می‌کنند، اما این شبکه‌های کریستالی زیبا با میدان مغناطیسی ناهموار و آشفته‌ای که «وویجر ۲» هنگام عبور از کنار غول‌های یخی منظومه شمسی خودمان دید، مطابقت نداشتند. بنابراین دانشمندان تصمیم گرفتند که باید این شکل منحصر به فرد از آب را به صورت تجربی آزمایش کنند تا ببینند آیا نظریه شبکه درست است یا خیر.

برای انجام این کار، ابتدا باید خود آب فرایونی را می‌ساختند که کار آسانی نیست. این ماده فقط در دماها و فشارهای بسیار بالا وجود دارد و در صورت کاهش هر یک از متغیرهای محیطی، بلافاصله به اشکال پایدارتر دیگری از آب تبدیل می‌شود.

رسیدن به چنین فشارهایی نیاز به ابزاری تخصصی به نام «سندان الماس» یا به طور خاص‌تر، دو سندان دارد. فشار دادن یک نمونه آب بین دو سندان ساخته شده از سخت‌ترین ماده در جهان به آزمایشگران این امکان را داد تا فشار را به ۱.۸ میلیون اتمسفر افزایش دهند.

سپس آنها نمونه را با نور لیزر پالسی منفجر کردند تا آن را تا حدود ۲۵۰۰ کلوین گرم کنند. در آن زمان، آنها با موفقیت نمونه‌ای از آب فرایونی ایجاد کرده بودند، اما به محض اینکه فشار یا دما را کاهش دادند، ساختار کریستالی از هم می‌پاشد. بنابراین در عرض چند تریلیونیم ثانیه پس از رسیدن به آن شرایط، نمونه را با اشعه ایکس پرتوباران کردند.

پراش اشعه ایکس یک روش رایج در مطالعه ساختارهای کریستالی است. اساساً این روشی برای گرفتن عکس‌های پرسرعت از موقعیت‌های اتمی است، اما وقتی محققان داده‌های حاصل را تجزیه و تحلیل کردند، متوجه شدند که نتایج آنها با نظریه همخوانی خوبی ندارد.

به نظر می‌رسید که خود شبکه ترکیبی از خطوط تار است که در آن لایه‌های مختلف ساختار FCC بودند و برخی در واقع یک ساختار کاملاً متفاوت به نام شش‌ضلعی فشرده(HCP) بودند.

وقتی پژوهشگران برای اولین بار آزمایش خود را در کالیفرنیا انجام دادند، این داده‌های آشفته آنقدر گیج‌کننده بود که آنها را وادار کرد تا آن را به نوعی خطای محیطی نسبت دهند. این امر آنها را بر آن داشت تا از یک شتاب‌دهنده خطی دیگر در آلمان برای حذف آن منبع بالقوه نویز کمک بگیرند.

وقتی نتایج آزمایش‌ها در آلمان یکسان شد، آنها متوجه شدند که به جای یک مصنوع از محیط خود، حقیقت واقعی و آشفته را می‌بینند.

همینطور که محققان به آزمایش با فشارها و دماهای مختلف ادامه دادند، همچنین متوجه شدند که با افزایش فشار، برخی از شبکه‌های همپوشان ظاهر می‌شوند. این با نظریه‌ای که یک خط گذار بسیار واضح وجود دارد که در آن ساختار شبکه بین یک ساختار و ساختار دیگر می‌شکند، در تضاد بود.

در نهایت، همه اینها نشان می‌دهد که آب فرایونی ماده‌ای بسیار پیچیده است و این پیچیدگی‌ها به توضیح آنچه که می‌تواند در میدان‌های مغناطیسی ناپایدار سیارات نپتون و اورانوس اتفاق بیفتد، کمک می‌کنند.

برای روشن شدن موضوع، انجام آزمایشی که در آن این مواد فقط برای چند فمتوثانیه وجود دارند، بازسازی کاملی از فضای داخلی سیارات غول یخی نیست. شاید با گذشت زمان، ساختار کریستالی به الگویی سخت‌تر تبدیل شود یا شاید هرج و مرجی که آزمایش‌ها مشاهده کردند، به صورت تصادفی در سراسر خود غول‌های یخی ادامه یابد.

در حالی که ما هرگز این نوع آب را به طور طبیعی روی زمین نخواهیم دید، این واقعیت که فضای داخلی سیارات غول یخی را تشکیل می‌دهد، به این معنی است که این نوع یخ در واقع ممکن است فراوان‌ترین نوع آب در کهکشان باشد.

غول‌های یخی بخش قابل توجهی از سیارات فراخورشیدی شناخته شده را تشکیل می‌دهند، هرچند این ممکن است صرفاً به دلیل اندازه و مدار آنها باشد که هر دو با استفاده از روش‌های فعلی شکار سیارات فراخورشیدی به راحتی قابل تشخیص هستند، نه اینکه به نسبت واقعی آنها در سیارات فراخورشیدی موجود وابسته باشد.

در هر صورت، دانستن اینکه آب (ماده‌ای که برای حیات روی زمین لازم است) در مکان‌های مختلف، انواع بسیار زیادی دارد، حداقل یک واقعیت علمی جالب است.

منبع : میدان مغناطیس


مرتبط ها
ارسال نظر
chapta
حداکثر تعداد کاراکتر نظر 200 ميياشد .
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.

مدادهایی که بعد از تمام شدن، سبز می‌شوند

ادبیات پایداری روایتی مویرگی از زندگی است

از علیرضا طبایی «باید به آفتاب بگویم»

چه کسی گفته است قهرمان‌ها فقط در خط مقدم ساخته می‌شوند؟

نوجوان را دستِ کدام کتاب بسپاریم؟

غذا چگونه جایگاه اجتماعی و منزلت افراد را شکل می‌دهد؟

روایت رادیو تهران از دفاع مقدس؛ از مادران جنگ تا بدرقه فرزندان شهدا

حمایت از فلسطین باعث حذف رپر مشهور شد

فیلم ۱۰۰ جشنواره ایده‌هاست، روایت فیلمسازان جوان از جنگ در بستر زندگی

معرفی بهترین برنامه‌های تلویزیونی ۲۰۲۶؛ «خلیج بیوه» ۱۴ جایزه امی برد

سیامک صفری: ظرفیت بازگشت به سریال‌های نوستالژیک اضافه می‌شود

سامانه «سادان» برای ارزش‌گذاری دارایی‌های نامشهود راه‌اندازی می‌شود

آزمون عملی علوم ورزشی در ۲۶ حوزه کشور کلید خورد

بیش از ۱۰۰ میلیارد دقیقه مکالمه و ۸۶ میلیارد پیامک تنها در ۳ ماه

شناسایی خشکیدگی درختان جنگلی با هوش مصنوعی

روند پرداخت یارانه‌های تغذیه دانشجویان بدون تغییر ماند

بیل گیتس: همه دولت های جهان عقب تر از هوش مصنوعی هستند

نتایج نهایی ۵ آزمون گروه علوم پزشکی منتشر شد

دانشگاه صنعتی امیرکبیر به‌دنبال جذب دانش‌آموزان مستعد کشورهای همسایه

شبکه شعب خودرو۴۵ به ۷۸ شعبه رسید

هلیا امامی: دوست داشتم از کلیشه دختر مثبت فاصله بگیرم

لباس مدرسه فقط فرم نیست، کودک باید آن را دوست داشته باشد

به مناسبت روز سینما: روزی که دوربین شهید آوینی روایتگر جنگ شد

کتاب عروس بی نشان ها: قرار بود یک عمر کنار هم باشند، اما جنگ مهلتشان نداد

حق کودک بر حریم خصوصی؛ چالشی برای فرهنگ دیجیتال ایران

نشر در لهستان؛ انتشار بیش از ۳۱هزار عنوان کتاب در سال ۲۰۲۵

نشان درجه یک هنری به این کارگردان اهدا شد: علیرضا داوودنژاد بدترین فیلمش هم «سینما» است

افزایش پذیرش دانشجو معلم تا سه برابر ظرفیت

۹۵ درصد مدارس کشور آماده بازگشایی هستند

ارزیابی سالانه یک میلیون و ۲۰۰ هزار نوآموز در برنامه سنجش

مهلت ثبت نام پذیرش بدون آزمون کاردانی به کارشناسی ۱۴۰۵ تمدید شد

تمدید مهلت ثبت نام پذیرش بدون آزمون کاردانی ویژه مهارتی سال ۱۴۰۵

پایان نخستین دوره پسادکتری علوم ورزشی امیرکبیر با محوریت هوش مصنوعی

بزرگ‌ترین رقابت دانش‌آموزی در حوزه کوانتوم و لیزر برگزار شد

شرکت انگلیسی داده‌های مشتریانش را به هکرها داد

مهلت انتخاب رشته آزمون دستیاری پزشکی مجدد تمدید شد

حمله ایران معماری هوش مصنوعی امارات را تغییر داد؛ فرار داده‌ها به کوه

چالش‌های مصوبه اخیر «ستاد ویژه ساماندهی فضای مجازی» از منظر حقوقی

مدیران ارشد هوش مصنوعی خواستار کندتر شدن پیشرفت آن شدند

قالیباف قانون ملی توسعه هوش مصنوعی را ابلاغ کرد

سهمیه ویژه کنکور برای آسیب‌دیدگان جنگ نیازمند بازنگری است

پارادوکس رفاه و رضایت؛ چرا مدرنیته ما را شادتر نکرد؟

پیوند عرفان کلاسیک با زیست انسان معاصر در شرح فتوحات مکیه باب ۵۶۰

عالمی که علم و مبارزه را به سنگر امامت جمعه پیوند زد

نظریات و رویکردهای اسلامی در خصوص مددکاری اجتماعی

نسل امروز بی اراده‌تر از نسل قبل است؟

از تربت ۱۷ کیلویی تا یک میلیون سند تاریخی، جلوه‌ای از حرم بانوی کرامت

حجت‌الاسلام قمی: مردم نمی‌گذارند قیمت پایان جنگ، فروختن عزت ایران باشد

جزئیات برگزاری بیستمین آزمون سراسری قرآن و عترت

خیابان و زندگی؛ واکاوی نقش زنان در پایداری اجتماعات شبانه

«دهکده سلامت» یادگار یک خیر بزرگ برای بیماران صعب العلاج

چرا عرفان‌های نوپدید برای جوان امروز جذاب‌اند؟

نگاهی به سریال «دیوار دفاعی»؛ ملی شدن صنعت نفت با چاشنی فوتبال

شعری از نظامی گنجوی موضوع یک انیمیشن کوتاه شد

دیوارنگاره میدان ولیعصر (عج) موقتا تغییر نمی‌کند؛ آغاز ایمن‌سازی

«اسکورت» بر صدر فروش روزانه نشست؛ استقبال از آزادی زنان زندانی

حسین علیزاده مهمان «هم‌کلام» می‌شود

بازی «بوم‌بوم» با حضور خانواده شهید طهرانی‌مقدم رونمایی شد

«ململ» مهمان نمایشگاه ایران نوشت شد

محرابی که منافقین را به وحشت انداخت؛ چرا مدنی باید ترور می‌شد؟

اپل به جمع تولید کنندگان موبایل تاشو پیوست

رئیس دانشگاه تهران: برای مقابله با تحریم‌های علمی برنامه‌ریزی می‌کنیم

روحانیِ پیونددهنده دین و آزادی

توصیه پذیرفته شدگان تیزهوشان، کدام آموزشگاه است؟!

برگزیدگان ‌بیستمین جشنواره ملی شیخ بهایی معرفی و تقدیر شدند

اعلام وجه التزام اسناد وثیقه پذیرفته‌شدگان تخصصی و فوق‌تخصصی پزشکی

علت توقف طرح جدید تغذیه دانشجویی چه بود؟

مهلت مجدد ثبت‌نام در آزمون ارشد علوم پزشکی ۱۴۰۵

ابلاغ دستورالعمل حجاب به زودی در دانشگاه‌ها

تصمیم جدید وزارت علوم درباره ساماندهی داده‌های دانشگاهی

آمار جالب از ازدواج‌های دانشجویی: موفقیت ۹۴ درصد ازدواج‌های دانشجویی طی ۱۲ سال گذشته

آزمون‌های کاردانی مهارتی، کارشناسی ناپیوسته و سردفتری۲۰ شهریور برگزار می‌شود

روبات‌ها در لهستان راهپیمایی کردند

ورود تاکسی‌های خودران به ناوگان اوبر در لندن

آموزش ۶۵ هزار آموزگار ابتدایی برای استفاده از ظرفیت بازی و ورزش

وزیر آموزش و پرورش: دریافت هرگونه وجه هنگام ثبت‌نام در مدارس دولتی ممنوع است

برنامه‌های «زیست عفیفانه» از مهر در مدارس اجرا می‌شود

انتظار معاونت علمی از CVCها برای سرمایه‌گذاری در ۷هزار شرکت نوپا

کارنامه نهایی و دفترچه انتخاب رشته آزمون دستیاری منتشر شد

آلمان موشک و ۵ ماهواره به مدار زمین فرستاد

مهلت انتخاب رشته آزمون دستیاری پزشکی مجدد تمدید شد

سهمیه ویژه کنکور برای آسیب‌دیدگان جنگ نیازمند بازنگری است

تمدید مهلت ثبت نام پذیرش بدون آزمون کاردانی ویژه مهارتی سال ۱۴۰۵

مهلت ثبت نام پذیرش بدون آزمون کاردانی به کارشناسی ۱۴۰۵ تمدید شد

پایان نخستین دوره پسادکتری علوم ورزشی امیرکبیر با محوریت هوش مصنوعی

شرکت انگلیسی داده‌های مشتریانش را به هکرها داد

افزایش پذیرش دانشجو معلم تا سه برابر ظرفیت

بزرگ‌ترین رقابت دانش‌آموزی در حوزه کوانتوم و لیزر برگزار شد

مدیران ارشد هوش مصنوعی خواستار کندتر شدن پیشرفت آن شدند

نتایج نهایی ۵ آزمون گروه علوم پزشکی منتشر شد

قالیباف قانون ملی توسعه هوش مصنوعی را ابلاغ کرد

حمله ایران معماری هوش مصنوعی امارات را تغییر داد؛ فرار داده‌ها به کوه

ارزیابی سالانه یک میلیون و ۲۰۰ هزار نوآموز در برنامه سنجش

نشر در لهستان؛ انتشار بیش از ۳۱هزار عنوان کتاب در سال ۲۰۲۵

از تربت ۱۷ کیلویی تا یک میلیون سند تاریخی، جلوه‌ای از حرم بانوی کرامت

نگاهی به سریال «دیوار دفاعی»؛ ملی شدن صنعت نفت با چاشنی فوتبال

چالش‌های مصوبه اخیر «ستاد ویژه ساماندهی فضای مجازی» از منظر حقوقی

۹۵ درصد مدارس کشور آماده بازگشایی هستند

نشان درجه یک هنری به این کارگردان اهدا شد: علیرضا داوودنژاد بدترین فیلمش هم «سینما» است

هلیا امامی: دوست داشتم از کلیشه دختر مثبت فاصله بگیرم

نظریات و رویکردهای اسلامی در خصوص مددکاری اجتماعی

دانشگاه صنعتی امیرکبیر به‌دنبال جذب دانش‌آموزان مستعد کشورهای همسایه

شبکه شعب خودرو۴۵ به ۷۸ شعبه رسید

نسل امروز بی اراده‌تر از نسل قبل است؟

«دهکده سلامت» یادگار یک خیر بزرگ برای بیماران صعب العلاج

به مناسبت روز سینما: روزی که دوربین شهید آوینی روایتگر جنگ شد

شعری از نظامی گنجوی موضوع یک انیمیشن کوتاه شد

کتاب عروس بی نشان ها: قرار بود یک عمر کنار هم باشند، اما جنگ مهلتشان نداد

حق کودک بر حریم خصوصی؛ چالشی برای فرهنگ دیجیتال ایران

«اسکورت» بر صدر فروش روزانه نشست؛ استقبال از آزادی زنان زندانی