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Friday, April 23, 2021

दो अजीब ग्रह: नेप्च्यून और यूरेनस नए निष्कर्षों के बाद रहस्यमय बने हुए हैं

दो अजीब ग्रह

नेपच्यून और यूरेनस हमारे सौरमंडल के सबसे बाहरी दो ग्रह हैं और दो गैस दिग्गज हैं। साभार: NASA

यूरेनस और नेपच्यून दोनों में पूरी तरह से तिरछे चुंबकीय क्षेत्र हैं, शायद ग्रहों की विशेष आंतरिक संरचनाओं के कारण। लेकिन ईटीएच ज्यूरिख के शोधकर्ताओं द्वारा किए गए नए प्रयोग अब दिखाते हैं कि रहस्य अनसुलझा है।


दो बड़े गैस ग्रह यूरेनस और नेपच्यून में अजीब चुंबकीय क्षेत्र हैं। ये प्रत्येक ग्रह के घूर्णन कुल्हाड़ियों के सापेक्ष दृढ़ता से झुके हुए हैं और ग्रह के भौतिक केंद्र से महत्वपूर्ण रूप से ऑफसेट हैं। इसका कारण ग्रह विज्ञानों में एक लंबे समय तक रहस्य रहा है। विभिन्न सिद्धांतों का मानना ​​है कि इस विचित्र घटना के लिए इन ग्रहों की एक अनूठी आंतरिक संरचना जिम्मेदार हो सकती है। इन सिद्धांतों के अनुसार, तिरछी चुंबकीय क्षेत्र एक संवहन परत में परिसंचरण के कारण होता है, जिसमें एक विद्युत प्रवाहकीय द्रव होता है। बदले में यह संवहन परत एक कड़ाई से स्तरित, गैर-संवहन परत घेरती है जिसमें इसकी उच्च चिपचिपाहट के कारण सामग्री का कोई संचलन नहीं होता है और इस प्रकार चुंबकीय क्षेत्र में कोई योगदान नहीं होता है।

असाधारण राज्य

कंप्यूटर सिमुलेशन से पता चलता है कि पानी और अमोनिया, यूरेनस और नेपच्यून के मुख्य घटक, बहुत ही उच्च दबाव और तापमान पर एक असामान्य स्थिति में प्रवेश करते हैं: एक “सुपरियनिक स्टेट”, जिसमें एक ठोस और तरल दोनों के गुण हैं। इस अवस्था में हाइड्रोजन आयन ऑक्सीजन या नाइट्रोजन द्वारा निर्मित जाली संरचना के भीतर मोबाइल बन जाते हैं।

दो अजीब ग्रह

पृथ्वी, यूरेनस और नेपच्यून के चुंबकीय क्षेत्र स्पष्ट रूप से भिन्न हैं। साभार: ETH ज्यूरिख / टी। किमुरा

हाल के प्रायोगिक अध्ययनों से इस बात की पुष्टि होती है कि सुपरियोनिक जल गहराई में मौजूद हो सकता है, जहां सिद्धांत के अनुसार, स्थिर स्तर पर स्थित क्षेत्र है। इसलिए यह हो सकता है कि स्तरीकृत परत सुपरियनिक घटकों द्वारा बनाई गई हो। हालांकि, यह स्पष्ट नहीं है कि क्या घटक वास्तव में संवहन को दबाने में सक्षम हैं, क्योंकि सुपरोनिक राज्य के भौतिक गुणों का पता नहीं है।

सबसे छोटी जगह में उच्च दबाव

ईटीएच ज्यूरिख में पृथ्वी विज्ञान विभाग से टॉमोकी किमुरा और मोटोहिको मुराकामी अब जवाब खोजने के करीब एक कदम हैं। दो शोधकर्ताओं ने अपनी प्रयोगशाला में अमोनिया के साथ उच्च दबाव और उच्च तापमान के प्रयोगों का आयोजन किया है। प्रयोगों का उद्देश्य सुपरियोनिक सामग्री की लोच को निर्धारित करना था। लोच सबसे महत्वपूर्ण भौतिक गुणों में से एक है जो ग्रहों के मेंटल में थर्मल संवहन को प्रभावित करता है। यह उल्लेखनीय है कि उनके ठोस और तरल राज्यों में सामग्री की लोच पूरी तरह से अलग है।

दो अजीब ग्रह

यह पिछले सिद्धांतों के अनुसार दो गैस ग्रहों की आंतरिक संरचना की तरह लग सकता है। साभार: ETH ज्यूरिख / टी। किमुरा

उनकी जांच के लिए, शोधकर्ताओं ने एक उच्च दबाव तंत्र का इस्तेमाल किया जिसे डायमंड एविल सेल कहा जाता है। इस उपकरण में, अमोनिया को लगभग 100 माइक्रोमीटर के व्यास के साथ एक छोटे कंटेनर में रखा जाता है, जिसे बाद में नमूना को संकुचित करने वाले दो हीरे की युक्तियों के बीच जकड़ दिया जाता है। यह सामग्री को अत्यधिक उच्च दबावों के अधीन करना संभव बनाता है, जैसे कि यूरेनस और नेपच्यून के अंदर पाए जाने वाले।

एक अवरक्त लेजर के साथ नमूना को फिर 2,000 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है। इसी समय, एक हरे रंग की लेजर बीम नमूना को रोशन करती है। बिखरे हुए हरे लेजर प्रकाश के तरंग स्पेक्ट्रम को मापकर, शोधकर्ता अमोनिया में सामग्री की लोच और रासायनिक संबंध को निर्धारित कर सकते हैं। विभिन्न दबावों और तापमान पर तरंग स्पेक्ट्रम में बदलाव का उपयोग विभिन्न गहराई पर अमोनिया की लोच को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है।

दो अजीब ग्रह

डायमंड एविल सेल का योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व। रासायनिक संरचना को रमन स्पेक्ट्रम और नमूना सामग्री की लोच के साथ ब्रिल्लिन बिखरने के साथ निर्धारित किया जा सकता है। साभार: ETH ज्यूरिख / टी। किमुरा

एक नए चरण की खोज की

अपने माप में, किमुरा और मुराकामी ने एक नए सुपरियनिक अमोनिया चरण () चरण) की खोज की है जो तरल चरण के समान एक लोच प्रदर्शित करता है। यह नया चरण यूरेनस और नेपच्यून के गहरे इंटीरियर में स्थिर हो सकता है और इसलिए वहां होता है। हालांकि, सुपरियोनिक अमोनिया एक तरल की तरह व्यवहार करता है और इस तरह गैर-संवहन परत के गठन में योगदान करने के लिए पर्याप्त चिपचिपा नहीं होगा।

यूरेनस और नेप्च्यून के अंदर सुपरियन के पानी के गुणों का सवाल यह है कि नए परिणामों के प्रकाश में सभी अधिक जरूरी हैं। अभी भी, दो ग्रहों के अनियमित चुंबकीय क्षेत्र के रहस्य अभी भी अनसुलझा क्यों है।


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अधिक जानकारी:
टोमोकी किमुरा एट अल। यूरेनस और नेप्च्यून में सुपरियोनिक एनएच 3 की तरल जैसी लोचदार प्रतिक्रिया, राष्ट्रीय विज्ञान अकादमी की कार्यवाही (२०२१) है। DOI: 10.1073 / pars.2021810118

उद्धरण: दो अजीब ग्रह: नेप्च्यून और यूरेनस नए निष्कर्षों (2021, 31 मार्च) के बाद रहस्यमय बने हुए हैं। 2 अप्रैल 2021 से https://phys.org/news/2021-03-strange-planets-neptune-uranus-mysterious.html

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