科學家:如果探測天王星,你會碰到一些奇怪的水

2020-08-23 探索全頻

「在如此奇特的物理條件下,我們無法像過去那樣想到冰。」

通過使用計算機模擬對行星內部進行建模,一個國際科學家團隊正在近距離觀察天王星和海王星不尋常的含水核。

他們的模擬使他們能夠分析兩個冰巨人核心的熱和電過程,因為據一份聲明說,這些過程在物理上通常不可能在地球上的實驗中重現。

研究人員希望他們的模擬能夠為這些冰巨星的形成和演化以及它們的磁場提供新的啟示。

「氫和氧與氦是宇宙中最常見的元素,」來自義大利裡雅斯特國際高級研究學院(SISSA)的費德裡科·格拉塞利(Federico Grasselli)和斯特凡諾·巴羅尼(Stefano Baroni),該論文的第一作者和最後作者發表在《自然》雜誌聲明在上個月的通訊中進行了解釋。

「很容易推斷出水是許多天體的主要成分之一。木星的衛星Ganymede和Europa以及土星的衛星Enceladus呈現出冰冷的表面,下面是水的海洋,」他們補充說。「海王星和天王星也可能主要由水組成。」

他們的仿真探索了僅幾分之一納秒的熱導率和電導率,直至原子尺度。


他們發現,存在於這些巨人核心中的冰與我們過去習慣於地球上的冰非常不同。格拉斯利和巴羅尼解釋說:「在如此奇特的物理條件下,我們無法像以往那樣想到冰。」 「甚至水實際上是不同的,更稠密的,有幾個分子分解成正離子和負離子,因此帶有電荷。」

這種「超離子水」不是很固態,也不是液態–介於兩者之間。氫原子自由漫遊,而氧分子則鎖定在「晶格」中。

這也意味著核內水的電導率比最初認為的要高得多,這表明這些不尋常的冰核可能會對行星的磁場產生巨大影響。

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