Uranus ja Neptunus ovat edelleen kaksi aurinkokunnan arvoituksellisinta planeettaa, ennen kaikkea siksi, että niitä on käynyt tutkimassa vain Nasan Voyager 2 -luotain vuosina 1986 ja 1989.
Niiden nimitys ”jääjättiläisplaneetta” perustuu pitkään vallinneisiin oletuksiin, joiden mukaan niiden sisäosat koostuvat jäisestä vaipasta vety-helium-kaasukehien alla.
Vaikka myös Jupiter ja Saturnus koostuvat pääasiassa vedystä ja heliumista, Uranuksella ja Neptunuksella oletetaan olevan kerroksellinen rakenne, jonka sisäosat koostuvat jäisistä aineista.
Vuosikymmenien aikana julkaistujen mallien, tutkimusten ja hypoteesien jälkeen keskustelu Uranuksen ja Neptunuksen pitkään käytetystä ”jääjättiläisplaneetta”-nimityksestä käy yhä kiivaammaksi.
Arxiv-palvelussa hiljattain julkaistu vielä vertaisarvioimaton Kalifornian yliopiston tutkimus esittää, ettei tämä nimitys olisikaan niin vankalla pohjalla kuin tutkijat ovat pitkään uskoneet.
Tutkimuksessa tutkijat hyödynsivät joukkoa tietokonemalleja simuloidakseen ja selvittääkseen Uranuksen ja Neptunuksen sisäistä rakennetta ja siellä eteneviä prosesseja.
Tutkimuksen päätavoitteena oli vahvistaa tai kumota pitkään vallinneet mallit ja hypoteesit Uranuksen ja Neptunuksen asemasta ”jääjättiläisplaneettoina”.
Pitkään vallinneiden mallien mukaan molemmilla planeetoilla on vety-helium-kaasukehä, jonka alla on laaja vedestä, ammoniakista ja metaanista koostuvien ”jäiden” vaippa ja sen alla kivinen ydin.
Sekä planeettojen magneettikenttiä että lämmön jakautumista koskevat tutkimukset ovat kuitenkin hämmentäneet tutkijoita.
Kalifornian yliopiston tutkijat huomauttavat, että heidän tutkimuksensa voisi paitsi selittää Uranuksen ja Neptunuksen sisärakennetta myös toimia vertailukohtana niin sanotuille mini-Neptunus-eksoplaneetoille.
Ne ovat Linnunratagalaksin yleisin eksoplaneettatyyppi, ja niiden säde vastaa 1–4,5 Maan sädettä. Ne ovat planeetta Neptunusta pienempiä, mutta Maata suurempia.
Koska Aurinkokunnassa ei ole vastaavanlaista planeettaa, tällaisten eksoplaneettojen synty ja kehitys ovat edelleen tieteellinen arvoitus.
Kalifornian yliopiston tutkimuksen loppupäätelmä on se, että Uranuksen ja Neptunuksen sisäosat saattaisivat koostua magmamerestä jäisen rakenteen sijaan.
Tutkimuksessa esitellyn mallin mukaan planeettojen uloimpana kerroksena olisi vety-helium-kaasukehä, joka kuljettaa lämpöä ylempään kaasukehään ja säteilee sen avaruuteen.
Tämän alapuolella olisi rajakerros, joka koostuu useista alkuaineista ja yhdisteistä, kuten vedystä, heliumista, magnesiumista, piimonoksidista ja hapesta. Alimpana olisi silikaatista, raudasta ja vedystä koostuva magmameri.
”Vaikka tämä on vain yksi useista malleista, jotka onnistuvat selittämään Neptunuksen ja Uranuksen havaitut ominaisuudet, tällä mallilla on useita puolia, jotka puoltavat sitä. Yksi niistä on yhteys muihin kääpiökaasuplaneettoihin. Ei ole selvää, että jääjättiläisplaneettojen ja mini-Neptunusten pitäisi olla perustavanlaatuisesti erilaisia vain siksi, että niiden etäisyys emotähdestään on erilainen”, tutkijat kirjoittavat raportissaan.
Tutkimuksesta uutisoi Phys.org -sivusto.
