การศึกษาเผยว่าดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนอาจมีหินมากกว่าที่คิดไว้มาก

นักวิจัยอ้างว่าดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนมีชั้นหินชั้นนอกมากกว่าทฤษฎีดั้งเดิมที่ระบุไว้อย่างมีนัยสำคัญ การศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Astronomy & Astrophysics ท้าทายความเข้าใจมานานหลายทศวรรษเกี่ยวกับสิ่งที่เรียกว่ายักษ์น้ำแข็งในระบบสุริยะ โดยเสนอว่าสสารที่เป็นหินอาจครองส่วนสำคัญของดาวเคราะห์เหล่านี้ แทนที่จะประกอบด้วยน้ำแข็งแช่แข็งเป็นส่วนใหญ่ การวิจัยนำโดยสถาบันวิจัยอวกาศแห่งเนเธอร์แลนด์ และสามารถเขียนความรู้ใหม่เกี่ยวกับการก่อตัวของโลกที่ห่างไกลที่สุดในย่านจักรวาลของเราได้

การจำแนกแบบดั้งเดิมที่ท้าทาย

นักดาราศาสตร์ได้ตีกรอบดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนให้เป็นยักษ์น้ำแข็งมาหลายชั่วอายุคน การจัดหมวดหมู่นี้สันนิษฐานว่าดาวเคราะห์ชั้นนอกสุดทั้งสองดวงมีน้ำแข็ง แอมโมเนีย และมีเธนจำนวนมากอยู่ใต้ชั้นบรรยากาศอันหนาแน่น สีฟ้าของโลกเหล่านี้ ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากมีเธนในชั้นบรรยากาศ ช่วยเสริมการรับรู้ที่รวบรวมไว้ในชุมชนวิทยาศาสตร์ การจำแนกประเภทนี้ได้หล่อหลอมการวิจัยและความคาดหวังมาเป็นเวลากว่าห้าสิบปี ซึ่งแทบจะไม่ต้องสงสัยเลยในหลักสูตรเกี่ยวกับดาวเคราะห์วิทยา

อย่างไรก็ตาม งานใหม่นำเสนอภาพที่ซับซ้อนและสมดุลมากขึ้น นักวิทยาศาสตร์สร้างแบบจำลองโครงสร้างภายในและชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ทั้งสองดวงโดยใช้การจำลองขั้นสูง การวิเคราะห์ชี้ให้เห็นว่าวัสดุซิลิเกตสามารถควบแน่นเป็นสสารหินในชั้นบรรยากาศได้เอง ภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความดันที่รุนแรง นี่หมายความว่าส่วนใหญ่ของเปลือกดาวเคราะห์เหล่านี้จะเต็มไปด้วยการก่อตัวของหิน ไม่ใช่แค่สารประกอบที่เยือกแข็งเท่านั้น

ยามิลา มิเกล ผู้เขียนนำการศึกษานี้บอกกับ Space.com ว่า “เราค้นพบว่าทั้งดาวยูเรนัสและเนปจูนมีชั้นนอกที่ประกอบด้วยหินเป็นส่วนใหญ่ เช่นเดียวกับก๊าซไฮโดรเจนและฮีเลียม ซึ่งขัดแย้งกับความเชื่อทั่วไปที่ว่าพวกมันคือดาวเคราะห์ยักษ์น้ำแข็ง” การค้นพบนี้ทำให้เกิดคำถามพื้นฐานเกี่ยวกับคำศัพท์ที่ใช้ในวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ หากองค์ประกอบไม่ได้ถูกครอบงำด้วยน้ำแข็ง ป้ายกำกับ “ยักษ์น้ำแข็ง” อาจไม่แม่นยำอีกต่อไป

แรงบันดาลใจจากระบบสุริยะชั้นนอก

การวิจัยไม่ได้เกิดขึ้นอย่างโดดเดี่ยว มันได้รับแรงกระตุ้นจากการสังเกตการณ์ที่เพิ่มขึ้นของภูมิภาคทรานส์เนปจูน ซึ่งเป็นพื้นที่กว้างใหญ่เหนือดาวเนปจูนซึ่งมีดาวเคราะห์แคระ ดาวหาง และวัตถุในแถบไคเปอร์อาศัยอยู่ นักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาวัตถุเช่นดาวพลูโตพบหลักฐานเพิ่มมากขึ้นว่าโลกอันห่างไกลเหล่านี้ไม่ได้ถูกแช่แข็งเพียงอย่างเดียว หลายแห่งดูเหมือนจะมีหินหนาแน่นอยู่ภายในหรือมีเศษหินปะปนอยู่ในโครงสร้าง

แนวโน้มนี้ทำให้นักวิจัยตั้งคำถามว่ารูปแบบเดียวกันนี้สามารถนำไปใช้กับขนาดที่ใหญ่กว่ามากได้หรือไม่ หากวัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะชั้นนอกมีหินมากกว่าที่เคยเชื่อกัน บางทีดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนอาจก่อตัวขึ้นจากวัสดุที่มีหินอุดมคล้ายกัน ทีมงานได้สร้างเปลือกโลก เปลือกโลก และแกนกลางของดาวเคราะห์ขึ้นมาใหม่โดยใช้การจำลองขั้นสูง ขณะเดียวกันก็ตรวจสอบว่าอุณหภูมิและความดันมีปฏิกิริยาต่อส่วนลึกภายในชั้นบรรยากาศอย่างไร แบบจำลองแนะนำว่าเมฆซิลิเกตอาจควบแน่นเป็นสสารที่เป็นหินภายใต้สภาวะสุดขั้วเหล่านี้

Leia Tambem

พัคมีซอนกลับมาดูทีวีอีกครั้งหลังต่อสู้กับมะเร็งเต้านม

ฮิโรชิม่า คาร์ป คอนเฟิร์ม โทโคดะ พบ นิปปอน แฮม นัดที่ 3 หลังเกมเลื่อนเพราะฝนตก

รถรุ่นเก่าที่ได้รับการดูแลไม่ดีจะประสบปัญหาเมื่อใช้น้ำมันเบนซิน E10

ผลกระทบต่อการทำความเข้าใจดาวเคราะห์

ผลที่ตามมาของการค้นพบนี้มีมากกว่าการเปลี่ยนแปลงระบบการตั้งชื่อแบบธรรมดา องค์ประกอบของดาวเคราะห์เชื่อมโยงโดยตรงกับทฤษฎีเกี่ยวกับการก่อตัวของโลกรอบดาวฤกษ์ หากดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนมีวัตถุที่เป็นหินมากกว่านั้นมาก นักวิทยาศาสตร์อาจจำเป็นต้องแก้ไขแบบจำลองที่อธิบายระบบสุริยะในยุคแรกเริ่ม ทฤษฎีปัจจุบันสันนิษฐานว่าดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นโดยการสะสมของสสารที่เป็นน้ำแข็งและก๊าซในบริเวณรอบนอกที่เย็น องค์ประกอบที่อุดมด้วยหินอาจบอกเป็นนัยว่าส่วนประกอบพื้นฐานที่มีอยู่ในภูมิภาคเหล่านั้นแตกต่างอย่างมากจากสมมติฐานที่ยึดถือมานานหลายทศวรรษ

การค้นพบนี้ยังส่งผลต่อการค้นหาดาวเคราะห์ที่อยู่นอกระบบสุริยะอีกด้วย ดาวเคราะห์นอกระบบหลายพันดวงที่ค้นพบรอบดาวฤกษ์อันไกลโพ้นมีลักษณะคล้ายกับโลกที่มีขนาดเท่ากับดาวเนปจูน นักวิทยาศาสตร์มักจำแนกดาวเคราะห์เหล่านี้โดยใช้สมมติฐานจากยักษ์น้ำแข็งในระบบสุริยะ หากความเข้าใจพื้นฐานของดาวเนปจูนและดาวยูเรนัสเปลี่ยนไป การตีความดาวเคราะห์นอกระบบหลายดวงก็อาจมีการแก้ไขด้วย นอกจากนี้ การค้นพบเหล่านี้จะส่งผลต่อทฤษฎีที่อธิบาย:

• การอพยพของดาวเคราะห์ในระยะแรกของระบบสุริยะ
• วิวัฒนาการของชั้นบรรยากาศในช่วงเวลาทางธรณีวิทยา
• การก่อตัวของสนามแม่เหล็กที่ผิดปกติของยักษ์ใหญ่เหล่านี้
• รูปแบบการกระจายตัวของวัสดุในดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ในยุคดึกดำบรรพ์

รักษาความซับซ้อนของความรู้

มิเกลเน้นย้ำว่าดาวเคราะห์ไม่ได้ปราศจากน้ำแข็งโดยสิ้นเชิง “พวกมันอาจมีน้ำแข็งอยู่ข้างในมาก” นักวิจัยกล่าว “แต่พวกมันไม่ได้ถูกปกคลุมไปด้วยน้ำแข็งทั้งหมดอย่างที่เราเคยเชื่อกัน” ความแตกต่างนี้มีความสำคัญเนื่องจากการศึกษาไม่ได้ทำให้วิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ที่มีอยู่เป็นโมฆะไปเสียหมด แต่จะเสนอโครงสร้างภายในที่สมดุลและซับซ้อนมากกว่ารุ่นก่อนๆ ที่แนะนำ ยักษ์สามารถบรรจุน้ำแข็งจำนวนมากไว้ข้างใน นอกเหนือจากการมีบริเวณชั้นบรรยากาศที่เป็นหินและชั้นนอกที่มีวัสดุที่ก่อตัวเป็นหิน

การวิจัยยังเน้นย้ำว่ายังต้องเรียนรู้เกี่ยวกับระบบสุริยะชั้นนอกอีกมาก แม้จะสังเกตการณ์มานานหลายทศวรรษ แต่ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนยังคงเป็นดาวเคราะห์หลักที่มีการสำรวจน้อยที่สุด มีเพียงยานอวกาศโวเอเจอร์ 2 เท่านั้นที่ได้ไปเยือนพวกมันโดยตรง โดยบินผ่านดาวยูเรนัสในปี 1986 และดาวเนปจูนในปี 1989 นับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา นักดาราศาสตร์ก็อาศัยการสังเกตการณ์ด้วยกล้องส่องทางไกลและแบบจำลองทางทฤษฎีเป็นหลักเพื่อทำความเข้าใจการตกแต่งภายในที่ซ่อนอยู่

การขาดการสำรวจโดยตรงนี้ทำให้เกิดช่องว่างทางความรู้อย่างมาก นักวิจัยยังคงไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าเหตุใดดาวยูเรนัสจึงหมุนไปด้านข้าง ดาวเนปจูนสร้างลมแรงสุดขั้วได้อย่างไร หรือกระบวนการใดที่ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กอันเป็นเอกลักษณ์ของมัน ภารกิจในอนาคตอาจให้คำตอบที่จำเป็น นักวิทยาศาสตร์ได้เสนอซ้ำแล้วซ้ำเล่าให้ส่งยานอวกาศหรือยานสำรวจชั้นบรรยากาศโดยเฉพาะไปยังยักษ์น้ำแข็ง โดยคำนึงถึงลำดับความสำคัญสำหรับการสำรวจดาวเคราะห์ในทศวรรษต่อๆ ไป การวัดแรงโน้มถ่วง เคมีในชั้นบรรยากาศ และโครงสร้างภายในใหม่สามารถยืนยันได้ว่าสมมติฐานเปลือกหินนั้นถูกต้องหรือไม่ การศึกษานี้ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 5 พฤษภาคมในวารสาร Astronomy & Astrophysics ซึ่งเป็นการเพิ่มอีกชั้นหนึ่งของการอภิปรายทางวิทยาศาสตร์ที่กำลังดำเนินอยู่เกี่ยวกับธรรมชาติที่แท้จริงของโลกที่อยู่ห่างไกลที่สุดในระบบสุริยะ