Ar Uranas ir Neptūnas yra ne ledo, o uolų milžinai? Mokslininkai kardinaliai perrašo planetų anatomiją

Manoma, kad didžiulis slėgis planetų gelmėse šiuos junginius paverčia kietomis būsenomis, todėl jos tarsi virsta ledu. Ilgą laiką Saulės sistemos planetos buvo skirstomos pagal sudėtį ir atstumą nuo Saulės. 

Arčiau esančios planetos laikomos uolinėmis, o už vadinamosios šalčio ribos prasideda didieji milžinai, kuriuose daug lengvų dujų ir užšąlančių medžiagų. Ši schema atrodė patogi, tačiau Uranas ir Neptūnas visada buvo tarsi išimtis, nes jų vidinė sandara iki šiol išlieka miglota.

Didelę nežinią lemia ir tai, kad šias planetas iš arti tyrė tik vienas aparatas. „Voyager 2“ pro zondas Uraną praskriejo 1986 metais, o Neptūną 1989 metais, ir nuo tada naujų artimų misijų nebuvo. Dėl šios priežasties bet koks naujas modelis, paremtas stebėjimų duomenimis, gali stipriai pakeisti ankstesnes prielaidas.

Naujas modelis ir netikėta uolėta sudėtis

Ciuricho universiteto tyrėjai Luca Morf ir Ravit Helled pasiūlė kitokį būdą pažvelgti į šių planetų vidų. Jie kūrė įvairius tankio profilius ir skaičiavo, kokį gravitacinį lauką tokia sandara sukurtų. Tą procesą kartojo daug kartų, kol gavo variantus, kurie geriausiai atitinka stebėjimų duomenis.

Svarbiausia jų išvada ta, kad Uranas ir Neptūnas gali būti mažiau ledo paveikti nei manyta anksčiau. Geriausiai su duomenimis sutampantys variantai rodo, kad vidinė sudėtis nebūtinai turi būti paremta vandeniu ir kitomis ledo tipo medžiagomis. Vietoje to didelė dalis branduolio galėtų būti uolinė, o ledo sluoksniai gali būti plonesni arba kitokios struktūros.

Tyrėjai pabrėžia, kad įprastas ledo milžinų apibūdinimas gali būti pernelyg supaprastintas. Ankstesni fizikiniai modeliai rėmėsi gausiomis prielaidomis, o vien tik empiriniai modeliai buvo per grubūs. Šiame darbe bandyta suderinti abu požiūrius, kad rezultatai būtų ir mažiau šališki, ir fiziškai nuoseklūs.

Ką tai reikštų magnetiniams laukams ir būsimoms misijoms?

Nauji scenarijai padeda paaiškinti ir keistą šių planetų magnetizmą. Uranas ir Neptūnas turi ne įprastą dvipolį lauką, o sudėtingesnę struktūrą, tarsi su daugiau nei dviem poliais. Tyrėjų modeliuose atsiranda vadinamieji joninio vandens sluoksniai, kurie gali generuoti magnetinį dinamą taip, kad jis atitiktų stebimą, ne dipolinį lauką. 

Taip pat siūloma, kad Urano magnetinis laukas gali kilti iš gilesnių sluoksnių nei Neptūno. Jei planetų viduje vyksta konvekcija, medžiaga gali būti nuolat permaišoma, o tai primintų cikliškus procesus, nors ir visiškai kitokio pobūdžio nei Žemėje. 

Tokia dinamiška sandara būtų priešinga senesnei idėjai, kad vidiniai sluoksniai išlieka stabilūs ir menkai kintantys. Vis dėlto tyrėjai pripažįsta, kad dabartinių duomenų nepakanka galutinai pasirinkti vieną modelį. 

Uranas ir Neptūnas gali atrodyti kaip uolų milžinai arba kaip ledo milžinai, priklausomai nuo pasirinktų prielaidų. Todėl svarbiausia žinutė yra paprasta, norint sužinoti tiesą, reikalingos naujos specializuotos misijos į šias tolimas planetas.