نتائج جديدة تشير إلى أن أورانوس ونبتون ليسا كما يبدو عليهما

يتم تجميع النظام الشمسي عادةً إلى ثلاثة أنواع رئيسية من الكواكب بناءً على مكوناتها: العوالم الأرضية الصخرية الأربعة (عطارد، فينوس، الأرض، و المريخ) ، العملاقان الغازيان الضخمان (كوكب المشتري و زحل)، وزوج من عمالقة الجليد (أورانوس و نبتون).

يشير بحث جديد أجراه فريق علمي في جامعة زيوريخ (UZH) إلى أن أورانوس ونبتون قد لا يتناسبان تمامًا مع هذه الفئة النهائية. تشير النتائج التي توصلوا إليها إلى أن كلا الكوكبين يمكن أن يحتويا على صخور أكثر بكثير مما كان مفترضًا سابقًا. ولا تجادل الدراسة بأن العالمين يجب أن يكونا غنيين بالمياه أو غنيين بالصخور؛ وبدلا من ذلك، فإنه يتحدى الاعتقاد السائد منذ فترة طويلة بأن التركيبة الثقيلة للجليد هي التفسير الوحيد القابل للتطبيق. ويدعم هذا المنظور أيضًا اكتشاف الكوكب القزم بلوتو مصنوع في المقام الأول من الصخور.

نهج جديد لنمذجة التصميمات الداخلية للكوكب

وللتحقق من هذه الاحتمالات، طور الباحثون طريقة متخصصة لمحاكاة الهياكل الداخلية لأورانوس ونبتون. يقول لوكا مورف، طالب الدكتوراه في جامعة زيورخ والمؤلف الرئيسي لهذا العمل: “إن تصنيف العملاق الجليدي مبالغ فيه، حيث لا يزال أورانوس ونبتون غير مفهومين بشكل جيد”. “كانت النماذج المستندة إلى الفيزياء ثقيلة للغاية في الافتراضات، في حين أن النماذج التجريبية تبسيطية للغاية. لقد قمنا بدمج كلا النهجين للحصول على نماذج داخلية “لاأدرية” أو غير متحيزة ومع ذلك، فهي متسقة جسديًا “.

تبدأ عمليتهم بملف تعريف الكثافة الذي تم إنشاؤه عشوائيًا لكل كوكب. ثم يقومون بحساب حقل الجاذبية الذي يطابق بيانات الرصد ويستخدمونه لاستنتاج ما قد تحتويه الكواكب. يتم تكرار الخطوات عدة مرات لتحديد الإصدارات التي تتوافق بشكل أفضل مع القياسات المتاحة.

مجموعة أوسع من الاحتمالات الكوكبية

وباستخدام إطار النمذجة غير المتحيز هذا، وجد فريق جامعة زيورخ أن البنية الداخلية لما يسمى بالعمالقة الجليدية في النظام الشمسي لا يجب أن يهيمن عليها الجليد (عادة ما يمثله الماء).

“هذا شيء اقترحناه لأول مرة منذ ما يقرب من 15 عاما، والآن لدينا الإطار العددي لإثبات ذلك”، يكشف رافيت هيلد، الأستاذ في جامعة زيورخ، وبادئ المشروع. تشير نتائجهم إلى أن أورانوس أو نبتون يمكن أن يكونا غنيين بالمياه أو غنيين بالصخور اعتمادًا على النماذج التي تتوافق مع الملاحظات.

أدلة جديدة حول المجالات المغناطيسية المحيرة

كما يلقي البحث الضوء على المجالات المغناطيسية المعقدة لكلا الكوكبين. على عكس الأرض، التي لديها قطبين مغناطيسيين واضحين، فإن أورانوس ونبتون لهما حقول ذات أقطاب متعددة وهندسة غير عادية. يشرح هيلد أن “نماذجنا تحتوي على ما يسمى بطبقات “الماء الأيوني” التي تولد دينامو مغناطيسي في مواقع تفسر المجالات المغناطيسية غير ثنائية القطب المرصودة. ووجدنا أيضًا أن المجال المغناطيسي لأورانوس ينشأ على عمق أعمق من مجال نبتون”. توفر هذه الأفكار سياقًا جديدًا لبعض أكثر الميزات المحيرة لعمالقة الجليد.

لماذا تعتبر المهمات المستقبلية ضرورية

وحتى مع هذا التقدم، لا تزال هناك شكوك. يقول مورف، الذي يهدف إلى تحسين النماذج بشكل أكبر: “إحدى القضايا الرئيسية هي أن الفيزيائيين ما زالوا بالكاد يفهمون كيف تتصرف المواد في ظل الظروف الغريبة للضغط ودرجة الحرارة الموجودة في قلب الكوكب، وهذا يمكن أن يؤثر على نتائجنا”.

وعلى الرغم من هذه التحديات، يقدم العمل سيناريوهات جديدة واعدة للديكورات الداخلية لأورانوس ونبتون، ويشجع على إعادة تقييم الافتراضات القديمة. وقد يساعد أيضًا في توجيه الأبحاث المستقبلية حول كيفية تصرف المواد في ظل الظروف الكوكبية القاسية. يستنتج رافيت هيلد: “يمكن أن يكون كل من أورانوس ونبتون عملاقين صخريين أو عمالقة جليدية اعتمادًا على افتراضات النموذج. البيانات الحالية غير كافية حاليًا للتمييز بين الاثنين، وبالتالي نحتاج إلى بعثات مخصصة إلى أورانوس ونبتون يمكنها الكشف عن طبيعتهما الحقيقية”.

مرجع: “جليدية أم صخرية؟ حملية أم مستقرة؟ – نماذج داخلية جديدة لأورانوس ونبتون” بقلم لوكا مورف ورافيت هيلد، 10 ديسمبر 2025، علم الفلك والفيزياء الفلكية.
دوى: 10.1051/0004-6361/202556911

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.