باشگاه خبرنگاران جوان؛ جواد فراهانی - داشمندان در حال مطالعه کشفی گیج‌کننده از حالت عجیبی از ماده هستند که در اعماق لایه‌ی منجمد دائمی اورانوس پنهان شده است.

دانشمندانی که فضای داخلی این سیاره‌ی یخی را بررسی می‌کنند، نشانه‌هایی از یک ماده‌ی غیرعادی را شناسایی کرده‌اند که تمام قوانین فیزیکی شناخته‌شده روی زمین را به چالش می‌کشد.

این راز حول یک ترکیب شیمیایی به نام هیدرید کربن می‌چرخد که تحت فشار بسیار زیاد در اعماق فضا، رفتاری غیرمعمول از خود نشان داده و به ترکیبی عجیب تبدیل شده است که خواص جامدات و مایعات را با هم ترکیب می‌کند.

این مطالعه‌ی پیشگامانه که در مجله‌ی Nature Communications منتشر شده است، نشان می‌دهد که فضای داخلی این سیارات دوردست بسیار آشفته‌تر و پیچیده‌تر از آن چیزی است که دانشمندان تصور می‌کردند.

محققان کونگ لیو و رونالد کوهن تلاش‌های خود را بر روی چیزی که به عنوان "برف داغ" شناخته می‌شود، متمرکز کردند، لایه‌هایی که در زیر مقادیر زیادی از گاز‌های هیدروژن و هلیوم دفن شده‌اند. دما در آنجا به سطوح غیرقابل تصوری می‌رسد، از ۴۰۰۰ تا ۶۰۰۰ کلوین (۳۷۲۷ تا ۵۷۲۷ درجه سانتیگراد)، در حالی که فشار به ارقام غیرقابل تصوری بین ۵۰۰ تا ۳۰۰۰ گیگاپاسکال می‌رسد - میلیون‌ها برابر فشار اتمسفر در سطح زمین. در این شرایط شدید، شیمی مرسوم کاملاً بی‌اثر می‌شود.

این تیم با استفاده از شبیه‌سازی‌های کوانتومی پیچیده و تکنیک‌های هوش مصنوعی، کشف کرد که هیدرید کربن یک ساختار شش ضلعی سفت و سخت و منظم را تشکیل می‌دهد. اما شگفتی واقعی در این ساختار نهفته است، جایی که اتم‌های هیدروژن حرکات عجیب و غیرمنتظره‌ای از خود نشان می‌دهند. این اتم‌ها به جای حرکت تصادفی در همه جهات، مسیر‌های دقیق و مارپیچی مانندی را در میان اتم‌های کربن پایدار دنبال می‌کنند.

دکتر رونالد کوهن در مورد این کشف گفت: «این حالت جدیدی که ما برای کربن و هیدروژن پیش‌بینی کردیم، به ویژه هیجان‌انگیز است، زیرا حرکت اتمی کاملاً سه‌بعدی نیست. در عوض، هیدروژن ترجیحاً در امتداد مسیر‌های مارپیچی کاملاً تعریف‌شده‌ای که در یک ساختار کربنی منظم جاسازی شده‌اند، حرکت می‌کند.»

محققان معتقدند که این حالت «شبه یونی» ممکن است سرانجام توضیح قانع‌کننده‌ای برای این موضوع ارائه دهد که چرا اورانوس و نپتون میدان‌های مغناطیسی نامنظم و غیرعادی دارند. در حالی که زمین یک میدان مغناطیسی مرکزی نسبتاً پایدار دارد، اورانوس و نپتون میدان‌های مغناطیسی دارند که کج شده‌اند و در مرکز سیاره قرار ندارند. از آنجایی که این اتم‌های مارپیچی جریان گرما و الکتریسیته را از طریق هسته سیاره تغییر می‌دهند، احتمالاً نیروی پنهان و نادیده پشت این پدیده‌های کیهانی عجیب هستند.

کونگ لیو، محقق، افزود: «کربن و هیدروژن از فراوان‌ترین عناصر در مواد سیاره‌ای هستند، با این حال رفتار ترکیبی آنها در شرایط سیارات غول‌پیکر هنوز به طور کامل درک نشده است. این کشف، دری را برای سوالات بیشتر و مطالعات آینده باز می‌کند.»

منبع: روسیا الیوم