El misterio sin resolver de Urano y Neptuno

Quizás debido a las estructuras internas únicas de los planetas: Urano y Neptuno, el campo magnético sesgado. Algunos científicos sugieren que los planetas derivaron tales campos magnéticos no polares de la geometría especial de su manto de hielo con una capa convectiva delgada sobre una capa de estrato no convectivo.

Ambos planetas contienen H2O y NH3 como materiales representativos que forman los mantos de los planetas gigantes de hielo. La presencia de H2O y NH3 por encima de los iones se ha considerado una explicación de la estabilización de estas regiones no convectivas. Sin embargo, la falta de datos experimentales sobre las propiedades físicas de estas superfases impidió aclarar esta cuestión.

Nuevas experiencias por ETH Zúrich Los investigadores ahora han demostrado que el rompecabezas sigue sin resolverse.

Los extraños campos magnéticos de ambos planetas están fuertemente inclinados según los ejes de rotación del planeta y difieren mucho del centro físico del planeta. La razón de esto fue un antiguo misterio en la ciencia planetaria.

Varias teorías sugieren que la rotación en la capa convectiva, que consiste en un líquido eléctricamente conductor, puede haber causado la desviación. campo magnético.

En este estudio, los científicos utilizaron simulaciones por computadora y encontraron que el H2O y el NH3 experimentan un estado superiónico. En este caso, los iones de hidrógeno se vuelven móviles dentro de una estructura reticular que consta de oxígeno o nitrógeno.

Los científicos realizaron experimentos de alta presión y alta temperatura con amoníaco. Querían determinar la elasticidad de la sustancia superiónica.

Los científicos utilizaron una celda de yunque de diamante, que es un dispositivo de alta presión. Ponen amoníaco en un pequeño recipiente de unos 100 μm de diámetro, sujeto entre dos extremos de diamante que presionan la muestra, sometiendo el material a presiones extremadamente altas, como la que está adentro. Urano Y Neptuno.

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Usando un láser infrarrojo, los científicos calentaron el material de la muestra a más de 2000 ° C. Al mismo tiempo, utilizaron un láser verde para iluminar la muestra.

Luego estimaron el espectro de longitud de onda de la luz láser verde dispersa. Al hacer esto, los científicos han determinado la elasticidad del material y los enlaces químicos en el amoníaco.

Mientras realizaban experimentos, los científicos también descubrieron una nueva fase del amoníaco: una nueva fase (fase) de súper amoníaco. Los científicos creen que tal nueva fase podría existir en las profundidades de Urano y Neptuno.

Sin embargo, la fase muestra una elasticidad similar a la de la fase líquida; Por lo tanto, no será lo suficientemente viscoso como para contribuir a la formación de la capa no convectiva.

Referencia de la revista:
  1. Tomoaki Kimura y col. Respuesta elástica similar a un fluido al NH3 superionizado en Urano y Neptuno. DOI: 10.1073 / Banas.2021810118

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