천문학자들은 오랫동안 얼음 거인 천왕성과 해왕성에 얼어붙은 물이 풍부하다고 믿어왔습니다. 그러나 새로운 연구에 따르면 여기에는 엄청난 양의 메탄 얼음도 포함되어 있을 수 있다고 합니다.
이번 발견은 이러한 얼음 세계가 어떻게 형성되었는지에 대한 미스터리를 푸는 데 도움이 될 수 있습니다.
에 대해 많은 천왕성 그리고 해왕성 아직 알려지지 않았습니다. 이 거대하고 얼음으로 뒤덮인 세계에는 1980년대에 비행했던 보이저 2호 우주선만이 방문객을 맞이했습니다. 결과적으로 과학자들은 얼음 거인의 구성에 대해 막연한 생각만 가지고 있습니다. 예를 들어 얼음 거인이 다량의 산소, 탄소 및 수소를 포함하고 있다는 것입니다.
천왕성과 해왕성의 구성에 대해 더 자세히 알아보기 위해 천문학자들은 보이저 2호와 지상 망원경으로 측정한 물리적 특성과 일치하는 모델을 만들었습니다. 많은 모델에서는 행성에 얇은 수소와 헬륨 껍질이 포함되어 있다고 가정합니다. 초이온화된 가압수의 베이스층 암모니아; 그리고 중앙의 암석 코어. (물은 그들에게 “얼음 거인”이라는 표시를 부여합니다.) 일부 추정에 따르면 천왕성과 해왕성은 물의 양은 50,000배 지구의 바다에서.
그러나 새로운 연구의 저자들은 이 모델들이 얼음 거인들이 형성되는 방식을 무시하고 있다고 말합니다. 천왕성과 해왕성이 어린 태양을 둘러싸고 있는 먼지 구름에서 합쳐졌을 때 그들은 소행성이라고 불리는 물체를 삼키거나 축적했습니다. 연구팀은 이 미행성들이 해왕성 궤도 바깥에 있는 도넛 모양의 얼음 덩어리 지역인 카이퍼 벨트(Kuiper Belt)에서 유래한 67P/Churyumov-Gerasimenko와 같은 현재의 혜성과 유사하다고 말합니다.
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물이 풍부할 것으로 예상되는 얼음 거인과는 달리, 이 소행성 같은 몸체의 상당 부분은 물이 풍부합니다. 탄소. 그렇다면 “얼음이 부족한 빌딩 블록으로 어떻게 얼음 거인이 형성될 수 있습니까?” 그는 말했다 우리 맬러머드연구의 주요 저자이자 Technion-Israel Institute of Technology의 행성 과학자입니다.
이 명백한 역설을 해결하기 위해 Malamud와 그의 동료들은 천왕성과 해왕성의 내부 모델을 수십만 개 만들었습니다. 그들이 사용한 알고리즘은 “적절한 구성을 행성 표면에 맞추는 것부터 시작하여 점차적으로 행성의 중심점까지 더 깊이 들어가게 됩니다.” 그들은 천연가스의 주성분인 철, 물, 메탄을 포함한 여러 화학물질을 고려했습니다. 그런 다음 그들은 반경과 질량과 같은 특징에서 실제 얼음 거인과 가장 유사한 모델을 결정하려고 노력했습니다.
천문학자들은 그들이 만든 다양한 모델 중에서 메탄을 함유한 모델이 기준에 맞는다는 사실을 발견했습니다. 여기서 메탄은 고체 조각이든 압력 하에서 부드러운 상태이든 수소와 헬륨 껍질과 물층 사이에 두꺼운 층을 형성합니다. 일부 모델에서는 메탄이 지구 질량의 10%를 차지합니다.
팀은 아직 동료 검토를 거치지 않은 결과를 사전 인쇄 서버에 게시했습니다. arXiv 3월에.
이 메탄은 얼음 역설을 해결하는 열쇠를 쥐고 있습니다. 연구원들은 성장하는 행성의 수소가 행성에 축적된 젊은 행성의 탄소와 화학적으로 반응하여 얼음이 형성되었을 수 있다고 말했습니다. 이러한 반응은 우리가 지구에서 경험하는 기압의 수백만 배에 달하는 극도로 높은 온도와 매우 높은 압력에서 발생합니다. 이것은 과학자들이 개발 중인 행성에 존재한다고 믿는 정확한 조건입니다.
Malamud는 이 발견이 실제로 메탄이 풍부한지 확인하는 것은 어려울지라도 제대로 이해되지 않은 행성에 대한 더 큰 통찰력을 제공할 수 있다고 말했습니다. 이것은 여러 목표 중 하나의 목표가 될 것입니다 제안된 임무 천왕성 탐사를 목표로 하는 NASA 및 기타 우주 기관에서 제공됩니다.
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