Nový výpočetní model naznačuje, že jádra Uran a Neptuna mohou být méně ledová, než by jejich přezdívka ‚ledoví obři‘ napovídala.

Podle nového výzkumu, publikovaného 10. prosince v časopise Astronomy & Astrophysics, mohou být vnitřky Uran a Neptuna skalnatější, než si vědci dříve mysleli, což zpochybňuje myšlenku, že tyto planety by měly být označovány jako ‚ledoví obři‘.

Uran a Neptun jsou relativně velké planety na okraji sluneční soustavy; Neptun je nejdál od Slunce, na průměrné vzdálenosti 2,8 miliardy mil (4,5 miliardy kilometrů). Extrémně nízké teploty v těchto vzdálenostech způsobují, že se plyny jako vodík, hélium a voda kondenzují do stlačených ledových směsí, které tvoří jádra planet. Z tohoto důvodu se tyto planety staly známými jako ledoví obři.

„Klasifikace ledových obrů je zjednodušená, protože Uran a Neptun jsou stále špatně pochopené,“ uvedl hlavní autor studie Luca Morf, doktorand na Univerzitě v Curychu.

Daleko od Slunce

Morf a jeho vedoucí, Ravit Helled, vyvinuli nový hybridní model v pokusu lépe porozumět vnitřku těchto studených planet. Modely založené pouze na fyzice se silně spoléhají na předpoklady učiněné modelářem, zatímco observační modely mohou být příliš zjednodušené, vysvětlil Morf. „Spojili jsme oba přístupy, abychom získali vnitřní modely, které jsou jak nezaujaté, tak fyzicky konzistentní,“ dodal.

Pár začal tím, že zvažoval, jak by mohla hustota jádra každé planety kolísat v závislosti na vzdálenosti od centra planet, a poté upravili model tak, aby odpovídal gravitaci planet. Z toho usoudili teplotu a složení jádra a vygenerovali nový hustotní profil. Tým znovu vložil nové hustotní parametry do modelu a opakoval tento proces, dokud jádro modelu plně neodpovídalo aktuálním observačním datům.

Tato metoda vygenerovala celkem osm možných jader pro Uran a Neptun, z nichž tři měly vysoké poměry skály k vodě. To ukazuje, že vnitřky Uran a Neptuna nejsou omezeny pouze na led, jak se dříve myslelo, uvedli vědci.

Konečně nová zjištění

Všechna modelovaná jádra měla konvekční oblasti, kde existuje čistá voda v její 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 mnoha magnetických polí planet, která způsobují, že Uran a Neptun mají více než dvě póly. Model také naznačuje, že magnetické pole Uranu je generováno blíže k jeho centru než u Neptuna.

„Jedním z hlavních problémů je, že fyzici stále jen málo chápou, jak se materiály chovají za exotických podmínek [vysokého] tlaku a teploty, které se nacházejí v jádře planety, a to by mohlo ovlivnit naše výsledky,“ uvedl Morf. Tým si klade za cíl zlepšit svůj model zahrnutím dalších molekul, jako jsou metan a amoniak, které se také mohou nacházet v jádrech.

„Uran a Neptun by mohly být skalními obry nebo ledovými obry v závislosti na předpokladech modelu,“ uvedla Helled. Poukázala na to, že naše chápání těchto planet může být nedostatečné, jelikož je založeno převážně na datech shromážděných sondou Voyager 2 v 80. letech.

„Současná data jsou nedostatečná pro rozlišení mezi těmito dvěma, a proto potřebujeme specializované mise k Uran a Neptun, které mohou odhalit jejich pravou podstatu,“ dodala Helled.

Tým doufá, že model může sloužit jako nezaujatý nástroj pro jakákoli nová data z budoucích vesmírných misí k těmto planetám.

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 Oxfordské univerzity.