فضای داخلی کیوان چگونه است؟

ما در زمان جالبی زندگی می کنیم؛ در حالی که ما به تازگی شروع به نقشه برداری از کف اقیانوس سیاره خود کرده ایم، ابزارهای پیشرفته فناوری به ما اجازه می دهند تا سایر اجرام آسمانی منظومه شمسی را تجسم کنیم. مریخ، مورد توجه خاص بشریت است، زیرا بشریت در طی یک دهه آینده یا در حدود آن، برای مأموریتی سرنشین دار به سیاره سرخ آماده می شود. نقشه ای غنی و دقیق از ویژگی های بارز مریخ در سال 2019 منتشر شد و به دنبال آن نقشه تیتان (بزرگترین  ماه کیوان و به طور کلی دومین قمر بزرگ منظومه شمسی) در دسترس پژوهشگران قرار گرفت.

فضای داخلی کیوان طبقه بندی شده با نمایش بزرگنمایی شده لایه نامحلولِ پایدارِ هلیوم.
فضای داخلی کیوان طبقه بندی شده با نمایش بزرگنمایی شده لایه نامحلولِ پایدارِ هلیوم.
فضای داخلی کیوان طبقه بندی شده با نمایش بزرگنمایی شده لایه نامحلولِ پایدارِ هلیوم.

ستاره شناسان مدتهاست شیفته کیوان، این غول گازی و حلقه های معمایی آن شده اند. یک تحقیق جدید در دانشگاه جان هاپکینز اکنون امکان نگاهی جذاب به فضای داخلی کیوان ارائه می دهد جایی که یک لایه ضخیم از باران هلیومی بر میدان مغناطیسی سیاره تأثیر می گذارد (شکل بالا). این تحقیق، این نکته را بیشتر برجسته می کند که فضای داخلی کیوان ممکن است دارای درجه حرارتی بالاتر در منطقه استوایی  خود و با درجه حرارت پایینتر در عرض های جغرافیایی بالا و در بالای لایه باران هلیوم باشد.

با توجه به اینکه بررسی فضای داخلی غول های گازی، مانند کیوان، بسیار دشوار است، این مطالعه نتیجه بسیار موفقیت آمیز  محسوب می شود و این یافته ها می تواند تلاش برای نقشه برداری از مناطق پنهان این سیاره حلقه دار را پیش ببرد. این مطالعه همچنین بینش بیشتری در مورد میدان مغناطیسی این سیاره ایجاد کرده و نشان می دهد که این میدان در اطراف محور چرخش، کاملاً متقارن است (شکل زیر):

میدان مغناطیسی کیوان که در سطح آن دیده می شود.
میدان مغناطیسی کیوان که در سطح آن دیده می شود.
میدان مغناطیسی کیوان که در سطح آن دیده می شود.

«با مطالعه چگونگی شکل گیری کیوان و چگونگی تکامل آن در طول زمان، می توانیم چیزهای زیادی در مورد شکل گیری سیارات دیگرِ مشابه با کیوان، در منظومه شمسی خود و همچنین فراتر از آن بدانیم.»

- سابین استنلی، یکی از نویسندگان این تحقیق

مشاهدات دقیق مأموریت برجسته کاوشگر کاسینی ناسا، فرصت بهتری برای درک بهتر فضای داخلی این سیاره، یعنی جایی که میدان مغناطیسی تولید میشود، فراهم کرد. با ترکیب داده های کاسینی و شبیه سازی های رایانه ای، تیم تحقیق کشف کرد که چه موادی برای تولید این پویایی (مکانیسم تبدیل الکترومغناطیسی واقع در هسته سیاره) لازم است.

به گفته محققان، حساسیت مشاهدات به آنها درک عمیقی از داخل کیوان، تا حدود 20 هزار کیلومتر پایین تر از سطح آن می دهد. شبیه سازی های انجام شده نشان می دهد که درجه اندکی از تقارن غیر محوری نیز می تواند در نزدیکی قطب های شمالی و جنوبی کیوان واقع شده باشد.

با این حال، مشاهدات مستقیم در قطب های کیوان، برای تأیید این یافته های اولیه، مورد نیاز است. این خوانش داده ها می تواند  دستاوردهای بیشتری  نیز داشته باشد؛ مانند نحوه اندازه گیری سرعت چرخش کیوان (یا همان طول روز) در این سیاره، چیزی که دانشمندان را برای دهه ها متحیر کرده است. متن کامل تحقیقات انجام شده، در مجله AGU به صورت مفصل، منتشر شده است.