Urán a Neptún patria medzi najmenej preskúmané planéty Slnečnej sústavy, no zároveň medzi tie najzáhadnejšie. Doteraz ich astronómovia zaraďovali do kategórie tzv. ľadových obrov, teda planét, ktorých vnútro má tvoriť najmä zmes stlačených ľadov, ako je voda, amoniak či metán. Nová štúdia však túto predstavu výrazne spochybňuje. Podľa najnovšieho výpočtového modelu môžu mať obe planéty omnoho skalnatejšie jadrá, než sa doteraz predpokladalo.

Výskum, ktorý bol publikovaný 10. decembra v odbornom časopise Astronomy & Astrophysics, naznačuje, že označenie „ľadoví obri“ môže byť v prípade Uránu a Neptúna zavádzajúce. Autori štúdie zároveň ponúkajú možné vysvetlenie dlhodobo záhadných magnetických polí oboch planét, ktoré sa výrazne líšia od magnetických polí Zeme či Jupitera. Na mýlku v označovaní planét upozornil portál Live Science.

Prečo „ľadový obor“ nemusí sedieť

Neptún je najvzdialenejšou planétou Slnečnej sústavy a v priemere obieha Slnko vo vzdialenosti približne 4,5 miliardy kilometrov. Urán je len o niečo bližšie. V takýchto extrémnych podmienkach panujú veľmi nízke teploty, ktoré spôsobujú, že plyny ako vodík, hélium či voda prechádzajú do hustých, stlačených foriem pripomínajúcich ľadovú kašu. Práve na tomto predpoklade vzniklo pomenovanie ľadových obrov.

NASA, ESA and M. Showalter

Podľa hlavného autora štúdie Lucu Morfa z Univerzity v Zürichu je však táto klasifikácia príliš zjednodušená. „Kategorizácia ľadových obrov je zjednodušená, pretože Urán a Neptún sú stále veľmi zle pochopené,“ uviedol Morf v oficiálnom vyhlásení. Nový model naznačuje, že vnútorná stavba oboch planét môže obsahovať výrazne viac horninového materiálu, než sa doteraz predpokladalo.

Nový hybridný model mení pohľad

Morf spolu so svojou školiteľkou Ravit Helled vyvinuli tzv. hybridný model, ktorý kombinuje fyzikálne výpočty s dostupnými pozorovacími dátami. Čisto teoretické modely sa podľa autorov často opierajú o subjektívne predpoklady, zatiaľ čo modely založené len na pozorovaniach bývajú príliš zjednodušené. „Skombinovali sme oba prístupy, aby sme získali modely vnútorných štruktúr, ktoré sú nestranné a zároveň fyzikálne konzistentné,“ vysvetľuje Morf.

Vedci postupne menili hustotu jadra v závislosti od vzdialenosti od stredu planéty a model prispôsobovali gravitačným údajom. Z toho následne odvodili teplotu a chemické zloženie jadra a vytvorili nový profil hustoty. Tento proces opakovali dovtedy, kým výsledky presne nezodpovedali dostupným pozorovaniam.

Výsledkom bolo osem možných modelov jadra pre každú z planét, pričom tri z nich vykazovali vysoký pomer hornín k vode. To naznačuje, že vnútro Uránu a Neptúna nemusí byť tvorené prevažne ľadom, ale môže mať charakter tzv. skalného obra.

Magnetické polia ako kľúč k pochopeniu

Zaujímavým zistením je, že všetky modelované jadrá obsahovali konvektívne oblasti, v ktorých sa voda nachádza v iónovej fáze. Pri extrémnych tlakoch a teplotách sa molekuly vody rozpadajú na nabité protóny a hydroxidové ióny. Práve tieto vrstvy by mohli byť zdrojom neobvyklých magnetických polí oboch planét, ktoré sa vyznačujú viacerými magnetickými pólmi.

Model zároveň naznačuje, že magnetické pole Uránu vzniká bližšie k jeho stredu než v prípade Neptúna, čo by mohlo vysvetľovať rozdiely v ich magnetických vlastnostiach.

NASA

Autori si však uvedomujú limity svojho prístupu. „Jedným z hlavných problémov je, že fyzici stále len veľmi slabo rozumejú správaniu materiálov v exotických podmienkach vysokého tlaku a teploty v srdci planéty, čo môže ovplyvniť naše výsledky,“ priznáva Morf. Do budúcnosti chcú model rozšíriť aj o ďalšie molekuly, ako metán či amoniak.

Ravit Helled dodáva, že Urán aj Neptún môžu byť podľa rôznych predpokladov buď skalnými, alebo ľadovými obrami. „Súčasné údaje nestačia na to, aby sme tieto možnosti spoľahlivo rozlíšili. Väčšina našich poznatkov pochádza zo sondy Voyager 2 z 80. rokov,“ upozorňuje. Podľa nej sú nevyhnutné nové špecializované misie, ktoré by konečne odhalili skutočnú povahu týchto vzdialených svetov.

Čítajte viac z kategórie: Novinky