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.

از خرید کابل برق چه می‌دانید؟ راهنمایی که پیش از هر بازسازی باید بخوانید

اقتدار دفاعی ایران، ایده‌ای نو در بازی‌های رومیزی

۳۵ ثانیه، ۷۲۰ هزار گلوله در لامرد/ جنایتی که روایت نشد

آئین اختتامیه روایت علوی برگزار شد

بازی‌های تیم ملی فوتبال ایران در سینماها پخش می‌شود

معرفی چهار آلبوم موسیقی تازه وارد در فضای مجازی

روایت جواد موگویی از یک جنایت جنگی: حادثه لامرد در سایه روایت‌های اشتباه رسانه‌ای گم شد

جزئیات برنامه‌های محرمی اوقاف در قالب طرح سوگواره بصیرت عاشورایی اعلام شد

دقت در نسبت با خاستگاه علوم انسانی بسیار مهم است

پویش «ایران در پناه قرآن» تا پایان خرداد تمدید شد

برگزاری نمایشگاه معماری حرمین شریفین در مکه مکرمه

حمایت آیت الله رشاد از بازسازی و ساخت مجدد کنیسه آسیب دیده در جنگ

آیا در جنگ هرکاری مجاز است؟ نگاهی به اخلاق در میدان نبرد

تأثیر سوابق پایه یازدهم در کنکور ۱۴۰۵ مثبت شد / ۶ درس نهایی برای کنکور

راز حذف زمینه‌های فلسفی «یوگا» در نسخه مدرن

آذین‌بندی و شادی‌های عمومی باید به عنوان مدخل معرفت باشد

فرایند محدودیت در اینترنت شفاف می‌شود؛ ماجرای اینترنت پرو و خط سفید چه بود؟

۷۸ درصد ترافیک اینترنت به حالت قبل و اول دی ماه بازگشت

آغاز ثبت نام آزمون کاردانی به کارشناسی از ۲۴ خرداد ماه

مصوبه افزایش حقوق اعضای هیئت علمی لغو نشده است

تداوم فعالیت علمی دانشگاه شهید بهشتی با وجود آسیب در جنگ

ضیافت نور در آسمان خرداد؛ دیدار دو سیاره منظومه شمسی در آسمان ایران

نسخه جدید چت‌جی‌پی‌تی؛ از تولید عکس تا رزرو سفر در یک پنجره

مهلت دفاع از پایان نامه دستیاران پزشکی تا پایان آذر ۱۴۰۵ تمدید شد

حضوری شدن برخی امتحانات دانشگاه علم و صنعت در مقطع کارشناسی

ایران در جمع ۶ کشور دارای توان ساخت تجهیزات پیشرفته کرایوژنیک

چرا نقش استادان دانشگاه فراتر از کلاس درس است؟

انویدیا با غول‌های فناوری کره جنوبی قرارداد بست

هوش مصنوعی زلزله یاب شد

ثبت‌نام خودکار ۸۵ درصد دانش‌آموزان ابتدایی در استان سمنان

فعالیت ۳۷ هزار سفیر سلامت دانش‌آموزی

هفته بین‌المللی قرآن در کربلا افتتاح شد

چرا روابط فیلم «تهران کنارت» در سطح ماند؟

ولایت فقیه یک هویت تمدنی و تاریخی برای ملت ایران است

تأکید رئیس جهاددانشگاهی بر رفع موانع دیوان‌سالاری و بازگشت به شورای عالی انقلاب فرهنگی

دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی: دستورات لازم برای حضور فعال‌تر جهاد دانشگاهی صادر می‌شود

دومین فراخوان تربیت مجاهد فرهنگی توسط نهاد نمایندگی رهبری در دانشگاه‌ها

دستگاه‌های اجرایی ملزم به استفاده از پیام‌رسان‌های بومی شدند

طرح جدید دانشکده مدیریت شریف برای جذب دانشجوی دکتری با مزایای بی‌نظیر

پیش ‌ثبت‌نام الکامپ ۲۹ آغاز شد

امکان ادامه تحصیل مجدد در پزشکی، دندانپزشکی و داروسازی برای دانش‌آموختگان فراهم شد

اجماع شورای عالی انقلاب فرهنگی بر تأثیر قطعی سوابق تحصیلی یازدهم و دوازدهم در کنکور ۱۴۰۵

جزئیات احکام انضباطی دانشجویان در ایمیل معاون دانشجویی دانشگاه شریف به اساتید

امتحانات دانشگاه علمی کاربردی غیرحضوری شد

امام در اصول فقه به «عرف عقلایی» اهمیت می‌داد

خبرنگاران ایرانی از دریافت ویزا برای پوشش جام جهانی محروم شدند

موقوفات چطور به حل مشکلات اقتصادی ورود کرده‌اند؟

زندگی امام موسی کاظم (ع) تابلویی تمام‌عیار از مدیریت بحران و کادرسازی دینی است

بازیگر معروف ایرانی نقش ترامپ را بازی می‌کند+عکس

بیوک میرزایی: محبت مردم بزرگ‌ترین سرمایه یک هنرمند است

متن جدید امیرحسین قیاسی در حمایت از ایران و در واکنش به جنگ

آیت‌الله مبلغی: نخستین ثمره استقامت، گشایش راه‌ها و شکستن بن‌بست‌هاست

ثبت نام ۲ هزار هیئت جدید در سامانه عطر سیب/ رویکرد نمایشگاه امسال خانواده محور است

خدمت‌رسانی موکب ها به زائران عید غدیر در نجف اشرف

روایتی از بزرگ‌ترین وقف درمانی تهران در کتاب «میراث فرمانفرما»

آخرین حضور و غیاب کودکان شهید میناب با حضور پرویز پرستویی

بازیگر معروف فیلم پدرخوانده ترامپ را ظالم و فاسد خواند

روایت الگوی خانواده موفق در «زندگی زیباست» رادیو معارف

آنچه سیاه‌چال‌های عباسی درباره امام کاظم(ع) پنهان نکردند

چرا روایت ماکان نصیری از صدها گزارش خبری اثرگذارتر شد؟

کتاب صمود روایتی از دردی که از دور فهمیده نمی‌شود

امکان ارسال مستقیم جستجو به هوش مصنوعی در گوگل فراهم می‌شود

ترس اروپا از خاموشی دیجیتال شدت گرفت

قائم مقام دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی منصوب شد

حمایت جدی دانشگاه آزاد از دانشجویان دکتری؛ دستورالعمل پژوهشی نیمسال ۱۴۰۴۲ آمد

خط فارسی، مرجعیت علمی ایران را منطقه‌ای می‌کند

وزارت آموزش و پرورش اعلام برنامه امتحانات نهایی را تکذیب کرد

رویکرد تحولی سمپاد از تربیت دانش‌آموز موفق به سوی پرورش انسان اثرگذار

هوش مصنوعی افکار رئیس جمهور چین را ترویج می‌کند

شورای عالی انقلاب فرهنگی: تغییری در تأثیر قطعی معدل کنکور امسال نداریم

تعلل دولت در اجرای طرح ترمیم حقوق، شکاف بی‌اعتمادی را گسترش داد

نمایه‌شدن سه مجله دانشگاه تهران در کتابخانه دیجیتال آلمان

مصاحبه دکتری دانشگاه علامه طباطبائی از فردا آغاز می‌شود

یک روز جابجایی در برنامه امتحانات دانشگاه صنعتی شریف

اقتباسی عروسکی از رمان «اسب جنگی» به روی صحنه رفت

مساله وطن در صدای علیرضا قربانی و نجابتِ اندوه در آهنگ جدید او

بزرگ‌ترین وداع قرن برای امام امت/ بدرقه‌ای به وسعت ایران

جناب خان و هومن به آنتن تلویزیون برگشتند

کتاب برای رهبر شهید ابزار ساخت انسان و جامعه بود

پیکر آیت‌الله العظمی محمد اسحاق فیاض در کاظمین و کربلا تشییع شد

حمایت از ۳۵۰ استاد برای هدایت تحقیقات

امکان ادامه تحصیل مجدد در پزشکی، دندانپزشکی و داروسازی برای دانش‌آموختگان فراهم شد

تاثیر معدل در کنکور به دلیل غیبت شما هنوز بررسی نشده است

جزئیات آزمون مرحله غیرمتمرکز سی و یکمین المپیاد علمی دانشجویی اعلام شد

آغاز کلاس‌های حضوری دانشگاه صنعتی شریف از ۲۳ خرداد

جزئیات ثبت نام آزمون دستیاری دندانپزشکی را اینجا بخوانید

غدیر؛ واقعه‌ای فراتر از تاریخ با ابعاد کلامی و تمدنی

مداح بحرینی سلب تابعیت شده به ایران می‌آید

آیت‌الله فیاض رحلت کرد/ مرجعی که آیت‌الله خویی او را نور چشمش می دانست

بررسی وضعیت اشتغال بیش از ۴۰۹ هزار دانش‌آموخته/ علوم‌ پزشکی در صدر اشتغال

تنگه هرمز را بیشتر بشناسید

حقوق اساتید چه نیازهایی را برآورده می‌کند؟

مرور آثاری که با موضوع غدیر خلق شدند

حجت‌الاسلام محمد قمی: نهضت خمینی همچنان ادامه دارد

بیوک میرزایی: محبت مردم بزرگ‌ترین سرمایه یک هنرمند است

کتاب صمود روایتی از دردی که از دور فهمیده نمی‌شود

هوش مصنوعی افکار رئیس جمهور چین را ترویج می‌کند

طرح جدید دانشکده مدیریت شریف برای جذب دانشجوی دکتری با مزایای بی‌نظیر

اجماع اولیه فرو ریخت/ خبرگان بر روی رهبر شهید به توافق نرسیدند

سیمای فراتاریخی «قهرمان مردم» در لایه‌های هنر، عرفان و ادبیات

ترس اروپا از خاموشی دیجیتال شدت گرفت

شورای عالی انقلاب فرهنگی: تغییری در تأثیر قطعی معدل کنکور امسال نداریم

حمایت جدی دانشگاه آزاد از دانشجویان دکتری؛ دستورالعمل پژوهشی نیمسال ۱۴۰۴۲ آمد

غدیرخم تبیین‌گر مدل حکمرانی الهی و الگوی زیست مؤمنانه است

غدیر برای کودک نیازمند تخیل است

امکان ارسال مستقیم جستجو به هوش مصنوعی در گوگل فراهم می‌شود

سه انفجار خورشیدی در یک شبانه‌روز رخ داد

درک پیام غدیر؛ امامت، ستون فقرات حفظ اسلام در جامعه

بزرگ‌ترین وداع قرن برای امام امت/ بدرقه‌ای به وسعت ایران

دومین فراخوان تربیت مجاهد فرهنگی توسط نهاد نمایندگی رهبری در دانشگاه‌ها