Uranüs ve Neptün’ün gizemi açığa çıktı!

Gezegenlerin manyetik alanları, genellikle içlerindeki sıvı metal veya su gibi elektriksel olarak iletken malzemelerin konveksiyon hareketleriyle oluşur. Bu hareket, malzemelerin ısınarak yükselmesi ve soğuyarak batmasıyla gerçekleşir. Ancak Uranüs ve Neptün'de bu süreç gerçekleşmiyor gibi görünüyor. Bunun sebebinin gezegenlerin içindeki katmanların karışamaması olduğu uzun zamandır düşünülüyordu. Ancak bu katmanların neden ve nasıl ayrıştığı konusunda kesin bir açıklama bulunamamıştı.

Berkeley Üniversitesi'nden gezegen bilimci Burkhard Militzer, bu soruya bir yanıt bulduğunu düşünüyor. Militzer'in araştırması, Uranüs ve Neptün'ün iç yapılarında karbon, oksijen, azot ve hidrojen atomlarının aşırı basınç ve sıcaklık altında nasıl davrandığını anlamak için yapılan bilgisayar simülasyonlarına dayanıyor.

10 yıl önce yaptığı simülasyonlarda bu elementler arasında katmanlaşma gözlenmezken, Militzer geçtiğimiz yıl yapay zekâ yardımıyla 540 atom üzerinde gerçekleştirdiği daha gelişmiş bir modelleme sayesinde katmanların doğal olarak oluştuğunu keşfetti. Araştırma, gezegenlerin içindeki ağır karbon açısından zengin bir katmanın dibe çöktüğünü, daha hafif su açısından zengin bir katmanın ise üstte kaldığını ortaya koydu. Bu ayrışma, iç katmanlar arasında karışımı ve dolayısıyla manyetik alan oluşturacak konveksiyonu engelliyor.

Militzer'in modeli, Uranüs'ün 4.800 kilometrelik bir atmosferin altında yaklaşık 8.000 kilometre derinliğinde su açısından zengin bir katman barındırdığını gösteriyor. Bunun altında ise 8.000 kilometrelik bir hidrokarbon katmanı ve Merkür boyutunda bir kaya çekirdeği bulunuyor. Neptün ise daha küçük bir atmosfere sahip olsa da benzer bir iç yapıya ve Mars boyutunda bir kaya çekirdeğine sahip.

Bilim insanları arasında, Uranüs ve Neptün'ün manyetik alanlarının "elmas yağmurları" veya "süperiyonik su" gibi egzotik süreçlerle oluştuğuna dair teoriler bulunsa da, Militzer katman ayrışmasının bu durumu en iyi şekilde açıkladığını savunuyor.

Bu hipotezi test etmek için laboratuvar deneyleri veya Uranüs'e yapılacak bir uzay misyonu gerektiğini belirten Militzer'in çalışması, 25 Kasım tarihinde Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde yayımlandı.