Model naznačuje, že Uran a Neptun mohou být ‚kamennými obry‘, nikoli ‚ledovými obry‘
Nový výpočetní model naznačuje, že jádra Uranu a Neptunu mohou být méně ledová, než jejich přezdívka „ledoví obři“ naznačuje.
Podle nového výzkumu, publikovaného 10. prosince v odborném časopise Astronomie a astrofyzika, jsou vnitřky Uranu a Neptunu pravděpodobně hornatější, než vědci dříve předpokládali, což zpochybňuje myšlenku, že by měly být nazývány „ledovými obry“.
Uran a Neptun jsou relativně velké planety na okraji sluneční soustavy; Neptun je nejvzdálenější planetou, která obíhá v průměru 2,8 miliardy mil (4,5 miliardy kilometrů) od Slunce. Extrémně nízké teploty v těchto vzdálenostech způsobují, že se plyny jako vodík, helium a voda kondenzují do ztuhlých ledových směsí, které tvoří jádra těchto planet. Proto se tyto planety staly známými jako ledoví obři.
„Klasifikace ledových obrů je příliš zjednodušená, protože Uran a Neptun jsou stále špatně pochopeny,“ řekl vedoucí autor studie Luca Morf, doktorand na Univerzitě v Curychu, v prohlášení.
Vzdálené planety
Morf a jeho vedoucí, Ravit Helled, vyvinuli nový hybridní model s cílem lépe pochopit vnitřní strukturu těchto chladných planet. Modely založené pouze na fyzice se silně opírají o předpoklady modeláře, zatímco observační modely mohou být příliš zjednodušené. „Spojili jsme oba přístupy, abychom získali vnitřní modely, které jsou jak nestranné, tak fyzicky konzistentní,“ řekl.
Skupina začala tím, že zvažovala, jak by se mohla hustota jader jednotlivých planet měnit s vzdáleností od jejich středu, a poté model upravila, aby zohlednila gravitaci planet. Z toho usoudili na teplotu a složení jádra a vytvořili nový profil hustoty. Tým zadal nové parametry hustoty zpět do modelu a tento proces opakoval, dokud jádro modelu plně neodpovídalo současným observačním datům.
Tato metoda vygenerovala celkem osm možných jader pro Urana i Neptuna, z nichž tři měly vysoké poměry hornin k vodě. To ukazuje, že vnitřky Uranu a Neptunu nejsou omezeny pouze na led, jak se dříve myslelo, uvedli vědci.
Magnetická pole planet
Ve všech modelovaných jádrech existovaly konvekční oblasti, kde se čistá voda nachází ve své ionické fázi. V těchto oblastech vyvolávají extrémní teploty a tlaky rozpad vodních molekul na nabité protony (H+) a hydroxidové ionty (OH-). Tým se domnívá, že takové vrstvy mohou být zdrojem mnoha magnetických polí planet, což způsobuje, že Uran a Neptun mají více než dvě magnetické póly. Model také naznačuje, že magnetické pole Uranu vzniká ближе к его центру než Neptuna.
„Jedním z hlavních problémů je, že fyzici stále barely rozumějí, jak se materiály chovají za exotických podmínek [vysokého] tlaku a teploty, které se nacházejí v jádru planety [a] to může ovlivnit naše výsledky,“ řekl Morf. Tým se snaží vylepšit svůj model zahrnutím dalších molekul, jako je metan a amoniak, které se také mohou nacházet v jádrech.
„Jak Uran, tak Neptun by mohli být kamennými obludy nebo ledovými obry v závislosti na předpokladech modelu,“ řekla Helled. Upozornila, že naše znalosti o těchto planetách mohou být neúplné, protože jsou založeny převážně na datech shromážděných kosmickou sondou Voyager 2 v 80. letech.
„Současná data jsou nedostatečná k rozlišení obou, a proto potřebujeme specializované mise k Uranu a Neptunu, které mohou odhalit jejich pravou povahu,“ dodala Helled.
Tým doufá, že model může sloužit jako nestranný nástroj pro jakákoliv nová data z budoucích vesmírných misí k těmto planetám.
