Decenijama smo u školi učili da u Sunčevom sistemu postoje Četiri kamenite planete, dva plinovita diva i dva ledena divaTa vrsta planetarne "ABC" izgledala je nepromjenjiva, ali nedavna studija tima iz Univerzitet u Zürichu To dovodi u pitanje ključni dio ove klasične klasifikacije.
Novo istraživanje sugerira da Uran i Neptun možda kriju mnogo kamenitiju unutrašnjost nego što se ranije pretpostavljalo.do te mjere da nije sasvim jasno da li bi ih i dalje trebalo kategorizirati bez ikakvih nijansi kao ledene divove. Ne radi se o naglom preimenovanju ovih svjetova, već o otvaranju vrata široj tipologiji u kojoj stijena igra istaknutiju ulogu.
Model koji dovodi u pitanje etiketu "ledenih divova"
Tradicionalno, Sunčev sistem je podijeljen na terestričke planete (Merkur, Venera, Zemlja i Mars), plinoviti divovi (Jupiter i Saturn) i ledeni divovi (Uran i Neptun)U ovoj shemi, dva plavkasta svijeta s vanjske strane definirana su unutrašnjostima u kojima dominiraju vodeni led, amonijak i metan, obavijeni plinovitim slojevima.
Međutim, nova studija objavljena u časopisu Astronomija i astrofizika tvrdi da dostupni podaci omogućavaju drugačije tumačenje: Ne može se isključiti da su Uran i Neptun, u stvarnosti, mnogo bogatiji stijenama. nego što su standardni modeli predvidjeli. Ključno nije u tome da su nužno stjenoviti, već da scenario "bogat ledom" više nije jedino rješenje kompatibilno s opažanjima.
Ova reinterpretacija povezuje se s drugim rezultatom koji je posljednjih godina izazvao mnogo diskusija: Pluton, patuljasta planeta u Kuiperovom pojasuČini se da je pretežno kamenito.Od kada se smatrao gotovo ledenim blokom na periferiji Sunčevog sistema, sada vidimo da je njegova unutrašnjost složenija i, prije svega, manje "ledena" nego što se ranije mislilo. To sugerira da možda Precijenili smo ulogu leda u nekim udaljenim telima.
Nova metodologija za stare enigme
Do sada su mnoge procjene o strukturi ovih planeta dolazile od fizički modeli s mnogim početnim pretpostavkama (na primjer, koji se udio leda, stijena i plina "očekuje" da će biti pronađen) ili empirijski modeli toliko pojednostavljeni da nisu uspjeli obuhvatiti svu moguću složenost. Tim iz Zuricha pokušao je izbjeći obje krajnosti hibridnim pristupom.
Njihov prijedlog uključuje izgradnju "agnostički model" unutrašnjosti Urana i Neptuna. U praksi, proces počinje generiranjem nasumične gustoće profila za svaku planetu; to jest, okvirne raspodjele kako se gustoća mijenja od jezgra do najudaljenijih slojeva. Iz ovog profila izračunavaju gravitacijsko polje koje bi trebalo biti proizvedeno.
To gravitaciono polje se upoređuje sa stvarna mjerenja dobijena svemirskim misijama i posmatranjima sa ZemljeAko ne odgovara, profil se odbacuje i pokušava se s drugim. Ovaj proces, koji se ponavlja iznova i iznova, prilagođava model sve dok se ne pronađe skup internih konfiguracija koje odgovaraju svemu što je uočeno.
Dakle, umjesto da pođu od ideje da su to ledeni divovi i prilagode proračune, istraživači Oni dozvoljavaju podacima da "filtriraju" koji su sastavi uvjerljivi.Rezultat nije jedan mogući interijer, već niz scenarija kompatibilnih s dostupnim zapažanjima.
Unutar tog raspona pojavljuju se konfiguracije u kojima Slojevi stijena imaju veoma značajnu težinutoliko da se Uran i Neptun mogu razumno opisati kao "kameni divovi" ili, barem, kao mješoviti svjetovi gdje se stijena takmiči s ledom za istaknutost.
Iza leda: Moguće unutrašnjosti Urana i Neptuna
Objavljeni rezultati pokazuju da, s novim modelom, Unutrašnjost ovih planeta ne mora nužno biti prekrivena ledom.Kombinacije stijena, vode i drugih spojeva mogu proizvesti isto gravitacijsko polje koje se opaža sondama i teleskopima.
U nekim scenarijima koji najbolje odgovaraju, Jezgro i međuslojevi su mnogo gušći. nego što bi se očekivalo od planete kojom dominira vodeni led. Ovo ukazuje na veći udio kamenitog materijala, što se poklapa sa sastavom drugih tijela u vanjskom Sunčevom sistemu, poput prethodno spomenutog Plutona.
Raspon prihvatljivih modela uključuje oba strukture bogate vodom, poput unutrašnjosti gdje stijena nosi većinu težineUmjesto odabira jedne od dvije opcije, rad insistira na tome da su trenutni podaci kompatibilni s obje krajnosti, pa čak i sa međurješenjima.
Ova šira perspektiva nas prisiljava da preispitamo neke klasične pretpostavke. Ako Uran i Neptun nisu nužno ogromne ledene kugle, granica između plinskih divova, ledenih divova i mogućih kamenih divova postaje difuzniji. To ima implikacije ne samo za naš vlastiti sistem, već i za način na koji klasifikujemo planete oko drugih zvezda.
U evropskoj zajednici planetarnih nauka, gdje se definišu buduće istraživačke misije, Ovakvi rezultati podstiču debatu o tome kojim svjetovima treba dati prioritet. u sljedećoj generaciji sondi ESA-e i drugih agencija.
Enigma njegovih magnetskih polja
Jedan od najupečatljivijih aspekata Urana i Neptuna je njihov izuzetno neobično magnetsko poljeIako Zemlja ima dva dobro definirana magnetska pola, ove planete pokazuju haotičnije magnetske strukture, s višestrukim polovima i geometrijama daleko od jednostavnog dipola.
Novi model se također bavi ovom misterijom uključivanjem unutra slojevi "jonske vode" sposobni za generiranje magnetskih dinamaPod ekstremnim uslovima pritiska i temperature, voda se ponaša kao provodljiva tečnost, omogućavajući nastanak električnih struja koje napajaju magnetno polje.
Prema autorima, Lokacija i debljina ovih jonskih slojeva vode objašnjavaju nedipolarna magnetska polja. koji su uočeni. Nadalje, proračuni pokazuju da Uranovo magnetsko polje možda potiče na većoj dubini od Neptunovog., što uvodi još jednu zanimljivu strukturnu razliku između dva giganta.
Ovakav rezultat je relevantan za planetarnu fiziku uopšte. Ako možemo razumjeti kako Egzotične tekućine generiraju kompleksna magnetska polja Na udaljenim planetama moći ćemo bolje interpretirati magnetske signale detektovane u drugim planetarnim sistemima i prilagoditi modele koji se koriste u astrofizici.
Za Evropu i Španiju, s vodećim grupama u numeričkom i fizičkom modeliranju visokih pritisaka, ovi izazovi se otvaraju nove mogućnosti saradnje u misijama i simulacijskim projektima, gdje se podaci s Urana i Neptuna kombiniraju s laboratorijskim eksperimentima i superračunarstvom.
Granice trenutnog znanja
Uprkos sugestivnoj prirodi zaključaka, sami autori naglašavaju da I dalje postoje velike neizvjesnostiJedan od ključnih problema je taj što je fizika materijala pod ekstremni uslovi unutar planete —ogromni pritisci i vrlo visoke temperature — još uvijek nije detaljno poznat.
Svojstva mješavina vode, stijena i drugih spojeva u ovim režimima često se zasnivaju na teorijske ekstrapolacije i ograničeni eksperimentiBilo kakve greške u ovim procjenama mogu se uvući u globalne modele planete i promijeniti proporcije stijena i leda koje se smatraju održivim.
Zato naučnici insistiraju da Još se ne može proglasiti da su Uran i Neptun definitivno kameni divovi. Niti bi trebalo odbaciti njihovu staru klasifikaciju. Ono što se čini jasnim jeste da kategoriju "ledenih divova" više ne treba smatrati jedinom mogućom slikom.
Paralelno s tim, studija služi da ilustruje jedan opštiji aspekt nauke: Ponekad isti podaci podržavaju nekoliko hipoteza istovremenoAli smo se odlučili za onu koja najbolje odgovara našim početnim idejama. U ovom slučaju, pretpostavka od samog početka da su ove planete prvenstveno ledene možda je previdjela druge moguće kombinacije.
Ova vrsta pregleda je uobičajena u astronomiji. Baš kao što se dogodilo kada Pluton se više ne smatra klasičnom planetomPromjene u etiketama odgovaraju na bolje razumijevanje objekata i potrebu da kategorije odražavaju ono što zaista znamo, a ne samo tradiciju.
Sa svim ovim na stolu, istraživači zahtijevaju svemirske misije posebno posvećene Uranu i NeptunuPrethodne posjete su nam omogućile mjerenje nekih ključnih parametara, ali su potrebni orbiteri i sonde sposobne za detaljno proučavanje njihovih gravitacijskih i magnetskih polja i atmosfera.
Misija ovog tipa, moguće u okviru Europska svemirska agencija (ESA) u saradnji s drugim agencijama, moglo bi doprinijeti Precizni podaci koji nedostaju da bi se odlučilo da li su ovi svjetovi ledeni divovi, kameniti svjetovi ili nešto izmeđuZa evropsku naučnu zajednicu, to bi također bila strateška prilika, slična fokusu na Jupiter i njegove mjesece u misiji JUICE.
Nove simulacije još ne zahtijevaju prepisivanje udžbenika, ali jasno stavljaju do znanja da Uran i Neptun su znatno manje jednostavni nego što se ranije mislilo.Mogućnost da su oni uglavnom kameniti divovi, ili barem mješovite planete gdje se stijene takmiče s ledom, ponovo otvara debatu o arhitekturi Sunčevog sistema i pojačava ideju da još uvijek ima mnogo toga za otkriti u našem vlastitom kosmičkom susjedstvu.
