عمالقة الجليد: أورانوس ونبتون
العمالقة الخارجية الغنية بالمواد المتطايرة، وهي أصغر وأبرد من المشتري وزحل، وتتميز بميول محورية شديدة وحقول مغناطيسية غريبة ومزاحة.
Definition
عمالقة الجليد هي كواكب تهيمن عليها الجليد المتطاير الأثقل مثل الماء والأمونيا والميثان بدلاً من الهيدروجين والهيليوم؛ وفي النظام الشمسي، هما أورانوس ونبتون.
Scope
يغطي هذا الموضوع كوكبي أورانوس ونبتون: تركيبهما الكلي الذي تهيمن عليه جليد الماء والأمونيا والميثان على الصخور؛ وبنيتهما الداخلية والحالات الغريبة للمادة مثل الماء فائق الأيونية المقترح بداخلهما؛ غلافهما الجوي، ورياحهما، وطقسهما؛ وحقولهما المغناطيسية شديدة الميلان، والمزاحة، وغير ثنائية القطب. كما يشير إلى الميل المحوري الشديد لأورانوس والحرارة الداخلية الشاذة لنبتون، وحقيقة أن كلاهما لم يزره سوى مسبار فوييجر 2 مرة واحدة فقط.
Core questions
- ما هي البنية الداخلية وتكوين عمالقة الجليد؟
- لماذا حقولها المغناطيسية شديدة الميلان، ومزاحة، وغير ثنائية القطب؟
- لماذا يمتلك نبتون حرارة داخلية قوية بينما يبدو أورانوس متوازنًا حراريًا تقريبًا؟
- كيف أصبح أورانوس مائلاً على جانبه؟
Key theories
- التركيبات الداخلية التي يهيمن عليها الجليد
- يُعتقد أن عمالقة الجليد تتكون من طبقة سائلة عميقة وساخنة وموصلة للكهرباء من الماء والأمونيا والميثان فوق نواة صخرية، تحت غلاف جوي من الهيدروجين والهيليوم، مما يميزها عن عمالقة الغاز.
- دينامو القشرة الرقيقة
- يمكن أن يولد الحمل الحراري المحصور في طبقة موصلة خارجية رقيقة نسبيًا الحقول المغناطيسية شديدة الميلان، والمزاحة، ومتعددة الأقطاب المرصودة في أورانوس ونبتون.
Mechanisms
تحت غلافهما الجوي، تحتوي عمالقة الجليد على سائل كثيف من الماء والجليد الأخرى التي تصبح موصلة للكهرباء تحت الضغط؛ ويُعتقد أن الحمل الحراري داخل طبقة محدودة من هذه الطبقة ينتج هندستها المغناطيسية غير العادية. وقد تحتوي الأجزاء الداخلية على ماء فائق الأيونية (superionic water)، حيث يشكل الأكسجين شبكة صلبة بينما يتدفق الهيدروجين بحرية.
Clinical relevance
تمثل عمالقة الجليد فئة من الكواكب غير المستكشفة بشكل جيد، ومع ذلك قد تكون النوع الأكثر شيوعًا من الكواكب في المجرة، مما يجعل أورانوس ونبتون مراجع رئيسية لتفسير الكواكب الخارجية بحجم نبتون.
History
اكتشف ويليام هيرشل أورانوس بالتلسكوب عام 1781، وتنبأ بوجود نبتون من الاضطرابات المدارية ووُجد عام 1846. تأتي جميع المعرفة التفصيلية تقريبًا عن الكوكبين من تحليق مسبار فوييجر 2 الفردي في عامي 1986 و1989، والذي كشف عن حقولهما المغناطيسية المزاحة، وحلقاتهما الخافتة، وأقمارهما الرئيسية، وحفز مقترحات لبعثات مستقبلية مخصصة.
Debates
- ما مدى جليدية عمالقة الجليد؟
- النسب الدقيقة للجليد والصخور والغاز داخل أورانوس ونبتون، وما إذا كانت تركيباتها الداخلية طبقية أم مختلطة، غير مقيدة بشكل جيد ببيانات فوييجر المحدودة.
Key figures
- Heidi Hammel
- Mark Hofstadter
- Tristan Guillot
- Jonathan Fortney
Related topics
Seminal works
- guillot2005
- hofstadter2019
Frequently asked questions
- لماذا يميل أورانوس على جانبه؟
- يميل محور دوران أورانوس بزاوية تقارب 98 درجة، لذا فهو يدور بشكل أساسي على طول مداره؛ التفسير الرئيسي هو اصطدام عملاق واحد أو أكثر في وقت مبكر من تاريخه.
- هل زارت أي مركبة فضائية أورانوس ونبتون؟
- واحدة فقط، فوييجر 2، التي حلقت بجانب أورانوس عام 1986 ونبتون عام 1989؛ لم يتم إرسال أي مركبة مدارية إلى أي من الكوكبين بعد.