Παρατηρώντας το εσωτερικό των πλανητών

Από την ιστοσελίδα PhysicsWeb, 11 Μαρτίου 2004

Οι γεωφυσικοί μπορεί να έλυσαν ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια στο ηλιακό μας σύστημα - γιατί τα μαγνητικά πεδία του Ουρανού και του Ποσειδώνα να διαφέρουν από εκείνα των άλλων πλανητών.

Προσομοιώσεις σε υπολογιστές που έγιναν από τους Sabine Stanley και Jeremy Bloxham του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ δείχνουν ότι οι δύο πλανήτες έχουν έναν ρευστό πυρήνα που περιβάλλεται από ένα σχετικά λεπτό εξωτερικό στρώμα. Η Γη καθώς και άλλοι πλανήτες, όπως ο Δίας και ο Κρόνος, έχουν έναν εσωτερικό βραχώδη πυρήνα που περιβάλλεται από ένα παχύ αγώγιμο φλοιό. Τα αποτελέσματα τους σημαίνουν ότι μπορεί να χρησιμοποιηθούν τα μαγνητικά πεδία για να μάθουμε περισσότερα για την εσωτερική δομή και τη σύνθεση των πλανητών (Nature 428 151).

Δεξιά: Τα μαγνητικά πεδία της Γης (a), Ουρανού (b), Ποσειδώνα (c) και το νέο υπολογιστικό μοντέλο (d). Οι μπλε περιοχές είναι εκεί που το μαγνητικό πεδίο μπαίνει στον πλανήτη και οι πορτοκαλί εκεί που εξέρχεται. Το πεδίο της Γης μοιάζει με εκείνο του ευθύγραμμου μαγνήτη ενώ του Ποσειδώνα και Ουρανού είναι πιο πολύπλοκο.

Τα μαγνητικά πεδία της Γης, του Δία και του Κρόνου μοιάζουν με το πεδίο ενός τεράστιου ευθύγραμμου μαγνήτη τοποθετημένου στο κέντρο του πλανήτη και σε ευθυγράμμιση,  κατά προσέγγιση, με τον άξονα περιστροφής του.

Στον Ουρανό και τον Ποσειδώνα, αφ' ετέρου, οι μαγνητικοί πόλοι είναι βρίσκονται μακριά από τους άξονες περιστροφής και προς τους ισημερινούς των πλανητών. Επιπλέον, τα μαγνητικά πεδία αυτών των πλανητών φαίνονται να παράγονται από δύο νότιους και δύο βόρειους πόλους.

Το μαγνητικό πεδίο της Γης παράγεται μέσω μεταγωγής σε ένα παχύ ρευστό φλοιό - που περιέχει λειωμένο σίδηρο και νικέλιο - και ο οποίος περιβάλλει ένα μικρό, ηλεκτρικά αγώγιμο στερεό εσωτερικό πυρήνα. Ομοίως, τα μαγνητικά πεδία στον Δία και τον Κρόνο παράγονται από ένα παχύ στρώμα αγώγιμου μεταλλικού υδρογόνου ο οποίος περιβάλλει ένα μικρό βραχώδη κέντρο.

Οι Stanley και Bloxham έχουν αναπτύξει ένα διαφορετικό μοντέλο για τον Ουρανό και τον Ποσειδώνα. Προτείνουν ότι η μεταγωγή σε αυτούς τους πλανήτες παράγεται σε ένα λεπτό ρευστό εξωτερικό φλοιό - πιθανώς φτιαγμένο από "πάγο" που περιέχει νερό, μεθάνιο, αμμωνία και υδρόθειο - που περιβάλλει ένα μη-αγώγιμο εσωτερικό ρευστό. Η προσομοίωση παράγει μαγνητικά πεδία παρόμοια με αυτά που παρατηρούνται στους πλανήτες από το διαστημικό σκάφος Voyager 2 κατά τη δεκαετία του '80.

"Αυτό δείχνει ότι μπορούμε να μάθουμε για το εσωτερικό ενός πλανήτη με τη μελέτη της μορφολογίας του μαγνητικού πεδίου του", λένε οι επιστήμονες.