Jüpiter’in Ganymede üzerinde neden olduğu gelgit etkileri bu ayı sürekli etkileyerek onu gerer ve sıkıştırır. Bu, çekirdeğini sıcak tutar ve manyetik bir alan yaratır. Ancak çekirdeğin içinde meydana gelen süreçler tam olarak anlaşılamamıştır. Yeni çalışma, çekirdek dinamiklerin önde gelen modellerinden biri olan “demir kar” oluşumunu test etti.
“Demir kar” teorisi, çekirdeğin bir tür “hava durumu modeli” dir. Demirin, çekirdeğin üst kısmında, mantoyla temas ettiği yerde nasıl soğuduğunu ve kristalleştiğini, ardından çekirdeğin sıvı merkezinde nasıl battığını ve tekrar eridiğini açıklıyor.
Dolayısıyla Ganymede’in çekirdeği, Jüpiter’in yerçekimi tarafından sürekli sallanan ve karıştırılan, sallanan bir “kar küresi” olarak düşünülebilir. Bu döngü sıvı çekirdekte hareket yaratır ve manyetik alan oluşturacak enerjiyi sağlar. Ancak bu sürecin bazı önemli yönleri hala gizemini koruyor.
Araştırmacılar modelin bazı yönlerini test etmek için bir deney tasarladılar. Ganymede’in çekirdeğini doğrudan araştırmak mümkün olmadığından ekip, “demir kar kristalleri”nin analogu olarak su buzu kullandı.
Deney, alttan soğutulan su dolu özel bir tankta gerçekleştirildi. Rezervuarın dibinde manto adı verilen bir tuz tabakası vardı. Bu, buz kristallerinin dibe yapışmasını önlemeye yardımcı oldu. Bu katmanın üstünde, sıvı çekirdeği temsil eden bir tatlı su katmanı vardı. Tankın dibinde oluşan buz kristalleri, tuz ve tatlı suyla karışarak yükseldi ve yukarıdaki daha sıcak sıvının içinde eridi.
Dolayısıyla deney, kar tanelerinin aşağı değil yukarı doğru hareket ettiği bir tür “demir kar” simülasyonuydu.
Bu deney, ekibin kristallerin davranışını ve bunların tüm sistem üzerindeki etkisini incelemesine olanak sağladı. Ancak elde edilen sonuçlar beklenmedikti. Sabit bir kristalleşme, yükselme ve erime süreci yerine, düzensiz hızlı aktivite dönemleri ve ardından hareketsizlik dönemleri yaşandı.
Kristalizasyon sürecinin başlaması için, sıcaklık buzun donma noktasının altına düştüğünde sıvının aşırı soğutulmuş durumda olması gerektiği ortaya çıktı. Ancak bu durumda kristal oluşumu meydana gelir ve ardından sıcaklık yeni kristallerin oluşumu için yeterince düşük olana kadar bir duraklama olur.
Bu düzensiz ve döngüsel süreç Ganymede’in manyetik alanlarını etkiler. Ganymede’deki “demir kar” kristalleri heterojen bir şekilde oluşuyor ve çekirdeğin farklı yerlerinde lokalize oluyor. Sonuç olarak manyetik alan hareket eder ve şeklini değiştirir.
Bu fenomen yalnızca Ganymede’de değil aynı zamanda Güneş Sisteminin Ay, Merkür, Mars ve büyük metal asteroitler gibi diğer küçük cisimlerinde de mevcuttur.
Büyük olasılıkla Dünya’nın çekirdeğinde “demir kar” oluşumunun meydana gelmediğine inanılıyor. Gezegenimizin kalbindeki güçlü yer çekimi basıncı ve farklı bileşim, çekirdeğin merkezindeki metallerin katılaşmasına ve hareket ettikçe erimesine neden oluyor.