யுரேனஸ் மற்றும் நெப்டியூனின் உள்ளே புதிய சூப்பர்ஐயானிக் நிலை இருக்கலாம்

பனிப் பெருங்கோள்களின் கீழ் பொருளை ஒத்திப்பார்த்தல்

யுரேனஸ் மற்றும் நெப்டியூனின் ஆழத்தில், பொருள் திண்மம், திரவம் அல்லது வாயு என்ற பரிச்சயமான வகைகளில் பொருந்தாத விதங்களில் நடந்து கொள்ளலாம். கார்னெகி விஞ்ஞானிகள் Cong Liu மற்றும் Ronald Cohen மேற்கொண்ட புதிய கணினி ஒத்திப்பார்வைகள், பனிப் பெருங்கோள் கிரகங்களின் உள்ளே இருப்பதாக கருதப்படும் மிகுந்த அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலைகளில் கார்பன் ஹைட்ரைடு ஒரு அசாதாரண அரை-ஒரு பரிமாண சூப்பர்ஐயானிக் நிலையை உருவாக்கக்கூடும் எனக் கூறுகின்றன.

Science Daily-இன் தகவல்படி Nature Communications-ல் வெளியான இந்த ஆய்வு, யுரேனஸ் மற்றும் நெப்டியூனின் காணக்கூடிய வளிமண்டலங்களுக்குக் கீழே உள்ள சூழ்நிலைகளில் கவனம் செலுத்துகிறது. இவ்விரு கோள்களும் பெரும்பாலும் பனிப் பெருங்கோள்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, ஆனால் அந்த பெயர் தவறாக வழிநடத்தலாம். அவற்றின் உட்பகுதிகள் வெறுமனே உறைந்த களஞ்சியங்கள் அல்ல. அவை உயர் அழுத்த சூழல்கள்; இதில் சாதாரண சேர்மங்கள் விசித்திர வடிவங்களை எடுக்கலாம்.

சூப்பர்ஐயானிக் என்றால் என்ன

ஒரு சூப்பர்ஐயானிக் பொருளில், கட்டமைப்பின் ஒரு பகுதி திண்மம் போல நடந்து கொள்ளும்; மற்றொரு பகுதி திரவம் போல. வழங்கப்பட்ட மூலத்தின்படி, முன்கணிக்கப்பட்ட ஒரு கட்டத்தில் ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் உறைந்த கார்பன் கட்டமைப்பின் வழியே சுழன்று செல்லும். இந்த கலப்பு நடத்தை, யுரேனஸ், நெப்டியூன் மற்றும் இதுபோன்ற கோள்களின் உள்ளே வெப்பமும் மின்சாரமும் எவ்வாறு நகர்கின்றன என்பதைப் பாதிக்கலாம்.

அரை-ஒரு பரிமாணம் என்ற சொற்றொடர் ஒத்திப்பார்வையில் காணப்பட்ட நகர்வு முறையைக் குறிக்கிறது. எல்லாத் திசைகளிலும் சுதந்திரமாக நகர்வதற்குப் பதிலாக, ஹைட்ரஜனின் நடத்தை கார்பன் கட்டமைப்புக்குள் சுருள் பாதைகளில் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. அத்தகைய உள் அமைப்பு அன்றாட வேதியியலிலிருந்து வெகு தொலைவில் உள்ளது, ஆனால் கிரகங்களின் உள்ளே ஆதிக்கம் செலுத்தும் இயற்பியல் இதுவாக இருக்கலாம்.

யுரேனஸ் மற்றும் நெப்டியூன் விளக்க கடினம் ஏன்

யுரேனஸ் மற்றும் நெப்டியூன் நீண்ட காலமாக கோள் விஞ்ஞானிகளுக்குப் புதிர்களாக உள்ளன; அதில் அசாதாரண காந்தப்புலங்கள் மற்றும் சிக்கலான உள் வெப்ப நடத்தை அடங்கும். Science Daily-யின் மூல உரையின்படி, இந்த சூப்பர்ஐயானிக் அமைப்பு இந்தத் தொலைவான உலகங்களின் உள்ளே வெப்பமும் மின்சாரமும் எவ்வாறு பாய்கின்றன என்பதைக் மீள வடிவமைக்கலாம்; இதன் மூலம் அவற்றின் மர்மமான காந்தப்புலங்களை விளக்க உதவலாம்.

கோள்களின் காந்தப்புலங்கள், கோளின் உட்பகுதியில் நகரும் மின்கடத்தும் பொருளால் உருவாகின்றன. ஆழமான பொருட்களின் கடத்துத்திறன், அச்சழுத்தம் அல்லது வெப்பப் பரிமாற்ற பண்புகள் முன் கருதுகோள்களிலிருந்து மாறினால், அந்தப் புலங்களுக்கான மாதிரிகளைத் திருத்த வேண்டியிருக்கும். எனவே, ஒரு சூப்பர்ஐயானிக் கார்பன் ஹைட்ரைடு நிலை வேதியியல் ஆர்வமாக மட்டுமே இருக்காது. அது கோள் மாதிரிகளின் அடிப்படை அமைப்பையே பாதிக்கலாம்.

வெளிக் கோள்கள் பற்றிய பரந்த சூழல்

வழங்கப்பட்ட உரையின்படி 6,000-க்கும் மேற்பட்ட வெளிக் கோள்கள் கண்டறியப்பட்டுள்ளதால், இந்தக் கண்டுபிடிப்பும் முக்கியம். அவற்றில் பல பூமியைப் போன்றவை அல்ல; சில யுரேனஸ் மற்றும் நெப்டியூனின் உள்ளே காணப்படும் சூழ்நிலைகளை ஒத்தவையாக அல்லது அதையும் மீறியவையாக இருக்கலாம். விசித்திரமான உள் நிலைகளைப் புரிந்துகொள்வது, குறைந்த அளவிலான கண்காணிப்பு தரவிலிருந்து கோளின் நிறை, ஆரம், காந்த நடத்தை மற்றும் வெப்ப வளர்ச்சியை விளக்க விஞ்ஞானிகளுக்கு உதவுகிறது.

வெளிக் கோள்களுக்காக, ஆராய்ச்சியாளர்கள் உட்புறங்களை நேரடியாக மாதிரி எடுக்க முடியாது. அவர்கள் காணப்பட்ட பண்புகளைச் சாத்தியமான அமைப்புகள் மற்றும் உள் கட்டங்களுடன் இணைக்கும் மாதிரிகளையே நம்புகிறார்கள். அழுத்தத்தின் கீழ் கார்பன், ஹைட்ரஜன், நீர், மீத்தேன், அம்மோனியா எதிர்பாராத கட்டமைப்புகளை உருவாக்கினால், எளிய அமைப்பு பெயர்களின் அடிப்படையிலான கோள் வகைப்படுத்தல்கள் முழுமை குறைவாகிவிடும்.

சூடான பனி சாதாரண பனியல்ல

யுரேனஸ் மற்றும் நெப்டியூனின் உட்பகுதிகள் சில நேரங்களில் சூடான பனிகள் என விவரிக்கப்படும் அடுக்குகளை கொண்டிருக்கலாம் என்று கருதப்படுகிறது. இவ்விடங்கள் வெளிப்புற ஹைட்ரஜன்-ஹீலியம் வளிமண்டலங்களுக்குக் கீழும், திட மையங்களின் மேலுமாக அமைந்துள்ளன. இவை நீர், மீத்தேன், அம்மோனியா போன்ற சேர்மங்களை உள்ளடக்கியிருக்கலாம் என்று விஞ்ஞானிகள் நம்புகின்றனர்; ஆனால் மிகுந்த அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலையில் இந்த மூலக்கூறுகள் அறிமுகமற்ற நிலைகளாக மாறக்கூடும்.

கார்பன் ஹைட்ரைடு ஒத்திப்பார்வை, பனிப் பெருங்கோள் உட்பகுதிகளின் உண்மையான பொருட்களைப் புரிந்துகொள்ளும் இந்தப் பரந்த தேடலுடன் இணைகிறது. அது, கோள் வேதியியலின் மையக் கூறுகளான கார்பன் மற்றும் ஹைட்ரஜன், சாதாரண உள்ளுணர்வு கணிக்காத பண்புகளைக் கொண்ட ஒரு அமைப்பாக ஒழுங்குபட முடியும் என்பதைச் சுட்டிக்காட்டுகிறது.

முதலில் ஒத்திப்பார்வை, அடுத்து ஆதாரம்

ஆதரிக்கப்பட்ட கண்டுபிடிப்பு கணினி அடிப்படையிலானது. ஆராய்ச்சியாளர்கள் அந்த நிலையைக் கணிக்க மேம்பட்ட ஒத்திப்பார்வைகளைப் பயன்படுத்தினர்; வழங்கப்பட்ட மூலத்தில் அதை உடல்முறை ஆய்வகப் பரிசோதனையில் உருவாக்கியதாகக் கூறப்படவில்லை. இந்த வேறுபாடு முக்கியமானது. ஒத்திப்பார்வைகள் கோட்பாட்டை வழிநடத்தி, சாத்தியமான கட்டங்களை அடையாளம் காண முடியும்; ஆனால் ஒப்பான அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலையில் செய்யப்படும் பரிசோதனை உறுதிப்படுத்தல் அந்த வாதத்தை வலுப்படுத்தும்.

என்றாலும், முதல்-கொள்கை ஒத்திப்பார்வைகள் மிகச் சிரமமான சூழல்களை ஆய்வு செய்யும் முக்கிய கருவியாகும். நேரடி அளவீடு இன்னும் சாத்தியமில்லாத நிலையில், அணுக்கள் எவ்வாறு அமைந்து நகரலாம் என்பதை விஞ்ஞானிகள் சோதிக்க இது உதவுகிறது. கோள் அறிவியலில், அந்தக் கோட்பாட்டு பணி அடுத்த பரிசோதனைகள் மற்றும் பணிகள் எதைத் தேட வேண்டும் என்பதையே வடிவமைக்கிறது.

தொலை உலகங்களைப் பற்றிய ஆழமான பார்வை

சாத்தியமான சூப்பர்ஐயானிக் கார்பன் ஹைட்ரைடு நிலை, பனிப் பெருங்கோள் மாதிரிகளுக்கான புதிய சாத்தியமான கூறை ஆராய்ச்சியாளர்களுக்குக் கொடுக்கிறது. இது யுரேனஸ் மற்றும் நெப்டியூனின் உள்ளே வெப்பமும் மின்சாரமும் எவ்வாறு நடக்கின்றன என்பதை விளக்க உதவலாம்; மேலும் இதே போன்ற உள் சூழ்நிலைகள் உள்ள தொலைவான கோள்களைப் புரிந்துகொள்ளும் திறனையும் மேம்படுத்தலாம்.

இந்தக் கண்டுபிடிப்பு, பனிப் பெருங்கோள்களின் மர்மங்களுக்கு இறுதியான பதில் அல்ல. அது இன்னும் துல்லியமான ஒரு கேள்வி: நெப்டியூன் போன்ற சூழ்நிலைகளில் ஹைட்ரஜன் ஒரு உறைந்த கார்பன் கட்டமைப்பின் வழியே நகர முடிந்தால், அதன் மேலிருக்கும் கோளில் அது என்ன மாற்றத்தை ஏற்படுத்தும்? தொலைவில் இருந்து மட்டுமே ஆய்வு செய்யக்கூடிய உலகங்களுக்கு, அத்தகைய பொருள் சார்ந்த உள்ளுணர்வு மேகங்களுக்குக் கீழே என்ன இருக்கிறது என்பதைப் புரிந்துகொள்ளும் வழியில் பெரிய படி.

இந்தக் கட்டுரை Science Daily-யின் செய்திப்பதிவை அடிப்படையாகக் கொண்டது. மூலக் கட்டுரையைப் படிக்க.