Vědci mění pohled na Uran a Neptun: Místo ledových obrů to mohou být magmatické světy

Uran a Neptun, dva nejzáhadnější objekty naší sluneční soustavy, byly dosud navštíveny pouze sondou Voyager 2 v letech 1986 a 1989. Jejich označení „ledoví obři“ vychází z dlouhodobých hypotéz, že se jejich vnitřek skládá z ledového pláště pod atmosférou z vodíku a helia.

Uran a Neptun, dva nejzáhadnější objekty naší sluneční soustavy, byly dosud navštíveny pouze sondou Voyager 2 v letech 1986 a 1989. Jejich označení „ledoví obři“ vychází z dlouhodobých hypotéz, že se jejich vnitřek skládá z ledového pláště pod atmosférou z vodíku a helia. Zatímco Jupiter a Saturn jsou také primárně složeny z vodíku a helia, u Uranu a Neptunu se předpokládala vrstvená struktura s ledovými prvky uvnitř.

Debata o tomto dlouholetém označení se nyní rozhořívá. Nová studie, publikovaná na preprintovém serveru arXiv a předložená k recenzi do Astrophysical Journal, naznačuje, že toto označení nemusí být tak pevné, jak se vědci dlouho domnívali. Tým výzkumníků z Kalifornské univerzity v Los Angeles (UCLA) použil sérii počítačových modelů k simulaci a určení vnitřního složení a procesů Uranu a Neptunu. Hlavním cílem studie bylo potvrdit nebo vyvrátit stávající modely a hypotézy o jejich „ledovém“ statusu.

Dlouhodobé modely předpokládaly u obou planet atmosféru z vodíku a helia, pokrývající rozsáhlý plášť „ledů“ složených z vody, amoniaku a metanu, a nakonec kamenné jádro. Avšak studie jejich magnetických polí a distribuce tepla vědce mátly. Nová zjištění by mohla nejen vysvětlit vnitřní strukturu Uranu a Neptunu, ale také posloužit jako analogie pro exoplanety typu sub-Neptun. Tyto exoplanety jsou nejběžnějším typem v naší galaxii, s poloměrem 1 až 4,5krát větším než Země, a jejich formace a vývoj zůstávají záhadou kvůli absenci podobné planety v naší sluneční soustavě.

Studie dospěla k závěru, že vnitřek Uranu a Neptunu je potenciálně tvořen oceánem magmatu, nikoli ledovou kompozicí. Navrhované planetární vrstvy zahrnují atmosféru z vodíku a helia, která transportuje teplo do horních vrstev atmosféry a vyzařuje ho do vesmíru. Pod touto vrstvou se nachází hraniční vrstva složená z několika prvků, včetně vodíku, helia, hořčíku, oxidu křemičitého (SiO) a kyslíku. Nejspodnější vrstva je pak magmatický oceán složený ze silikátů, železa a vodíku.

Vědci zdůrazňují, že ačkoli jde o jeden z několika modelů, které úspěšně reprodukují pozorované vlastnosti Neptunu a Uranu, tento model má několik výhod. Jednou z nich je spojení s jinými plynnými trpasličími planetami; není jasné, proč by se ledoví obři a sub-Neptuny měly zásadně lišit jen kvůli vzdálenosti od své hostitelské hvězdy. Dále se základní chemické rysy ledových obrů podobají těm u plynných sub-Neptunů, což může naznačovat podobné hraniční podmínky pro chemii atmosfér, které jsou ovlivněny magmatickými oceány.

I když Voyager 2 zůstává jedinou sondou, která navštívila Uran a Neptun, a v současné době nejsou plánovány žádné mise k jejich návratu, bylo navrženo několik konceptů misí. Patří mezi ně například sonda Uranus Orbiter and Probe (UOP), která by se ponořila do atmosféry Uranu, a mise Neptune Odyssey. Oba koncepty počítají s obletem planet a studiem jejich mnoha měsíců, což by mohlo přinést další data k ověření těchto nových teorií.