Lodowi giganci Uran i Neptun odkrywają tajemnicę swojego wnętrza

Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley rzucili nowe światło na wewnętrzną budowę lodowych gigantów Urana i Neptuna. Opublikowane w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences badanie sugeruje, że te planety mają warstwową strukturę, która znacznie różni się od budowy gazowych olbrzymów, takich jak Jowisz i Saturn.

Według nowej hipotezy, pod atmosferą wodorowo-helową Urana i Neptuna znajduje się głęboki ocean składający się z wody. Poniżej tej warstwy występuje silnie sprężona ciecz zawierająca węgiel, azot i wodór. Te dwie warstwy nie mieszają się, ponieważ wodór oddziela się od metanu i amoniaku, tworząc wyraźne granice między nimi.

Aby przetestować tę teorię, naukowcy wykorzystali zaawansowane symulacje komputerowe, które pozwoliły im zbadać zachowanie atomów w warunkach panujących we wnętrzach lodowych gigantów. Symulacje obejmowały ponad 500 atomów o proporcjach węgla, tlenu, azotu i wodoru, co umożliwiło dokładne przewidzenie, w jaki sposób substancje będą się rozdzielać przy ekstremalnie wysokich ciśnieniach i temperaturach.

Wyniki symulacji potwierdziły, że w takich warunkach woda oddziela się od węgla i azotu, tworząc dwie odrębne warstwy - górną bogatą w wodę i dolną bogatą w węglowodory. Ten proces prowadzi do trwałego rozdzielenia warstw, uniemożliwiając ich mieszanie.

Odkrycia te są zgodne z danymi grawitacyjnymi uzyskanymi przez sondę Voyager 2 ponad 40 lat temu. Potwierdza to hipotezę, że we wnętrzach Urana i Neptuna istnieje warstwowa struktura, która różni się od budowy gazowych gigantów.

Naukowcy uważają, że takie warstwowe struktury mogą być charakterystyczne również dla egzoplanet podobnych wielkością do lodowych gigantów. Planują dalsze eksperymenty laboratoryjne, aby potwierdzić swoje wyniki, a także mają nadzieję, że przyszła misja NASA do Urana będzie w stanie zweryfikować tę hipotezę za pomocą obrazowania dopplerowskiego.

Odkrycie alternatywnej struktury Urana i Neptuna otwiera nowy rozdział w naszym zrozumieniu wnętrz lodowych gigantów i może mieć daleko idące konsekwencje dla badań planet pozasłonecznych. Lodowe olbrzymy wciąż skrywają wiele tajemnic, a naukowcy są zdeterminowani, by je odkryć.