Uran i Neptun nie są lodowymi gigantami? Mogą tam być oceany magmy

Wnętrza jak morze magmy

Astronomowie z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles (UCLA) pod kierownictwem Edwarda D. Younga, specjalisty od geochemii planetarnej, przeprowadzili serię symulacji komputerowych dotyczących budowy wewnętrznej obu planet. Wyniki stoją w wyraźnej sprzeczności z modelem obowiązującym od dekad.

Tradycyjny model zakładał, że pod warstwą atmosfery złożonej z wodoru i helu kryje się gruba warstwa "lodów" - czyli mieszaniny wody, amoniaku i metanu w ekstremalnie wysokim ciśnieniu i temperaturze. Natomiast jeszcze głębiej leży skaliste jądro. Pojęcie "lód" jest tu mylące, bo w warunkach panujących we wnętrzu tych planet substancje te wcale nie przypominają lodu ze szklanki soku.

Symulacje zespołu Younga proponują zupełnie inną strukturę. Bezpośrednio pod atmosferą wodorowo-helową miałaby się znajdować cienka warstwa przejściowa, zawierająca między innymi magnez, krzemotlenek i tlen. Poniżej tej warstwy rozciąga się to, co badacze nazywają oceanem magmy. Jest to płynna mieszanina krzemianów, żelaza i wodoru pod ogromnym ciśnieniem. Mówiąc prościej, wnętrze obu planet byłoby bardziej podobne do głębokiego, rozgrzanego oceanu skały niż do zmrożonego płaszcza lodowego.

Model ten lepiej tłumaczy dwa zjawiska, które od lat stanowiły problem dla naukowców. Pierwsze to nieregularne pola magnetyczne obu planet, które trudno wyjaśnić klasycznym modelem lodowym. Drugie to rozkład ciepła wewnątrz Urana i Neptuna - w szczególności fakt, że Uran wypromieniowuje zaskakująco mało ciepła jak na planetę jego wielkości.

Badania mają też znaczenie wykraczające poza nasz układ słoneczny. Uran i Neptun mogą być świetnymi odpowiednikami tzw. sub-Neptunów, czyli planet o promieniu od 1 do 4,5 razy większym niż Ziemia. To najczęściej spotykany typ egzoplanet (planet krążących wokół innych gwiazd) w całej naszej galaktyce, a mimo to ich budowa pozostaje słabo poznana ze względu na brak bliskiego odpowiednika w naszym układzie.