Astronomii au crezut de mult timp că giganții de gheață Uranus și Neptun sunt bogați în apă înghețată. Cu toate acestea, un nou studiu sugerează că pot avea și tone de gheață de metan.
Descoperirile ar putea ajuta la rezolvarea unui puzzle despre modul în care s-au format aceste lumi înghețate.
Mult despre Uranus și Neptun rămâne necunoscut. Aceste lumi gigantice de gheață au avut doar un singur vizitator al unei nave spațiale, Voyager 2, care a zburat pe lângă ele în anii 1980. Drept urmare, oamenii de știință au doar o idee neclară despre compoziția giganților de gheață – de exemplu, că aceștia conțin cantități semnificative de oxigen, carbon și hidrogen.
Pentru a afla mai multe despre ce sunt alcătuiți Uranus și Neptun, astronomii au conceput modele care se potrivesc cu proprietățile fizice pe care Voyager 2 și telescoapele de pe Pământ le-au măsurat. Multe modele presupun că planetele au o înveliș subțire de hidrogen și heliu; un strat subiacent de apă comprimată superionică și amoniac; și un nucleu stâncos central. (Apa este ceea ce le oferă eticheta lor de „gigant de gheață”.) Unele estimări sugerează că Uranus și Neptun ar putea avea fiecare de 50.000 de ori cantitatea de apă în oceanele Pământului.
Dar autorii noului studiu spun că aceste modele ignoră modul în care s-au format giganții de gheață. Pe măsură ce Uranus și Neptun s-au unit din norul de praf din jurul tânărului soare, au înghițit sau au acumulat obiecte numite planetezimale. Echipa spune că aceste planetezimale seamănă cu cometele actuale, cum ar fi 67P/Churyumov-Gerasimenko, care își au originea în Centura Kuiper, regiunea în formă de gogoașă a corpurilor înghețate dincolo de orbita lui Neptun.
Legate de: Unde se termină sistemul solar?
Spre deosebire de presupusele giganți de gheață bogati în apă, totuși, o mare parte din aceste obiecte asemănătoare planetezimale sunt bogate în carbon. Deci, „cum este posibil să se formeze un gigant de gheață din blocuri de construcție sărace în gheață?” a spus Uri Malamudautorul principal al studiului și un om de știință planetar la Technion – Institutul de Tehnologie din Israel.
Pentru a rezolva acest aparent paradox, Malamud și coautorii săi au construit sute de mii de modele ale interioarelor lui Uranus și Neptun. Algoritmul pe care l-au folosit „începe să se potrivească cu o compoziție potrivită pentru suprafața planetei și își face treptat drumul mai adânc în punctul central al planetei”. Ei au considerat mai multe substanțe chimice, printre care fierul, apa și metanul, componenta principală a gazelor naturale. Apoi, ei au încercat să determine care model seamănă cel mai mult cu giganții de gheață reale în trăsături precum raza și masa.
Dintre diferitele modele pe care le-au construit, astronomii au descoperit că cele cu metan se potrivesc criteriilor lor, metanul — fie în bucăți solide, fie, având în vedere presiunea, într-o stare moale — formând un strat gros între învelișul hidrogen-heliu și apă. strat. În unele modele, metanul a reprezentat 10% din masa planetei.
Echipa și-a publicat rezultatele, care nu au fost încă evaluate de colegi, pe serverul de preprint arXiv în martie.
Acest metan deține cheia pentru a rezolva paradoxul gheții. Gheața s-ar fi putut forma atunci când hidrogenul din planetele în creștere a reacționat chimic cu carbonul din planetesimile pe care planetele au acumulat, au spus cercetătorii. Astfel de reacții se întâmplă la temperaturi ridicate și presiuni superînalte – de milioane de ori presiunea atmosferică pe care o experimentăm pe Pământ. Acestea sunt condițiile exacte pe care oamenii de știință cred că au existat pe planetele în curs de dezvoltare.
Descoperirile ar putea oferi o perspectivă mai bună asupra acestor planete puțin înțelese, deși verificarea dacă sunt de fapt bogate în metan ar fi o provocare, a spus Malamud. Acesta ar fi un obiectiv pentru unul dintre mai mulți misiunile propuse de la NASA și alte agenții spațiale care își propun să exploreze Uranus.