Naukowcy w końcu zajrzeli do wnętrza Urana i Neptuna. Ich wnętrza są zupełnie nie z tej Ziemi
Na przestrzeni ostatniego wieku naukowcy bardzo dobrze poznali planety skaliste w Układzie Słonecznym. Choć wielu rzeczy jeszcze o nich nie wiemy, to w porównaniu do Urana i Neptuna, o Marsie i o Wenus wiemy zasadniczo wszystko.
Uran i Neptun, lodowe olbrzymy, dwie ostatnie planety Układu Słonecznego wciąż czekają na lepsze czasy. Choć ludzie badają Układ Słoneczny za pomocą sond kosmicznych jak szaleni, to akurat te dwie planety zostały odwiedzone przez aparat wysłany z Ziemi tylko raz. Dokonała tego wysłana z Ziemi w 1977 r. sonda Voyager 2, która przeleciała w odległości 107 100 km od Urana w 1986 r., a trzy lata później minęła Neptuna w odległości zaledwie 4500 km.
Od tego czasu jednak w kierunku żadnej z tych planet nie poleciało nic.
O budowie wewnętrznej obu planet wiemy jedynie tyle, że najprawdopodobniej składają się z wyraźnych, oddzielnych warstw, tj. rozległej atmosfery, lodu lub cieczy, skalistego płaszcza i metalicznego jądra w samym centrum.
Naukowcy z Uniwersytetu Yonsei w Korei Południowej postanowili sprawdzić, jak mogą wyglądać oddziaływania zachodzące między wodą a skałą w warunkach, jakie panują we wnętrzach takich lodowych olbrzymów. Założenie jest bowiem takie, że ekstremalne warunki takie jak wysokie ciśnienie i wysoka temperatura mogą prowadzić do zupełnie nowych właściwości i procesów na styku wody i skały.
Aby sprawdzić co się dzieje we wnętrzu Urana i Neptuna, badacze umieścili typowe minerały takie jak ferroperyklaz (jeden z głównych minerałów w płaszczu Ziemi) i oliwiny w wodzie, a następnie taką mieszaninę umieścili w imadle diamentowym, które umożliwia odtworzenie ekstremalnie wysokiego ciśnienia panującego we wnętrzu planety. Następnie za pomocą lasera próbkę podgrzano do bardzo wysokiej temperatury. W całym tym procesie próbkę obserwowano w zakresie rentgenowskim.
Co się okazało?
Okazało się, że w trakcie eksperymentu w wodzie pojawiło się wysokie stężenie magnezu. Ewidentnie wysokie ciśnienie wody sprawia, że magnez dużo łatwiej się w niej rozpuszcza. Badacze podejrzewają, że w warunkach panujących we wnętrzu Urana i Neptuna, magnez rozpuszcza się w wodzie tak jak sól w wodzie morskiej na Ziemi.
Odkrycie to wskazuje na jeszcze jedną cechę planet. Atmosfera Urana jest dużo chłodniejsza od Neptuna. Może to wynikać z faktu, że w warstwie wody w Uranie znajduje się więcej magnezu, który może działać niczym warstwa izolacyjna uniemożliwiająca ucieczkę ciepła z wnętrza planety na zewnątrz. Stąd i niska temperatura atmosfery, która nie jest podgrzewana przez wnętrze planety.
Zaskakujące wnioski z eksperymentu dotyczą Urana i Neptuna, ale jak zauważają badacze, będą one niezwykle cenne dla naukowców zajmujących się planetami pozasłonecznymi. Wśród ponad 4000 odkrytych planet pozasłonecznych, stosunkowo dużą część stanowią planety większe od Ziemi, a mniejsze od Neptuna. Cała ta grupa planet stanowi doskonałe laboratorium do badania procesów zachodzących we wnętrzach planet w całej palecie warunków atmosferycznych. Naukowcy już teraz planują dalsze eksperymenty, w których będą zmieniać zarówno ciśnienie jak i atmosferę i analizować wpływ tych zmian na procesy zachodzące na styku skał i wody.
