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.

موشک اسپیس ایکس با ماه تصادف می‌کند

انتخاب واحد دانشگاه آزاد اسلامی از تاریخ ۲۴ مرداد آغاز می‌شود

کاهش ۵۰ درصدی خوردگی تجهیزات نیروگاهی با فناوری نانوحباب

توسعه دیپلماسی فناوری ایران و اتیوپی با محوریت صادرات دانش‌بنیان

مهلت ثبت‌نام آزمون‌های علوم پزشکی تا ۲۰ شهریور تمدید شد

کلید اولیه آزمون ارتقای دستیاری منتشر شد/ مشارکت ۹۶ درصدی دستیاران

عدم امکان ثبت درخواست صدور دانشنامه در تعطیلات تابستانی پیام نور

سهروردی به صراحت خود را احیاکننده «حکمت خسروانی ایرانی» قلمداد می کرد

بیعت زنان با زینب کبری؛ آغازِ احیای تمدنِ مهدوی به دستِ زن

تأکید اوقاف بر تسهیل فرآیندها برای توسعه پروژه‌های مذهبی و درمانی

شب شهدای میناب در اربعین/ پدر دو شهید: من از کربلا به کربلا آمدم

رئیس دانشگاه الزهرا کربلا: نهضت حسینی مرزهای طایفه‌ای را شکست داد

چسب زیستی الهام‌گرفته از صدف حسگرهای پوشیدنی را مقاوم‌تر کرد

نگاهی به سه قسمت ابتدایی یک سریال؛ وقتی همه کوریم!

اربعین ۱۴۰۵ با دو شعار مشترک امت اسلامی برگزار می‌شود

گوگل‌پلی ابزارهای تأیید سن را برای توسعه‌دهندگان گسترش می‌دهد

اسپیس ایکس ماهواره جاسوسی به مدار زمین برد

اربعین زیر پوشش ارتباطی/ از رومینگ تا اینترنت رایگان در مسیر زائران

محدودیت آموزش مجازی برای دانشجویان خارجی رفع می‌شود

ایران عضو سازمان جهانی همکاری هوش مصنوعی شد

تصویری از کلاهک خیبرشکن و فتاح سوار بر بوستر حاج قاسم

درخواست برای تفکیک زمان پذیرش رشته‌های بدون آزمون

زائران با سامانه هوشمند «هم موکب» دغدغه اسکان ندارند

راه‌اندازی «بازوی طریق» سامانه هوشمند خدمات‌ به زائران اربعین

مطالبه بزرگ امت اسلام در اربعین امسال خونخواهی قائد شهید است

مفاهیم نهج‌البلاغه را در پیاده‌روی اربعین ترویج کنیم

چه افرادی بدون آنکه به کربلا بروند زائر اباعبدالله هستند؟

مایک لی بازنشسته می‌شود؛ بیماری نمی‌گذارد فیلم بسازم

خنیاگران خیام با «مهرگان» آمدند؛ شنیدن ظرافت‌های موسیقی خراسان

«خورشید اربعین» در رادیو ورزش؛ همراهی با زائران در حماسه استقامت

آیین‌نامه جامع حمایت از دانشجویان توانخواه نهایی شد

سهم دانشجو از نرخ غذای دانشجویی مشخص شد

پیش ثبت‌نام ۸۱۰ هزار دانش‌آموز پایه هفتم

آموزش و پرورش با ۱۰۰ موکب، آماده خدمت‌رسانی به زائران اربعین است

روایت زائرانی که اربعین را از شرق ایران آغاز می‌کنند در کتاب «شاه است حسین»

پرچم‌هایی در پیاده روی اربعین که هنوز خون را به یاد دارند

تصویر کمتر دیده شده از آیت‌الله سیدمجتبی خامنه‌ای در نماز جمعه نصر

چالش‌های عکاسی طبیعت چیست؟ سید صابر امامی پاسخ می‌دهد

جزئیات شرکت در آزمون های دانشنامه و گواهینامه فوق تخصصی پزشکی تعیین شد

اصغر خلیلی مدیریت مجموعه تئاتر شهر را بر عهده گرفت

آلبوم جدید خواننده پاپ در راه است

اودیسه نولان در ایکس لو رفت؛ ایلان ماسک در برابر نولان

جزئیات آزمون‌های دانشنامه و گواهینامه تخصصی پزشکی را اینجا بخوانید

اجرای نزدیک به ۱۵ پروژه ملی در وزارت علوم پس از جنگ

۱۳۰ هزار فعالیت انجمن‌های علمی دانشجویی در کشور ثبت شدند

دانشجویان دانشگاه صنعتی امیرکبیر مسیر شغلی خود را طراحی می‌کنند

مدیر ارشد اوپن ای آی به این شبکه اجتماعی معتاد شده بود

متا تحقیق درباره خطرات اینستاگرام برای نوجوانان را نادیده گرفت

پرتاب ۵ هزار ماهواره آمازون برای بهبود کیفیت اینترنت در جهان

تسهیلات ویژه دانشگاه آزاد برای اربعین امسال/ استقرار مواکب در ۵ مرز کشور

ثبت نام جذب دانش‌آموختگان دکتری در دانشگاه‌ها آغاز شد؛ ۲ شرط اصلی برای ورود

مشاور شورای آموزش پزشکی: ۲ متخلف آزمون دستیاری به مقامات قضایی تحویل داده شدند

«مردم نمایی» روایتی دیگر از ماجرای نیما تکیدو

حاج حسین ملک دارایی‌های فناپذیر را به میراثی تمدنی تبدیل کرد

پناهیان: بزرگ‌ترین تشییع‌های تاریخ مربوط به امامین انقلاب است

جستجوی حقیقت در مه‌آلودگی ابطال‌پذیری پوپر/سطحی‌نگری در علوم انسانی

جزئیات برگزاری مصاحبه مجازی متأخرین دکتری ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد اعلام شد

قیمت سامسونگ گلکسی و زد فولد گران می شود

خبر مصوبه شورای عالی فضای مجازی برای برخورد با بلاگرها تکذیب شد

رشد استقبال از آزمون دستیاری در سال‌های اخیر

‏ تصویری از تابوت استاد مرحوم اکبر عبدی

پارادوکس در وقف، سودجویی ناشر و موزّع

فانتزی‌ که به شاهنامه تکیه زده است/ احیای حماسه در ادبیات فانتزی ایران

رمان دینی باید افراد معاند و خاکستری را هم پای کتاب بنشاند

بعد از انفجار پیجرها، زندگی چگونه ادامه پیدا کرد؟

حافظه مکتوب ایران چگونه زنده می‌ماند؟

بزرگداشت شیخ صفی‌الدین اردبیلی در فضای مجازی

صفحه رسمی سفارت آلمان در تهران شایعات تخلیه کارکنان این نمایندگی دیپلماتیک را تکذیب کرد

تصویری از برخاستن ستون دود در اربیل عراق

رهبر شهید بیش از حوزویان با نخبگان دانشگاهی دیدار داشتند

ترامپ انتقام جریمه گوگل را از اروپا می گیرد

خونخواهی رهبر شهید ادامه یک مطالبه تاریخی است؛ انتقام با بیشترین ضربه

اعلام دستمزد طراحان صحنه و لباس تئاتر در سال ۱۴۰۵

خالق فیلم معروف «ماسک» از دنیا رفت؛ جیم کری از همکاری با وی تشکر کرد

خداحافظ آقای عبدی؛ دلمان برایتان تنگ می‌شود

اعزام ۴۷۴ معلم برگزیده به مدارس خارج از کشور

وزیر آموزش و پرورش: کنکور به موقع برگزار می‌شود

کشف آنزیمی که می‌تواند پیری را معکوس کند

چت جی پی تی در سراسر جهان مختل شد

ثبت نام دانش آموختگان خارج از کشور در آزمون پیش کارورزی پزشکی آغاز شد

رشد استقبال از آزمون دستیاری در سال‌های اخیر

ثبت نام جذب دانش‌آموختگان دکتری در دانشگاه‌ها آغاز شد؛ ۲ شرط اصلی برای ورود

آیین‌نامه جامع حمایت از دانشجویان توانخواه نهایی شد

جزئیات برگزاری مصاحبه مجازی متأخرین دکتری ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد اعلام شد

مشاور شورای آموزش پزشکی: ۲ متخلف آزمون دستیاری به مقامات قضایی تحویل داده شدند

اصغر خلیلی مدیریت مجموعه تئاتر شهر را بر عهده گرفت

قیمت سامسونگ گلکسی و زد فولد گران می شود

تسهیلات ویژه دانشگاه آزاد برای اربعین امسال/ استقرار مواکب در ۵ مرز کشور

روایت زائرانی که اربعین را از شرق ایران آغاز می‌کنند در کتاب «شاه است حسین»

تصویر کمتر دیده شده از آیت‌الله سیدمجتبی خامنه‌ای در نماز جمعه نصر

آموزش و پرورش با ۱۰۰ موکب، آماده خدمت‌رسانی به زائران اربعین است

اودیسه نولان در ایکس لو رفت؛ ایلان ماسک در برابر نولان

پیش ثبت‌نام ۸۱۰ هزار دانش‌آموز پایه هفتم

خبر مصوبه شورای عالی فضای مجازی برای برخورد با بلاگرها تکذیب شد

اجرای نزدیک به ۱۵ پروژه ملی در وزارت علوم پس از جنگ

چالش‌های عکاسی طبیعت چیست؟ سید صابر امامی پاسخ می‌دهد

۱۳۰ هزار فعالیت انجمن‌های علمی دانشجویی در کشور ثبت شدند

متا تحقیق درباره خطرات اینستاگرام برای نوجوانان را نادیده گرفت

مدیر ارشد اوپن ای آی به این شبکه اجتماعی معتاد شده بود

درخواست برای تفکیک زمان پذیرش رشته‌های بدون آزمون

پرتاب ۵ هزار ماهواره آمازون برای بهبود کیفیت اینترنت در جهان

جزئیات شرکت در آزمون های دانشنامه و گواهینامه فوق تخصصی پزشکی تعیین شد

پرچم‌هایی در پیاده روی اربعین که هنوز خون را به یاد دارند

جزئیات آزمون‌های دانشنامه و گواهینامه تخصصی پزشکی را اینجا بخوانید

دانشجویان دانشگاه صنعتی امیرکبیر مسیر شغلی خود را طراحی می‌کنند

آلبوم جدید خواننده پاپ در راه است

تصویری از کلاهک خیبرشکن و فتاح سوار بر بوستر حاج قاسم

سهم دانشجو از نرخ غذای دانشجویی مشخص شد

‏ تصویری از تابوت استاد مرحوم اکبر عبدی

پناهیان: بزرگ‌ترین تشییع‌های تاریخ مربوط به امامین انقلاب است