在新发现后,海王星和天王星仍然是神秘的

2021-04-04 09:29:29

天王星和海王星都有一个完全偏斜的磁场,也许是由于行星'特殊内部结构。但Eth苏黎世研究人员的新实验表明,谜团仍未解决过。两个大型天然气行星天王星和海王星有奇怪的磁场。这些各自相对于行星' S旋转轴强烈倾斜,并且从行星的物理中心显着偏移。这个原因是行星科学的长期神秘。各种理论假设这些行星的独特内部结构可能对这种奇异现象负责。根据这些理论,偏斜磁场是由对流层中的循环引起的,这包括导电流体。该对流层又围绕着稳定的非对流层,其中由于其高粘度而没有材料循环,因此对磁场没有贡献。

计算机模拟表明,水和氨是天王星和海王星的主要成分,在非常高的压力和温度下进入一个不寻常的状态:A"超级州,"其具有固体和液体的性质。在这种状态下,通过氧气或氮气形成的晶格结构内的变动。

最近的实验研究证实,通过理论,稳定分层区域的深度可以存在超级水。因此,它可以是分层层由上表面组分形成。然而,目前尚不清楚组件是否实际上能够抑制对流,因为上限状态的物理特性是未知的。

Eth苏黎世地球科学系的Tomoaki Kimura和Motohiko Murakami现在更接近找到答案的一步。这两位研究人员在其实验室中对氨进行了高压和高温实验。实验的目的是确定上表面材料。弹性是影响行星地幔中热对流的最重要的物理性质之一。显着的是,其固体和液态的材料的弹性是完全不同的。

对于他们的调查,研究人员使用称为金刚石砧座的装置。在该装置中,将氨置于直径为约100微米的小容器中,然后在压缩样品的两个金刚石尖端之间夹紧。这使得可以将物质受到极高的压力,例如在天王星和海王星内发现的压力。

然后用红外激光加热样品到超过2,000摄氏度。同时,绿色激光束照亮样品。通过测量散射绿色激光光的波谱,研究人员可以确定材料的弹性和氨中的化学键合。在不同压力和温度下的波谱中的变化可用于确定不同深度的氨的弹性。

在测量中,Kimura和Murakami已经发现了一种新的外层氨相(γ相),其具有与液相类似的弹性。这种新阶段可以在天王星和海王星的深层内部稳定,因此发生在那里。然而,表面的表现类似物,因此它不会有助于形成非对流层的形成。

鉴于新结果,外部水域内部的属性的问题是鉴于新的结果。 甚至现在,两个行星为什么有这样的不规则的神秘仍然是未解决的。 更多信息:Tomoaki Kimura等。 天王星和海王星的超级乳房NH3的流体样弹性响应,国家科学院的诉讼程序(2021年)。 DOI:10.1073 / PNAS.2021810118