NASA/ESA
Yeni araştırmalar, Uranüs ve Neptün’ün “buz devleri” olduğu yönündeki uzun zamandır kabul edilen varsayıma meydan okuyor; her iki gezegen de önceden düşünülenden daha kayalık çekirdeklere sahip olabilir.
Teknik olarak gaz devleri olmalarına rağmen Uranüs ve Neptün, bileşimleri nedeniyle “buz devleri” olarak adlandırılıyor. Bu, Uranüs ve Neptün’ün daha fazla metan, su ve diğer uçucu maddeler var daha büyük emsallerinden (Jüpiter ve Satürn) daha fazladır. Bu gezegenlerin içindeki basınç koşulları nedeniyle bu elementler katılaşarak esasen “buz” haline gelir.
Ancak Zürih Üniversitesi (UZH) ve Ulusal Araştırma Yetkinliği Merkezi (NCCR) PlanetS’in yeni araştırmaları, gezegenlerin bu iç bölgelerine dair anlayışımızı zorluyor.
Araştırma ekibinin vardığı sonuçlara göre, yayınlandı Astronomy & Astrophysics dergisinde bu ay Uranüs ve Neptün olabilir daha kayalık ve daha az “buzlu” çekirdekler düşünüldüğünden daha fazla. Dahası araştırmalar, iç mekanlarının, sabit kalmaktan ziyade malzemenin (Dünya’da tektonik aktivite yoluyla olduğu gibi) geri dönüştürüldüğü bir süreç olan konveksiyona maruz kalabileceğini öne sürüyor. Araştırmacılar, bu olasılıkların “buz devlerinin” en gizemli özelliklerinden bazılarını açıklayabileceğini belirtiyor.
Tarihsel olarak, bilim adamları Güneş Sistemindeki gezegenleri üç farklı kategori Güneş’ten uzaklıklarına karşılık gelen bileşimlerine göre. Bu, iç Güneş Sistemindeki karasal (kayalık) gezegenleri (Merkür, Venüs, Dünya ve Mars) ve ardından “Buz Hattı” olarak adlandırılan (su gibi uçucu maddelerin donduğu) ötesindeki gezegenleri içerir. Buna gaz devleri (Jüpiter ve Satürn) ve buz devleri (Uranüs ve Neptün) dahildir. Zürih Üniversitesi (UZH) ve Ulusal Gezegensel Araştırma Merkezi’nden (NCCR PlanetS) doktora adayı Luca Morf ve profesör Ravit Helled tarafından yürütülen yeni çalışma, bu yapıya meydan okuyor.
Güneş Sistemindeki tüm gezegenler arasında, Uranüs ve Neptün en az anlaşılanlardır. Bunun nedeni yalnızca bir misyonun, *Voyager 2* sondasının bunları yakından incelemiş olmasıdır (sırasıyla 1986 ve 1989’da). Morf ve Helled, Uranüs ve Neptün’ün iç mekanlarını simüle etmek için su açısından zengin modelin ötesindeki kompozisyonları dikkate alan benzersiz bir süreç geliştirdi.
Çalışma, rastgele yoğunluk profillerinden ve ardından ortaya çıkan gezegensel çekim alanının hesaplamalarından oluşuyordu. Daha sonra Uranüs ve Neptün’den elde edilen gözlem verileriyle tutarlı sonuçlar elde etmek için süreç tekrarlandı. Morf’un UZH basın bülteninde açıkladığı gibi:
Uranüs ve Neptün’ün varlığı nedeniyle buz devlerinin sınıflandırılması çok basit. hala yeterince anlaşılmadı. Fiziğe dayalı modeller çok fazla varsayımla doluydu, ampirik modeller ise çok basitti. Aynı zamanda ‘agnostik’ veya tarafsız ve fiziksel olarak tutarlı olan dahili modeller elde etmek için her iki yaklaşımı birleştiriyoruz.
Sonuçlar, bu gezegenlerin iç bileşiminin en iyi tanımının buzla (çoğunlukla su) sınırlı olmadığını ve bunun yerine ağırlıklı olarak kayadan oluşabileceğini gösterdi. Bu sonuçlar, Hubble Uzay Teleskobu ve Yeni Ufuklar misyonundan elde edilen bulgularla tutarlıdır; Plüton’un bileşiminin yaklaşık %70’i kaya ve metallerden oluşur ve kütlece %30 su. Çalışma aynı zamanda Uranüs ve Neptün’ün ikiden fazla kutupla karakterize edilen gizemli manyetik alanlara sahip olmasıyla ilgili olası açıklamalar da sunuyor. Helled şunları söyledi:
Bu, ilk olarak neredeyse 15 yıl önce önerdiğimiz bir şeydi ve şimdi bunu gösterecek sayısal yapıya sahibiz. Modellerimiz, gözlemlenen çift kutuplu olmayan manyetik alanları açıklayan konumlarda manyetik dinamolar üreten ‘iyonik su’ katmanlarına sahiptir. Ayrıca Uranüs’ün manyetik alanının Neptün’ünkinden daha derinlerden kaynaklandığını da keşfettik. Modelin varsayımlarına bağlı olarak hem Uranüs hem de Neptün kaya devleri veya buz devleri olabilir. Sen mevcut veriler yetersiz ikisini ayırt edebilmek için Uranüs ve Neptün’e onların gerçek doğasını ortaya çıkarabilecek özel görevlere ihtiyacımız var.
Doğal olarak bu modelde belirsizlikler var ve bu da gelecekteki misyonlarda “buz devlerinin” daha fazla araştırılması gerektiğinin altını çiziyor. Ancak yeni sonuçlar yeni senaryolar sunuyor ve dev gezegenlerin iç kompozisyonu hakkında onlarca yıllık varsayımlara meydan okuyor. Ayrıca gezegen koşulları ve maddenin aşırı koşullarda nasıl davrandığı konusunda gelecekteki malzeme bilimi çalışmalarına da rehberlik edebilirler.