- 當(dāng)前位置：首頁 > 探索 > 新研究表明，天王星和海王星并不是由我們想象的組成的
游客發(fā)表
在這張詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的照片中，天王星在其明亮的明天光環(huán)外殼內(nèi)發(fā)光。（圖片來源：uux.cn/NASA、王星王星ESA、和海CSA、由們STScI）
（神秘的新研想象地球uux.cn）據(jù)美國生活科學(xué)網(wǎng)站（Deepa Jain）：天文學(xué)家長期以來一直認(rèn)為冰巨星天王星和海王星富含冷凍水。然而，究表一項(xiàng)新的明天研究表明，它們可能也有成噸的王星王星甲烷冰。
這些發(fā)現(xiàn)可能有助于解開這些冰世界是和海如何形成的謎題。
天王星和海王星的由們許多情況仍然未知。這些巨大的新研想象冰世界只有一個(gè)航天器訪客，旅行者2號(hào)，究表它在20世紀(jì)80年代從它們身邊飛過。明天因此，科學(xué)家們對這些冰巨星的成分只有一個(gè)模糊的概念——例如，它們含有大量的氧、碳和氫。
為了進(jìn)一步了解天王星和海王星是由什么組成的，天文學(xué)家設(shè)計(jì)了與旅行者2號(hào)和地球望遠(yuǎn)鏡測量到的物理性質(zhì)相匹配的模型。許多模型假設(shè)這些行星有一個(gè)薄的氫和氦包層；壓縮的超離子水和氨的下層；和一個(gè)中心巖石核心。（水是它們被貼上“冰巨人”標(biāo)簽的原因。）一些估計(jì)表明，天王星和海王星的水量可能是地球海洋的50000倍。
但這項(xiàng)新研究的作者表示，這些模型忽略了冰巨星的形成方式。當(dāng)天王星和海王星從年輕太陽周圍的塵埃云中結(jié)合時(shí)，它們吞噬或吸積了被稱為星子的物體。該團(tuán)隊(duì)表示，這些星子類似于現(xiàn)在的彗星，如67P/Churyumov Gerasimenko，它們起源于柯伊伯帶，這是海王星軌道外結(jié)冰天體的環(huán)形區(qū)域。
天王星可能充滿了糊狀的甲烷，但只有軌道飛行器任務(wù)才能證實(shí)這一點(diǎn)。（圖片來源：uux.cn/美國國家航空航天局）
然而，與所謂的富含水的冰巨星不同，這些類似星子的物體中有很大一部分富含碳。那么，該研究的主要作者、以色列理工學(xué)院的行星科學(xué)家Uri Malamud說：“怎么可能用貧冰的積木形成一個(gè)冰巨人呢？”。
為了解決這個(gè)明顯的悖論，馬拉穆德和他的合著者建造了數(shù)十萬個(gè)天王星和海王星內(nèi)部的模型。他們使用的算法“開始為行星表面匹配合適的成分，然后逐漸深入行星的中心點(diǎn)。”他們考慮了幾種化學(xué)物質(zhì)，包括鐵、水和天然氣的主要成分甲烷。然后，他們試圖確定哪個(gè)模型在半徑和質(zhì)量等特征上最像實(shí)際的冰巨星。
在他們建立的各種模型中，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)那些含有甲烷的模型符合他們的標(biāo)準(zhǔn)，甲烷要么呈固體塊狀，要么在一定壓力下呈糊狀，在氫氦包層和水層之間形成一層厚厚的層。在一些模型中，甲烷占地球質(zhì)量的10%。
該團(tuán)隊(duì)于3月將尚未經(jīng)過同行評(píng)審的結(jié)果發(fā)布到預(yù)印本服務(wù)器arXiv上。
這種甲烷是解決冰悖論的關(guān)鍵。研究人員說，當(dāng)生長中的行星中的氫與行星吸積的星子中的碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，可能會(huì)形成冰。這種反應(yīng)發(fā)生在高溫和超高壓下——是我們在地球上經(jīng)歷的氣壓的數(shù)百萬倍。這些正是科學(xué)家們認(rèn)為在發(fā)展中的行星中存在的確切條件。
馬拉穆德說，這些發(fā)現(xiàn)可以為這些鮮為人知的行星提供更深入的了解，盡管驗(yàn)證它們是否真的富含甲烷將是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。這將是美國國家航空航天局和其他航天機(jī)構(gòu)提出的幾項(xiàng)旨在探索天王星的任務(wù)之一的目標(biāo)。
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