Geheimnisse der Uranus- und Neptun-Tiefen: Neue Erkenntnisse über ihre mysteriösen Magnetfelder

BerlinWissenschaftler haben sich lange gefragt, was sich im Inneren von Uranus und Neptun verbirgt. Burkhard Militzer von der UC Berkeley hat eine neue Theorie, um ihre ungewöhnlichen Magnetfelder zu erklären. Er vermutet, dass diese Planeten innere Schichten besitzen, die sich nicht vermischen. Diese Idee bietet ein tieferes Verständnis jenseits früherer Theorien wie Diamantenregen oder superionisches Wasser.

Der innere Aufbau von Uranus und Neptun umfasst vermutlich zwei Hauptschichten unterhalb ihrer Atmosphären.

Eine wasserreiche Schicht nahe der Oberfläche und eine tiefer gelegene Schicht voller Kohlenwasserstoffe

Diese Schichten entstehen, wenn unter hohen Druck- und Temperaturbedingungen Wasserstoff gewonnen wird, wodurch Wasser von Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen getrennt wird. Diese Trennung führt zu stabilen Schichtungen, die großflächige Bewegungen und die Bildung globaler Magnetfelder wie auf der Erde verhindern. Stattdessen entstehen chaotische Magnetfelder durch Bewegungen in der oberen Schicht.

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Diese neue Erkenntnis verändert unser Verständnis der Planetenwissenschaft. Wenn Uranus und Neptun in ihrer Struktur typisch sind, bedeutet das, dass viele Exoplaneten, die als Sub-Neptune bekannt sind, ähnlich sein könnten. Solche Planeten sind bei Weltraumforschungen häufig anzutreffen, was darauf hindeutet, dass wir oft Eisriesen mit vergleichbaren Eigenschaften finden.

Dank modernster Computersimulationen konnte Militzer eine bedeutende Errungenschaft erzielen. Durch die Integration von maschinellem Lernen war er in der Lage, das Verhalten größerer Atomgruppen zu simulieren und natürliche Schichtungen unter bestimmten Bedingungen darzustellen. Diese Leistung zeigt, wie die Computerwissenschaft uns dabei helfen kann, Phänomene zu untersuchen, die wir nicht direkt beobachten können.

Militzers Theorie hat bedeutende praktische Anwendungen. Geplante Missionen zum Uranus können diese Theorie nutzen, um die Schichten des Planeten durch die Untersuchung seiner Bewegungen mittels Doppler-Bildgebung zu analysieren. Dies würde die Vorstellung von geschichteten Eisriesen stärken und unser Verständnis von entlegenen Planeten verbessern.

Militzers Forschung trägt dazu bei, die ungewöhnlichen Magnetfelder von Uranus und Neptun zu erklären. Sie eröffnet zudem neue Möglichkeiten, ähnliche Planeten außerhalb unseres Sonnensystems zu erforschen. Die Studie verdeutlicht, wie wichtig Computersimulationen sind, um unser Verständnis des Weltraums zu erweitern und mehr über das Innere von Planeten zu erfahren.