Nový výpočetní model naznačuje, že jádra Uran a Neptun mohou být méně ledová, než jejich přezdívka „ledoví obři“ napovídá.
Podle tohoto nového modelu jsou vnitřky Uran a Neptun rockery, než se vědci dříve domnívali, což zpochybňuje myšlenku, že by tyto planety měly být nazývány „ledovými obry“. Studie, publikovaná 10. prosince v časopise Astronomy & Astrophysics, může také pomoci vysvětlit záhadná magnetická pole těchto planet.
Uran a Neptun jsou relativně velké planety na okraji sluneční soustavy. Neptun je nejvzdálenější planetou, obíhající v průměru 2,8 miliardy mil (4,5 miliardy kilometrů) od Slunce. Extrémně chladné teploty na těchto vzdálenostech způsobují, že plyny jako vodík, hélium a voda se kondenzují do komprimovaných ledových suspenzí, které tvoří jádra planet. Takto byly tyto planety označovány jako ledoví obři.
„Klasifikace jako ledový obr je zjednodušená, protože Uran a Neptun jsou stále špatně pochopeny,“ uvedl Luca Morf, hlavní autor studie a doktorand na Univerzitě v Curychu.
Studium vzdálených planet
Morf a jeho vedoucí, Ravit Helled, vyvinuli nový hybridní model ve snaze lépe porozumět vnitřní struktuře těchto chladných planet. Modely založené pouze na fyzice silně spoléhají na předpoklady učiněné modelujícím, zatímco observační modely mohou být příliš zjednodušené, vysvětlil Morf. „Kombinovali jsme oba přístupy, abychom získali vnitřní modely, které jsou jak bez předsudků, tak fyzicky konzistentní,“ dodal.
Vědci začali tím, že zvažovali, jak se hustota jádra každé planety může měnit s vzdáleností od jejich středu, a poté upravili model, aby zohlednili gravitaci planet. Z toho vyvodili teplotu a složení jádra a vytvořili nový profil hustoty. Tým se vrátil k novým hustotním parametrům a tento proces opakoval, dokud model nejen nezapadl do současných observačních dat.
Touto metodou vytvořili celkem osm možných jader pro Uran a Neptun, z nichž tři měly vysoké poměry kamene a vody. To ukazuje, že vnitřky Uran a Neptun nejsou omezeny na led, jak se dříve myslelo, uvedli badatelé.
Jádra a magnetická pole
Všechna modelovaná jádra měla konvekční oblasti, kde existuje čistá voda v ionické fázi. To je místo, kde 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, která způsobují, že Uran a Neptun mají více než dvě pólové oblasti. Model také naznačuje, že magnetické pole Uranu je generováno blíže k jeho středu než pole Neptunu.
„Jedním z hlavních problémů je, že fyzikové stále sotva rozumí tomu, jak se materiály chovají za exotických podmínek [vysokého] tlaku a teploty v srdci planety, což by mohlo mít dopad na naše výsledky,“ řekl Morf. Tým plánuje vylepšit svůj model zahrnutím dalších molekul, jako je methan a amoniak, které se také mohou nacházet v jádrech.
„Uran a Neptun by mohli být kamennými obry nebo ledovými obry v závislosti na předpokladech modelu,“ uvedla Helled. Upozornila, že většina našich znalostí o těchto planetách může být neúplná, protože je založena do značné míry na datech, která shromáždila kosmická sonda Voyager 2 v 80. letech.
„Současná data jsou nedostatečná na to, aby odlišila obě varianty, a proto potřebujeme specializované mise k Uran a Neptun, které mohou odhalit jejich skutečnou povahu,“ dodala Helled.
Šťastní, že model může sloužit jako bezpředsudečný nástroj pro jakákoli nová data z budoucích vesmírných misí na tyto planety, doufají badatelé, že poskytnou nové poznatky a úhly pohledu.
Mason Wakley je nezávislý vědecký novinář z Velké Británie, který se nejvíce zajímá o chemii, materiály a environmentální vědu. Byl internem v Chemistry World v roce 2025 a má magisterský titul z chemie na Univerzitě v Oxfordu.
