Raziskovalci z Univerze v Zürichu in programa NCCR PlanetS presenetljivo na novo odpirajo vprašanje, kako sta zgrajena Uran in Neptun – planeta, ki ju pogosto enačimo z „ledenimi velikani“. Nova analiza kaže, da bi se lahko v njunih globinah skrivalo mnogo več kamnin, kot je dopuščal klasični model, ki je desetletja temeljil na predpostavki o prevladujočem ledu.
Univerza v Zürichu poudarja, da tradicionalna tridelna razvrstitev planetov Osončja – od skalnatih Zemljinih sorodnikov do plinskih velikanov in nazadnje ledenih svetov Urana in Neptuna – ne drži več brez zadržkov. Znanstvena ekipa je v članku, objavljenem v Astronomy & Astrophysics, izpostavila, da modra planeta morda sploh nista tipična predstavnika svoje skupine. Raziskava ne trdi, da sta izključno kamnita ali izključno bogata z ledom, temveč da je običajna slika o njuni sestavi preozka.
Pri Univerzi v Zürichu so razvili nov simulacijski pristop, ki združuje fizikalno natančnost in empirično prilagodljivost. Doktorski študent Luca Morf navaja, da so bili dosedanji modeli pogosto ujeta kombinacija predpostavk in poenostavitev. Z novim pristopom so poskušali preseči prav to: „Modeli so morali postati nepristranski, obenem pa zavezani fizikalnim zakonitostim,“ pojasnjuje.
Raziskovalci začnejo s povsem naključno razporeditvijo gostote v notranjosti planeta, nato izračunajo gravitacijsko polje, ki mora biti skladno z obstoječimi meritvami. Postopek ponavljajo, dokler porazdelitev notranjih plasti ni najboljše možno ujemanje z opazovanji. Univerza v Zürichu poudarja, da tak način omogoča pregled celotnega spektra možnih kombinacij materialov – od vodnega ledu do kamnin –, ne da bi bili vnaprej izključeni redkejši ali neintuitivni scenariji.
Profesor Ravit Helled, eden pobudnikov raziskave, spominja, da so že pred leti namignili, da bi notranjost Urana in Neptuna utegnila biti bistveno bolj raznolika. „Zdaj imamo numerični okvir, ki to hipotezo podpre,“ dodaja. S tem so prvič dobili orodje, ki dovoljuje, da sta planeta lahko bogata z ledom ali pa s skalnatim materialom – ali s kombinacijo obojega.
Magnetna polja, ki se izmikajo razlagi
Ena izmed dolgoletnih ugank, ki spremljajo oba planeta, je njuno nenavadno magnetno polje. Medtem ko ima Zemlja jasno razločljiv severni in južni pol, sta magnetni polji Urana in Neptuna razdrobljeni in nista vezani na geometrijsko središče planeta.
Univerza v Zürichu izpostavlja, da novi modeli vključujejo plasti t. i. „ionske vode“, ki lahko ustvarjajo lokalne diname in pojasnijo nedipolarno razporeditev magnetnih polov. Po besedah prof. Helleda se kaže tudi razlika med obema svetovoma: „Uranovo magnetno polje izvira globlje kot Neptunovo,“ kar pomeni, da se notranje strukture obeh planetov bolj razlikujejo, kot so domnevale klasične teorije.
Zakaj bomo potrebovali nove misije
Čeprav rezultati odpirajo povsem novo paleto možnih notranjih struktur, raziskovalci opozarjajo, da ostaja ključna težava v fizikalnih lastnostih materialov pod ekstremnimi tlaki in temperaturami. „Fiziki še vedno ne poznamo popolnoma obnašanja takih snovi v pogojih, ki vladajo v notranjosti teh planetov,“ navaja Morf z Univerze v Zürichu.
Pomanjkanje neposrednih meritev je omejitev, ki jo lahko zapolnijo le prihodnje vesoljske misije. Univerza v Zürichu poudarja, da so trenutni podatki nezadostni za dokončno razločitev med posameznimi scenariji: „Uran in Neptun sta lahko kamnita ali ledena velikana – ali nekaj vmes –, vendar brez namensknih nalog v njuno bližino ne bomo poznali odgovora,“ zaključuje Helled.
Foto: Unsplash, NASA
