Αν και τεχνικά είναι αέριοι γίγαντες, ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας αναφέρονται ως «παγωμένοι γίγαντες» λόγω της σύνθεσής τους.
Αυτό αναφέρεται στο γεγονός ότι ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας έχουν περισσότερο μεθάνιο, νερό και άλλες πτητικές ουσίες από τους μεγαλύτερους ομολόγους τους (Δία και Κρόνο).
Δεδομένων των συνθηκών πίεσης στο εσωτερικό των πλανητών, αυτά τα στοιχεία γίνονται στερεά, ουσιαστικά μετατρέπονται σε «πάγους». Ωστόσο, νέα έρευνα από το Πανεπιστήμιο της Ζυρίχης (UZH) και το Εθνικό Κέντρο Ερευνητικής Ικανότητας (NCCR) PlanetS αμφισβητεί την κατανόησή μας για αυτές τις εσωτερικές περιοχές αυτών των πλανητών.
Σύμφωνα με τα ευρήματα της ερευνητικής ομάδας, τα οποία δημοσιεύθηκαν αυτόν τον μήνα στο «Astronomy & Astrophysics», ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας μπορεί να είναι πιο βραχώδεις στους πυρήνες τους και λιγότερο «παγωμένοι» από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως.
Όπως στη Γη
Επιπλέον, η έρευνά τους υποδηλώνει ότι το εσωτερικό τους θα μπορούσε να υποστεί συναγωγή, κατά την οποία το υλικό ανακυκλώνεται (όπως στη Γη μέσω τεκτονικής δραστηριότητας), αντί να παραμένει σταθερό. Αυτές οι πιθανότητες, όπως υποδεικνύουν, θα μπορούσαν να εξηγήσουν μερικά από τα πιο μυστηριώδη χαρακτηριστικά των «παγωμένων γιγάντων».
Ιστορικά, οι επιστήμονες έχουν χωρίσει τους πλανήτες του Ηλιακού Συστήματος σε τρεις ξεχωριστές κατηγορίες με βάση τη σύνθεσή τους, η οποία αντιστοιχεί στην απόστασή τους από τον Ήλιο. Αυτό περιλαμβάνει τους γήινους (βραχώδεις) πλανήτες του εσωτερικού Ηλιακού Συστήματος, Ερμή, Αφροδίτη, Γη και Άρη, ακολουθούμενους από τους πλανήτες πέρα από τη λεγόμενη «Γραμμή Παγετού» (όπου παγώνουν πτητικά υλικά όπως το νερό). Αυτό περιλαμβάνει τους αέριους γίγαντες Δία και Κρόνο και τους παγωμένους γίγαντες Ουρανό και Ποσειδώνα.
Η νέα μελέτη, που διεξήχθη από τον διδακτορικό φοιτητή Luca Morf και την καθηγήτρια Ravit Helled του UZH και του NCCR PlanetS, αμφισβητεί αυτό το πλαίσιο. Από όλους τους ηλιακούς πλανήτες, ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας είναι οι λιγότερο κατανοητοί. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι μόνο μία αποστολή, το Voyager 2, τους έχει μελετήσει από κοντά (το 1986 και το 1989, αντίστοιχα).
Προσομοίωση
Οι Morf και Helled ανέπτυξαν μια μοναδική διαδικασία για την προσομοίωση του εσωτερικού του Ουρανού και του Ποσειδώνα, η οποία έλαβε υπόψη συνθέσεις πέρα από το μοντέλο πλούσιο σε νερό. Αυτή αποτελούνταν από τυχαία προφίλ πυκνότητας, ακολουθούμενα από υπολογισμούς του προκύπτοντος πλανητικού βαρυτικού πεδίου. Στη συνέχεια επανέλαβαν τη διαδικασία για να λάβουν αποτελέσματα συμβατά με τα παρατηρησιακά δεδομένα του Ουρανού και του Ποσειδώνα.
«Η ταξινόμηση των παγωμένων γιγάντων είναι υπεραπλουστευμένη, καθώς ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας εξακολουθούν να μην είναι πλήρως κατανοητοί», εξήγησε ο Morf σε δελτίο Τύπου του UZH.
«Τα μοντέλα που βασίζονται στη φυσική ήταν υπερβολικά βαριά σε υποθέσεις, ενώ τα εμπειρικά μοντέλα είναι υπερβολικά απλοϊκά. Συνδυάσαμε και τις δύο προσεγγίσεις για να αποκτήσουμε εσωτερικά μοντέλα που είναι τόσο “αγνωστικιστικά” όσο και αμερόληπτα και παρ’ όλα αυτά είναι φυσικά συνεπή».
Τα αποτελέσματά τους έδειξαν ότι η καλύτερη προσαρμογή για την εσωτερική τους σύνθεση δεν περιορίζεται στον πάγο (κυρίως νερό) και θα μπορούσε αντ’ αυτού να αποτελείται κυρίως από βράχο. Αυτά τα αποτελέσματα συμφωνούν με τα ευρήματα του Διαστημικού Τηλεσκοπίου Hubble και της αποστολής New Horizons, τα οποία δείχνουν ότι η σύνθεση του Πλούτωνα είναι περίπου 70% βράχοι και μέταλλα και 30% νερό κατά μάζα.
Πιθανές εξηγήσεις
Η μελέτη παρέχει επίσης πιθανές εξηγήσεις στο γιατί ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας έχουν τόσο μυστηριώδη μαγνητικά πεδία, που χαρακτηρίζονται από περισσότερους από δύο πόλους. « Είναι κάτι που προτείναμε για πρώτη φορά πριν από σχεδόν 15 χρόνια και τώρα έχουμε το αριθμητικό πλαίσιο για να το αποδείξουμε», δήλωσε η Helled.
«Τα μοντέλα μας έχουν τα λεγόμενα στρώματα “ιοντικού νερού”, τα οποία παράγουν μαγνητικά δυναμό σε θέσεις που εξηγούν τα παρατηρούμενα μη διπολικά μαγνητικά πεδία. Διαπιστώσαμε επίσης ότι το μαγνητικό πεδίο του Ουρανού προέρχεται βαθύτερα από αυτό του Ποσειδώνα».
Φυσικά, υπάρχουν αβεβαιότητες σε αυτό το μοντέλο, γεγονός που υπογραμμίζει την ανάγκη μελλοντικών αποστολών για την περαιτέρω διερεύνηση των παγωμένων γιγάντων.
Εν τω μεταξύ, τα νέα αποτελέσματα παρουσιάζουν νέα σενάρια και αμφισβητούν υποθέσεις δεκαετιών σχετικά με την εσωτερική σύνθεση γιγάντιων πλανητών. Θα μπορούσαν επίσης να καθοδηγήσουν μελλοντικές μελέτες της επιστήμης των υλικών σχετικά με τις πλανητικές συνθήκες και τον τρόπο συμπεριφοράς της ύλης υπό ακραίες συνθήκες.
«Τόσο ο Ουρανός όσο και ο Ποσειδώνας θα μπορούσαν να είναι γίγαντες βράχων ή γίγαντες πάγου, ανάλογα με τις υποθέσεις του μοντέλου», δήλωσε η Helled.
«Τα δεδομένα δεν επαρκούν προς το παρόν για να διακρίνουμε τα δύο και ως εκ τούτου χρειαζόμαστε ειδικές αποστολές στον Ουρανό και τον Ποσειδώνα που μπορούν να αποκαλύψουν την πραγματική τους φύση».
Εφημερίδα Απογευματινή
