యురేనస్ మరియు నెప్ట్యూన్ లోపల కొత్త సూపర్‌ఐయానిక్ స్థితి ఉండవచ్చు

మంచు మహాగ్రహాల కింద పదార్థాన్ని సిమ్యులేట్ చేయడం

యురేనస్ మరియు నెప్ట్యూన్ లోతుల్లో, పదార్థం మనకు తెలిసిన ఘన, ద్రవ లేదా వాయు వర్గాలకు సరిపోని విధాలుగా ప్రవర్తించవచ్చు. కార్నెగీ శాస్త్రవేత్తలు Cong Liu మరియు Ronald Cohen చేసిన కొత్త కంప్యూటర్ సిమ్యులేషన్లు, మంచు మహాగ్రహాల అంతర్భాగాల్లో ఉన్నాయని భావించే అత్యంత పీడనం మరియు ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కార్బన్ హైడ్రైడ్ ఒక అసాధారణ క్వాసి-వన్-డైమెన్షనల్ సూపర్‌ఐయానిక్ స్థితిని ఏర్పరచవచ్చని సూచిస్తున్నాయి.

Science Daily ప్రకారం Nature Communications లో ప్రచురితమైన ఈ అధ్యయనం, యురేనస్ మరియు నెప్ట్యూన్ కనిపించే వాయుమండలాల కంటే చాలా దిగువనున్న పరిస్థితులపై దృష్టి సారిస్తుంది. ఈ గ్రహాలను తరచుగా మంచు మహాగ్రహాలు అంటారు, కానీ ఆ లేబుల్ తప్పుదోవ పట్టించవచ్చు. వాటి అంతర్భాగాలు కేవలం గడ్డకట్టిన నిల్వలు కావు. అవి అధిక పీడన వాతావరణాలు; అక్కడ సాధారణ సమ్మేళనాలు విపరీత రూపాలను దాల్చవచ్చు.

సూపర్‌ఐయానిక్ అంటే ఏమిటి

సూపర్‌ఐయానిక్ పదార్థంలో నిర్మాణంలోని ఒక భాగం ఘనంలా ప్రవర్తిస్తే, మరో భాగం ద్రవంలా ప్రవర్తిస్తుంది. అందించిన మూలం ప్రకారం, ఒక అంచనా వేసిన దశలో హైడ్రోజన్ అణువులు గట్టిపడిన కార్బన్ ఫ్రేమ్‌వర్క్ లోపల సర్పిలంగా కదులుతాయి. ఈ మిశ్రమ ప్రవర్తన యురేనస్, నెప్ట్యూన్ మరియు ఇలాంటి గ్రహాల అంతర్భాగాల్లో వేడి, విద్యుత్ ఎలా ప్రవహిస్తాయో ప్రభావితం చేయవచ్చు.

క్వాసి-వన్-డైమెన్షనల్ అనే పదం సిమ్యులేషన్‌లో కనిపించిన చలన నమూనాను సూచిస్తుంది. అన్ని దిశల్లో స్వేచ్ఛగా కదలడానికి బదులుగా, హైడ్రోజన్ ప్రవర్తన కార్బన్ నిర్మాణంలోని సర్పిల మార్గాలకే పరిమితమవుతుంది. ఇలాంటి అంతర్గత ఏర్పాట్లు రోజువారీ రసాయన శాస్త్రం నుంచి చాలా దూరంగా ఉంటాయి, కానీ ఇదే గ్రహాంతర్గత భౌతికశాస్త్రాన్ని ఆధిపత్యం చేసే రకం కావచ్చు.

యురేనస్ మరియు నెప్ట్యూన్ ను వివరించడం ఎందుకు కష్టం

యురేనస్ మరియు నెప్ట్యూన్ గ్రహ శాస్త్రవేత్తలకు చాలాకాలంగా పజిల్స్ లాంటివి, వీటిలో అసాధారణమైన చుంబక క్షేత్రాలు మరియు సంక్లిష్ట అంతర్గత ఉష్ణ ప్రవర్తన ఉన్నాయి. Science Daily మూల పాఠ్యం ప్రకారం, ఈ సిమ్యులేటెడ్ సూపర్‌ఐయానిక్ నిర్మాణం ఈ దూర ప్రపంచాల లోపల వేడి, విద్యుత్ ఎలా ప్రవహిస్తాయో తిరిగి ఆకృతీకరించవచ్చు; దీని వల్ల వాటి రహస్యమైన చుంబక క్షేత్రాలను అర్థం చేసుకోవడంలో సహాయపడుతుంది.

గ్రహాల చుంబక క్షేత్రాలు, గ్రహ అంతర్భాగంలో కదులుతున్న విద్యుత్ వాహక పదార్థం ద్వారా ఉత్పత్తి అవుతాయి. లోతైన పదార్థాల వాహకత, సాంద్రత లేదా ఉష్ణ రవాణా లక్షణాలు గత అంచనాల నుంచి భిన్నంగా ఉంటే, ఆ క్షేత్రాల మోడళ్లను సవరించాల్సి రావచ్చు. అందువల్ల సూపర్‌ఐయానిక్ కార్బన్ హైడ్రైడ్ దశ రసాయన ఆసక్తి మాత్రమే కాదు. అది గ్రహ మోడళ్ల మౌలిక నిర్మాణాన్నే ప్రభావితం చేయవచ్చు.

ఎక్సోప్లానెట్‌ల విస్తృత సందర్భం

అందించిన పాఠ్యం ప్రకారం 6,000 కంటే ఎక్కువ ఎక్సోప్లానెట్లు కనుగొనబడ్డాయి కాబట్టి, ఈ కనుగొనుగుడు కూడా ముఖ్యమైంది. వాటిలో చాలావి భూమిలా ఉండవు, మరికొన్ని యురేనస్ మరియు నెప్ట్యూన్ లోపల కనిపించే పరిస్థితులను పోలి ఉండవచ్చు లేదా మించవచ్చు. అసాధారణ అంతర్గత స్థితులను అర్థం చేసుకోవడం ద్వారా, తక్కువ పరిశీలనా డేటా నుంచే గ్రహ ద్రవ్యరాశి, వ్యాసార్థం, చుంబక ప్రవర్తన, ఉష్ణ పరిణామాన్ని శాస్త్రవేత్తలు వివరిస్తారు.

ఎక్సోప్లానెట్ల కోసం పరిశోధకులు అంతర్భాగాలను నేరుగా నమూనా తీసుకోలేరు. వారు గమనించిన లక్షణాలను సాధ్యమైన సమ్మేళనాలు మరియు అంతర్గత దశలతో అనుసంధానించే మోడళ్లపై ఆధారపడతారు. పీడనంలో కార్బన్, హైడ్రోజన్, నీరు, మీథేన్, అమోనియా అనుకోని నిర్మాణాలను ఏర్పరుస్తే, సాధారణ కూర్పు లేబుళ్లపై ఆధారపడిన గ్రహ వర్గీకరణలు తక్కువ సంపూర్ణంగా మారతాయి.

వేడి మంచు సాధారణ మంచు కాదు

యురేనస్ మరియు నెప్ట్యూన్ అంతర్భాగాల్లో కొన్నిసార్లు వేడి మంచులుగా చెప్పబడే పొరలు ఉండవచ్చని భావిస్తున్నారు. ఈ ప్రాంతాలు బయటి హైడ్రోజన్-హీలియం వాయుమండలాల కింద, ఘన కోర్‌ల పైన ఉంటాయి. వీటిలో నీరు, మీథేన్, అమోనియా వంటి సమ్మేళనాలు ఉండవచ్చని శాస్త్రవేత్తలు నమ్ముతున్నారు, కానీ అపారమైన పీడనం, ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఈ అణువులు పరిచయం లేని స్థితులుగా మారవచ్చు.

కార్బన్ హైడ్రైడ్ సిమ్యులేషన్ మంచు మహాగ్రహాల అంతర్భాగాల నిజమైన పదార్థాల కోసం జరుగుతున్న ఈ విస్తృత అన్వేషణలో భాగం. ఇది కార్బన్ మరియు హైడ్రోజన్, రెండూ గ్రహ రసాయనంలో ప్రధాన పదార్థాలు, సాధారణ ఊహలకు అందని లక్షణాలున్న ఒక నిర్మాణంగా ఏర్పడవచ్చని సూచిస్తుంది.

మొదట సిమ్యులేషన్, తర్వాత ఆధారం

సమర్థించబడిన కనుగొనుగుడు గణనాత్మకమైనది. పరిశోధకులు ఆ స్థితిని అంచనా వేయడానికి అధునాతన సిమ్యులేషన్లను ఉపయోగించారు; అందించిన మూలం దాన్ని భౌతిక ప్రయోగశాల ప్రయోగంలో సృష్టించారని చెప్పలేదు. ఈ తేడా ముఖ్యమైనది. సిమ్యులేషన్లు సిద్ధాంతానికి దారిచూపి, సాధ్యమైన దశలను గుర్తించగలవు, కానీ సమానమైన పీడనం, ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ప్రయోగాత్మక నిర్ధారణ ఆ విషయాన్ని మరింత బలపరుస్తుంది.

అయినా, ఫస్ట్-ప్రిన్సిపుల్స్ సిమ్యులేషన్లు అత్యంత కష్టమైన పర్యావరణాలను అధ్యయనం చేయడానికి కీలక సాధనం. ప్రత్యక్ష కొలతలు ఇంకా సాధ్యంకాని సమయంలో, అణువులు ఎలా అమరవచ్చు, ఎలా కదలవచ్చు అనే విషయాన్ని అవి శాస్త్రవేత్తలకు పరీక్షించనిస్తాయి. గ్రహ శాస్త్రంలో ఆ సైద్ధాంతిక పని, తర్వాత ఏ ప్రయోగాలు, మిషన్లు ఏమి వెతకాలో కూడా నిర్ణయిస్తుంది.

దూర ప్రపంచాలపై లోతైన దృష్టి

సంభావ్య సూపర్‌ఐయానిక్ కార్బన్ హైడ్రైడ్ స్థితి, మంచు మహాగ్రహ మోడళ్లకు కొత్త అభ్యర్థి పదార్థాన్ని అందిస్తుంది. ఇది యురేనస్ మరియు నెప్ట్యూన్ లోపల వేడి మరియు విద్యుత్ ప్రవర్తనను వివరించడంలో సహాయపడవచ్చు, అలాగే ఇలాంటి అంతర్గత పరిస్థితులు ఉన్న దూర గ్రహాల వ్యాఖ్యానాన్ని మెరుగుపరచవచ్చు.

ఈ కనుగొనుగుడు మంచు మహాగ్రహాల రహస్యాలకు తుది సమాధానం కాదు. ఇది మరింత ఖచ్చితమైన ప్రశ్న: నెప్ట్యూన్ వంటి పరిస్థితుల్లో హైడ్రోజన్ ఒక గట్టి కార్బన్ ఫ్రేమ్‌వర్క్ గుండా కదలగలిగితే, దాని పై ఉన్న గ్రహానికి అది ఏమి చేస్తుంది? దూరం నుంచే అధ్యయనం చేయగల ప్రపంచాల కోసం, ఇలాంటి పదార్థ సంబంధిత అవగాహన మేఘాల కింద ఏమి ఉందో అర్థం చేసుకునే దిశగా పెద్ద అడుగు.

ఈ వ్యాసం Science Daily నివేదికపై ఆధారపడింది. మూల వ్యాసం చదవండి.