کشف دلیل میدان مغناطیسی عجیب اورانوس و نپتون پس از ۴ دهه تحقیق

دانشمندان پس از چهار دهه تلاش، سرانجام موفق شدند با بهره‌گیری از شبیه‌سازی‌های پیشرفته کامپیوتری و تحلیل داده‌های تاریخی فضاپیمای وویجر ۲، به پاسخ سوال بزرگ درباره میدان مغناطیسی عجیب اورانوس و نپتون دست یابند.

ناهمگونی میدان مغناطیسی در سیارات یخی

برخلاف زمین که دارای یک میدان مغناطیسی پایدار و دوقطبی است، اورانوس و نپتون با ناهنجاری‌های شدیدی روبرو هستند. داده‌های موجود نشان می‌دهد که میدان مغناطیسی اورانوس با زاویه ۵۹ درجه نسبت به محور چرخش خود کج شده است، در حالی که نپتون نیز با انحراف ۴۷ درجه، وضعیتی مشابه و نامنظم دارد.

سال‌ها این تصور وجود داشت که شاید برخورد یک جرم آسمانی بزرگ با اورانوس عامل این کجی باشد؛ اما از آنجایی که نپتون نیز بدون تجربه چنین برخوردی، میدان مغناطیسی غیرعادی دارد، محققان به دنبال علت‌های درونی بودند.

راز اثر دینامو و رسانایی الکتریکی در اعماق

تحقیقات جدید نشان می‌دهد که منشأ این پدیده به نحوه حرکت سیالات در درون این سیارات بازمی‌گردد. در حالی که در زمین آهن مذاب عامل تولید میدان مغناطیسی است، در این غول‌های یخی شرایط متفاوت است:

• ترکیب مواد: وجود مقادیر زیادی آمونیاک، متان، هیدروژن و آب در اطراف هسته سنگی.
• فشار و دما: شرایط خردکننده در اعماق که باعث تجزیه مولکول‌های آب به یون‌ها می‌شود.
• رسانایی متغیر: افزایش تدریجی رسانایی الکتریکی مواد با افزایش عمق و فشار.

چی یان، پژوهشگر دانشگاه تگزاس، تأکید می‌کند که مدل‌های کامپیوتری نشان می‌دهند چگونه ترکیب این مواد و حرکت همرفتی آن‌ها، ساختار نامنظم میدان مغناطیسی اورانوس و نپتون را شکل می‌دهد.

آینده کاوش‌ها و پایش شفق‌های قطبی

یکی از یافته‌های تکان‌دهنده این مطالعه، پتانسیل تغییرات سریع در این سیارات است. برخلاف زمین که انحراف مغناطیسی آن بسیار کند تغییر می‌کند، در سیارات یخی ممکن است شاهد تغییرات ده‌ها درجه‌ای در عرض تنها چند دهه باشیم.

دانشمندان امیدوارند با بررسی دقیق شفق‌های قطبی توسط تلسکوپ جیمز وب، بتوانند وضعیت فعلی میدان مغناطیسی اورانوس و نپتون را با داده‌های دهه ۱۹۸۰ مقایسه کرده و تصویر دقیق‌تری از تکامل این سیارات به دست آورند.

در نهایت، این کشف علمی نه تنها معمای قدیمی فضاپیمای وویجر ۲ را حل می‌کند، بلکه مسیر جدیدی را برای درک دینامیک سیارات یخی و ساختار درونی آن‌ها در منظومه شمسی می‌گشاید.