لغز في أعماق أورانوس يتحدى قوانين الفيزياء

يعكف العلماء على دراسة اكتشاف محير لحالة غريبة من المادة تختبئ في أعماق الجليد المتجمدة بكوكب أورانوس.

فقد رصد العلماء الذين يفحصون باطن الكوكبين الجليديين علامات على وجود مادة شاذة تتحدى كل القواعد الفيزيائية المعروفة على الأرض.

إقرأ المزيد

من القمر إلى الأرض.. خيوط جديدة لفهم نشأة الحياة

ويتعلق اللغز بمركب كيميائي يعرف باسم "هيدريد الكربون"، الذي بدأ تحت تأثير الضغط الهائل في أعماق الفضاء يتصرف بطريقة غير مألوفة، حيث تحول إلى خليط غريب يجمع بين خصائص المواد الصلبة والسائلة في آن واحد.

وتشير الدراسة الرائدة التي نشرت في مجلة Nature Communications إلى أن المناطق الداخلية لهذه العوالم البعيدة أكثر فوضوية وتعقيدا مما كان العلماء يتصورون على الإطلاق.

وركز الباحثان كونغ ليو ورونالد كوهين جهودهما على ما يعرف باسم "الثلوج الساخنة"، وهي طبقات مدفونة تحت كميات هائلة من غازي الهيدروجين والهيليوم، حيث تصل درجات الحرارة هناك إلى مستويات خيالية تتراوح بين 4000 و6000 كلفن (أي ما يعادل 3727 إلى 5727 درجة مئوية)، بينما يرتفع الضغط إلى أرقام لا يمكن تخيلها تتراوح بين 500 و3000 غيغاباسكال، أي ما يعادل ملايين الأضعاف من الضغط الجوي على سطح الأرض. وتحت هذه الظروف القاسية، تصبح الكيمياء التقليدية التي نعرفها عديمة الجدوى تماما.

إقرأ المزيد

مذنّب نادر سيكون مرئيا لأول مرة منذ 170 ألف عام.. كيف تمكن مشاهدته؟

وباستخدام محاكاة كمومية متطورة وتقنيات الذكاء الاصطناعي، اكتشف الفريق أن مركب هيدريد الكربون يشكل هيكلا سداسيا صلبا ومنتظما، لكن المفاجأة كانت في داخل هذا الهيكل، حيث تقوم ذرات الهيدروجين بحركات غريبة وغير متوقعة. فبدلا من التحرك بشكل عشوائي في جميع الاتجاهات، تتبع هذه الذرات مسارات حلزونية دقيقة تشبه اللولب عبر ذرات الكربون المستقرة.

وقال الدكتور رونالد كوهين في تعليقه على هذا الاكتشاف: "هذه الحالة الجديدة التي تنبأنا بها للكربون والهيدروجين مثيرة بشكل خاص لأن الحركة الذرية ليست ثلاثية الأبعاد بالكامل. فبدلا من ذلك، يتحرك الهيدروجين بشكل تفضيلي على طول مسارات حلزونية محددة جيدا ومضمنة داخل هيكل كربوني منتظم".

ويرى الباحثون أن هذه الحالة "شبه الأيونية" قد تقدم أخيرا تفسيرا مقنعا للسبب وراء امتلاك كوكبي أورانوس ونبتون لحقول مغناطيسية غير منتظمة وشاذة. فبينما تمتلك الأرض حقلا مغناطيسيا مركزيا ومستقرا نسبيا، فإن حقلي أورانوس ونبتون المغناطيسيين مائلان ولا يقعان في مركز الكوكب. وبما أن هذه الذرات الحلزونية تغير طريقة تدفق الحرارة والكهرباء عبر قلب الكوكب، فمن المرجح أنها المحرك السري وغير المرئي وراء هذه الظواهر الكونية الغريبة.

وأضاف الباحث كونغ ليو قائلا: "الكربون والهيدروجين من بين العناصر الأكثر وفرة في المواد الكوكبية، ومع ذلك فإن سلوكهما المشترك في ظروف الكواكب العملاقة ما يزال بعيدا جدا عن الفهم الكامل، وهذا الاكتشاف يفتح الباب أمام مزيد من التساؤلات والدراسات المستقبلية".

المصدر: ديلي ستار