پدیده باران الماسی در اورانوس و نپتون | توپ‌های ملال‌آور چندان هم حوصله سر بر نیستند!

به گزارش همشهری آنلاین و به نقل از وب‌سایت اسپیس، در نگاه اول، اورانوس و نپتون فقط توپ‌های ملال‌آوری متشکل از مولکول‌های غیرجالب هستند، اما با نگاه به زیر لایه‌های آن دنیاها، ممکن است چیزی تماشایی وجود داشته باشد: «باران دائمی الماس.»

غول‌های گازی منظومه شمسی یعنی مشتری و زحل، تقریبا به طور کامل از گازهای هیدروژن و هلیوم ساخته شده‌اند. این سیارات عظیم از طریق تجمع سریع این عناصر است که توانسته‌اند به اندازه فعلی خود متورم شوند.

در مقابل، اورانوس و نپتون بیشتر از آب، آمونیاک و متان ساخته شده‌اند. اخترشناسان معمولا این مولکول‌ها را «یخ» می‌نامند، اما واقعا دلیل خوبی برای آن وجود ندارد، به جز اینکه وقتی سیارات برای اولین بار شکل گرفتند، آن عناصر احتمالا به شکل جامد بوده‌اند.

در اعماق ابرهای سبز یا آبی اورانوس و نپتون، مقدار زیادی آب، آمونیاک و متان وجود دارد. اما این غول‌های یخی احتمالا هسته‌های سنگی دارند که توسط عناصری احاطه شده‌اند که به احتمال بسیار به حالت‌های کوانتومی عجیب و غریب فشرده شده‌اند. در برخی مواقع، آن عجیب و غریب کوانتومی به یک «سوپ» با فشار فوق‌العاده تبدیل می‌شود که به طور کلی هر چه به سطح نزدیک‌تر می‌شوید، رقیق می‌شود.

اما راستش را بخواهید، ما چیز زیادی در مورد فضای داخلی این غول‌های یخی نمی‌دانیم. آخرین باری که ما داده‌های نزدیک از آن دو جهان را به دست آوردیم، سه دهه پیش بود، زمانی که وویجر۲ در ماموریت تاریخی خود غوغایی به‌پا کرد.

از آن زمان، مشتری و زحل میزبان چندین کاوشگر در مدار بوده‌اند، با این حال دیدگاه‌های ما از اورانوس و نپتون به رصدهای تلسکوپی محدود شده است.

اخترشناسان و دانشمندان سیاره‌شناس در تلاش برای درک آنچه درون آن سیارات وجود دارد، باید آن داده‌های ناچیز را بگیرند و آنها را با آزمایش‌های ترکیب کنند که در تلاش هستند شرایط درونی آن سیارات را تکرار کنند.

به‌علاوه، آنها از ریاضیات قدیمی خوب استفاده می‌کنند و مدل‌سازی ریاضی به اخترشناسان کمک می‌کند تا بر اساس داده‌های محدود بفهمند در یک موقعیت معین چه اتفاقی می‌افتد و از طریق آن ترکیبی از مدل‌سازی ریاضی و آزمایش‌های انجام‌شده در آزمایشگاه است که متوجه شدیم اورانوس و نپتون ممکن است به اصطلاح باران الماسی داشته باشند.

ایده باران الماس برای اولین بار قبل از ماموریت وویجر۲ که در سال ۱۹۷۷ صورت گرفت، مطرح شد. استدلال بسیار ساده بود: ما می‌دانیم که اورانوس و نپتون از چه چیزی ساخته شده‌اند و می‌دانیم که هر چه به عمق سیاره‌ای بروید، مواد داغ‌تر و متراکم‌تر می‌شوند. مدل‌سازی ریاضی به پر کردن جزئیات کمک می‌کند؛ مانند اینکه درونی‌ترین مناطق پوشش این سیارات احتمالا دمایی در حدود ۷۰۰۰ کلوین (۶۷۲۷ درجه سانتی‌گراد) داشته و فشاری ۶ میلیون برابر جو زمین دارند.

همین مدل‌ها به ما می‌گویند که بیرونی‌ترین لایه‌های سیاره تا حدودی خنک‌تر هستند؛ حدود ۲۰۰۰ کلوین (۱۷۲۷ درجه سانتی‌گراد) و فشار کمی کمتر دارند و بنابراین، طبیعی است که بپرسیم: چه اتفاقی برای آب، آمونیاک و متان در آن نوع دما و فشار رخ می‌دهد؛ به ویژه با متان.

فشارهای شدید می‌تواند مولکول را از هم جدا و کربن را آزاد کند. سپس کربن برادران خود را پیدا می‌کند و زنجیره‌های بلندی را تشکیل می‌دهد. پس از آن، زنجیره‌های بلند به‌هم فشرده می‌شوند تا الگوهای کریستالی مانند الماس را تشکیل دهند. سپس تشکیلات الماس متراکم در لایه‌های پوشش سیاره می‌ریزند تا زمانی که خیلی داغ شود، جایی که تبخیر شده و به سمت بالا شناور می‌شوند و چرخه را تکرار می‌کنند. از این رو اصطلاح «باران الماس» به آن اطلاق می‌شود.