Nový výpočetní model naznačuje, že jádra Uran a Neptuna mohou být méně ledová, než by naznačovalo jejich označení „ledoví giganti“.
Podle nového výzkumu, který byl publikován 10. prosince v časopise Astronomy & Astrophysics, mohou být vnitřky Uran a Neptuna skalnatější, než se dosud předpokládalo, což zpochybňuje myšlenku, že by tyto planety měly být nazývány „ledovými giganti“.
Uran a Neptun jsou relativně velké planety na okraji sluneční soustavy; Neptun je nejvzdálenější planeta, průměrně obíhající ve vzdálenosti 2,8 miliardy mil (4,5 miliardy kilometrů) od slunce. Extrémně chladné teploty v těchto vzdálenostech způsobují kondenzaci plynů, jako je vodík, helium a voda, do stlačených ledových kaší, které tvoří jádra planet. Z tohoto důvodu jsou tyto planety známé jako ledoví giganti.
„Klasifikace jako ledoví giganti je zjednodušující, protože Uran a Neptun jsou stále špatně pochopené,“ uvedl hlavní autor studie Luca Morf, doktorand na Univerzitě v Curychu.
Dálkové planety
Morf a jeho vedoucí, Ravit Helled, vyvinuli nový hybridní model, aby lépe porozuměli vnitřní struktuře těchto studených planet. Modely založené pouze na fyzice silně spoléhají na předpoklady učiněné modelářem, zatímco observační modely mohou být příliš zjednodušené, vysvětlil Morf. „Kombinovali jsme oba přístupy, abychom získali vnitřní modely, které jsou nestranné a fyzicky konzistentní,“ dodal.
Pár začal tím, že zvážil, jak může hustota jádra každé planety kolísat s vzdáleností od centra planet a následně upravil model, aby zohlednil gravitaci planet. Z toho odvodili teplotu a složení jádra a vytvořili nový profil hustoty. Tým vložil nové hustotní parametry zpět do modelu a opakoval tento proces, dokud jádro modelu plně neodpovídalo aktuálním observačním datům.
Tento přístup vedl ke generování osmi možných jader pro Uran a Neptun, přičemž tři z nich měly vysoký poměr skály k vodě. To ukazuje, že vnitřky Uran a Neptuna nejsou omezeny pouze na led, jak se dříve myslelo, uvedli výzkumníci.
Fyzikální charakteristiky
Všechna modelovaná jádra měla konvektivní oblasti, kde existuje čistá voda ve své ionické fázi. Zde extrémní teploty a tlaky způsobují, že se molekuly vody rozpadnou na nabité protony (H+) a hydroxidové ionty (OH-). Tým se domnívá, že takové vrstvy mohou být zdrojem vícenásobných magnetických polí planet, což způsobuje, že Uran a Neptun mají více než dva póly. Model také naznačuje, že magnetické pole Uranu je generováno blíže k jeho centru než magnetické pole Neptuna.
„Jedním z hlavních problémů je, že fyzikové stále jen špatně chápou, jak se materiály chovají za exotických podmínek [vysokého] tlaku a teploty, které se nacházejí v jádru planety, a to může ovlivnit naše výsledky,“ řekl Morf. Tým má v úmyslu zlepšit svůj model tím, že zahrne i další molekuly, jako je metan a amoniak, které se také mohou nacházet v jádrech.
„Jak Uran, tak Neptun by mohli být skalními giganty nebo ledovými giganty, v závislosti na předpokladech modelu,“ řekla Helled. Uvedla, že většina našich poznatků o těchto planetách může být neúplná, protože se zakládá převážně na datech shromážděných kosmickou sondou Voyager 2 v 80. letech.
„Současná data jsou nedostatečná k rozlišování obou, a proto potřebujeme specializované mise k Uranovi a Neptunovi, které mohou odhalit jejich pravou povahu,“ dodala Helled.
Tým doufá, že model může sloužit jako nestranný nástroj pro nová data z budoucích vesmírných misí na tyto planety.
Mason Wakley je nezávislý vědecký novinář z Velké Británie, který se nejvíce zajímá o chemii, materiály a environmentální vědu. Byl stážistou v Chemistry World v roce 2025. Mason má magisterský titul v chemii z Univerzity v Oxfordu.
