اسأل أي شخص عن كوكبه المفضل في النظام الشمسي بخلاف الأرض، وسيكون عدد قليل جداً منهم من سيقول أورانوس أو نبتون. الكواكب الجليدية في النظام الشمسي الخارجي تبدو مملة إلى حد ما. في وقت سابق من هذا العام، لم يؤدِ الكشف عن أن أسطحها بلون أزرق مائل إلى الأخضر إلى تحسين مرتبتها في التفضيلات.
ومع ذلك، فإن نظرية جديدة حول ما بداخل الكوكبين السابع والثامن من الشمس تهدد بجعل الأمر أكثر إثارة للاهتمام، ليس أقلها لأنها تتعلق بالماء – والكثير منه.
نظرًا لأن الكواكب الغازية مثل أورانوس ونبتون هي الأكثر شيوعًا في مجرة درب التبانة، فإن الاكتشاف قد يكون له أهمية كبيرة في البحث عن الحياة.
المحيط العميق
نشرت هذا الأسبوع في مؤتمرات الأكاديمية الوطنية للعلوم، دراسة جديدة تعتمد على المحاكاة الحاسوبية تقترح أن داخل كوكبي أورانوس ونبتون – بعيدًا تحت غلافهم الجوي السميك الأزرق، المكون من الهيدروجين والهيليوم – توجد طبقات من المواد التي، مثل الزيت والماء، لا تختلط.
على مر السنين، اقترح علماء الكواكب أن عمالقة الجليد تحتوي على أمطار من الماس داخلها. تشير النظرية الجديدة إلى أنه بدلاً من ذلك، يوجد محيط عميق من الماء تحت طبقات من السحب في الغلاف الجوي الهيدروجيني-هيليومي. وتذهب النظرية إلى أنه تحت الماء، توجد طبقة من الهيدروكربونات – سائل مضغوط للغاية من الكربون والنيتروجين والهيدروجين. الطبقات سمكها حوالي 5000 ميل (8000 كيلومتر).
قليل من الاختلاط
وفقًا لمحاكاة الكمبيوتر، فإن الطبقتين موجودتان بشكل منفصل لأن درجات الحرارة والضغوط في داخل الكواكب تضغط على الهيدروجين وتخرجه من الميثان والأمونيا. وهذا يعني أن هناك القليل من اختلاط الجسيمات في طبقة سميكة من أعماق الكوكب، كما هو الحال على الأرض، لذا لا يوجد مجال مغناطيسي ثنائي القطب عالمي. يتم إنشاء مجال ثنائي القطب للأرض بواسطة نواة الحديد السائلة الخارجية.
إنها نظرية حاسمة لأنها قد تفسر لماذا تحتوي عمالقة الجليد على مجالات مغناطيسية غير منظمة ومختلفة تمامًا عن تلك الموجودة على الأرض. هذه نتيجة رئيسية من مهمة مركبة الفضاء فويجر 2 التابعة لناسا عندما قامت بمرور قريب من أورانوس ونبتون في عامي 1986 و1989، على التوالي. لم تقم أي مركبة فضائية بزيارة المنطقة منذ ذلك الحين.
تعلم الآلة
“لدينا الآن، أود أن أقول، نظرية جيدة تفسر لماذا يمتلك أورانوس ونبتون مجالات مختلفة، وهي مختلفة تمامًا عن الأرض، والمشتري وزحل،” قال بوركهارد ميليتر، أستاذ علوم الأرض والكواكب في جامعة كاليفورنيا، بيركلي. “لم نكن نعرف هذا من قبل. إنه مثل الزيت والماء، إلا أن الزيت يغرق إلى الأسفل لأن الهيدروجين يُفقد.”
طور ميليتر النظرية الجديدة بفضل التقدم في تعلم الآلة الذي سمح له بتشغيل نموذج حاسوبي يحاكي سلوك 540 ذرة أثناء تسخينها وضغطها. “في يوم من الأيام، نظرت إلى النموذج، ووجدت أن الماء قد انفصل عن الكربون والنيتروجين. ما لم أستطع فعله قبل 10 سنوات كان يحدث الآن،” قال.
من المهم أن الحقول الجاذبية التي أنتجها نموذجه تطابقت مع تلك التي تم قياسها بواسطة فويجر 2 قبل ما يقرب من 40 عامًا.
مهمة ناسا؟
قد تؤكد مهمة ناسا إلى أورانوس، التي تم اقتراحها في ورقة نشرت في عام 2021، النظرية الجديدة. ستقوم المهمة الرائدة بإرسال مسبار إلى أورانوس لدراسة الكوكب. ومع ذلك، سيكون من الضروري وجود جهاز تصوير دوبلر على متن المركبة لقياس اهتزازات الكوكب، لأن الكوكب ذو الطبقات سيهتز بترددات مختلفة، وفقًا لمليتزر.
سبب آخر لزيارة ناسا لأورانوس هو استكشاف خمسة من أهم 27 قمراً له، والتي قد تكون عوالم محيطية. أظهرت دراسة نشرت في وقت سابق من هذا الشهر والتي أعادت تقييم الصور من فويجر 2 أن قمره، ميراندا، قد يحتوي على محيط تحت قشرته الجليدية. إذا كان ذلك صحيحًا، فإن ميراندا لديها القدرة على دعم الحياة إلى جانب عوالم المحيطات الأخرى في النظام الشمسي، مثل يوروبا عند المشتري وإنسيلادوس عند زحل.
<
ومع ذلك، يجب على أي مهمة إلى أورانوس مغادرة الأرض بحلول عام 2034 للاستفادة من محاذاة كوكبية نادرة تشمل نبتون وأورانوس والمشتري. ستعمل مساعدة الجاذبية من خلال “نظام المقلاع” حول المشتري على تقصير الرحلة إلى أورانوس إلى 11 عامًا فقط.
نتمنى لكم سماء صافية وعيون واسعة.