Για πολλές δεκαετίες, οι αστρονόμοι και οι επιστήμονες έχουν χαρακτηρίσει τον Ουρανό και τον Ποσειδώνα ως «παγωμένους γίγαντες», εστιάζοντας κυρίως στην υποκείμενη σύνθεση τους, η οποία ήταν θεωρητικά πλούσια σε πάγο και πτητικές ουσίες. Στις τελευταίες εξελίξεις, ωστόσο, μια πρωτοποριακή μελέτη του Πανεπιστημίου Ζυρίχης (UZH) αμφισβητεί αυτή την παραδοχή, προτείνοντας ότι αυτοί οι μακρινοί πλανήτες μπορεί να κρύβουν σημαντικές ποσότητες πετρωμάτων, ανατρέποντας έτσι την κατανόηση μας για τη δημιουργία και την εξέλιξη των πλανητικών συστημάτων.
Η νέα θεώρηση: Πέτρινοι γίγαντες ή απλά παραδοχές;
Η παραδοσιακή δομή του Ηλιακού Συστήματος έχει συγκεκριμένα χαρακτηριστικά: τέσσερις βραχώδεις πλανήτες (Ερμής, Αφροδίτη, Γη, Άρης), δύο γίγαντες αερίου (Δίας, Κρόνος) και οι δύο «παγωμένοι γίγαντες» (Ουρανός, Ποσειδώνας). Ωστόσο, η ερευνητική ομάδα του UZH, με επικεφαλής τον υποψήφιο διδάκτορα Luca Morf και την καθηγήτρια Ravit Helled, υποστηρίζει ότι οι ανατροπές στην κατηγοριοποίηση αυτή είναι ενδεχόμενες.
Σύμφωνα με τα ευρήματά τους, που καταγράφηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Astronomy & Astrophysics, δεν υπάρχουν σαφείς φυσικοί νόμοι που να υποχρεώνουν αυτούς τους πλανήτες να περιέχουν κατά κύριο λόγο πάγο. Αντιθέτως, οι υπολογισμοί τους υποδεικνύουν ότι μπορεί να κυριαρχούνται από βραχώδη υλικά, αμφισβητώντας έτσι την παραδοσιακή μας αντίληψη. Η υπόθεση αυτή ενισχύεται από δεδομένα που προκύπτουν από τον Πλούτωνα, ο οποίος, αν και θεωρείται νάνος πλανήτης στην ίδια περιοχή, δείχνει σαφή ένδειξη βραχώδους σύνθεσης.
Η επανάσταση της προσομοίωσης: Νέα μοντέλα, νέες ανακαλύψεις
Ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα στην κατανόηση αυτών των πλανητών είναι η απουσία δεδομένων και η μεγάλη απόσταση. Όπως περιγράφει ο Luca Morf, «η κατηγοριοποίησή τους ως “παγωμένοι γίγαντες” είναι υπεραπλουστευμένη, διότι οι Ουρανός και Ποσειδώνας παραμένουν σε μεγάλο βαθμό μυστηριώδεις». Μάλιστα, οι επιστήμονες είχαν μέχρι τώρα δύο περιορισμένα εργαλεία: είτε τη βασισμένη σε φυσικούς νόμους μοντελοποίηση που απαιτούσε πολλές αυθαίρετες παραδοχές, είτε την απλοϊκή εμπειρική μοντελοποίηση.
Η καινοτομία της ελβετικής ομάδας έγκειται στη δυνατότητά τους να αναμίξουν αυτές τις δύο προσεγγίσεις, δημιουργώντας μοντέλα που είναι αντικειμενικά σχετικά με τη σύνθεση αλλά συμβατά με τους νόμους της φυσικής. Ξεκινώντας με τυχαία προφίλ πυκνότητας για το εσωτερικό των πλανητών, υπολόγισαν το βαρυτικό πεδίο κάθε ενδεχομένου και το συνέκριναν με τις παρατηρήσεις που υπάρχουν. Επαναλαμβάνοντας τη διαδικασία αυτή, κατέληξαν στα σενάρια που ταιριάζουν καλύτερα στις πραγματικές μετρήσεις.
Το τελικό αποτέλεσμα; Η μελέτη αποδεικνύει ότι οι πλανήτες αυτοί μπορεί να είναι είτε υδάτινοι είτε βραχώδεις γίγαντες. Αυτή η αβεβαιότητα προσφέρει μια σημαντική διάσταση στις επιστημονικές μας γνώσεις, οδηγώντας μας να επανεξετάσουμε την κυρίαρχη θεωρία.
Αποκρυπτογραφώντας τα μαγνητικά πεδία
Ένα ιδιαίτερα ενδιαφέρον στοιχείο της έρευνας είναι η προσέγγιση της περίπλοκης φύσης των μαγνητικών πεδίων των Ουρανού και Ποσειδώνα. Σε αντίθεση με τη Γη, που διαθέτει καθαρούς Βόρειους και Νότιους πόλους, τα μαγνητικά πεδία των δύο πλανητών χαρακτηρίζονται από χαοτική δομή, με πολλαπλούς πόλους και ακανόνιστη συμπεριφορά.
Η καθηγήτρια Ravit Helled υπογραμμίζει ότι τα νέα μοντέλα τους περιλαμβάνουν στρώματα «ιοντικού νερού». Αυτά τα στρώματα φαίνεται να δρουν ως γεννήτριες μαγνητικών πεδίων (δυναμό) σε συγκεκριμένα βάθη, εξηγώντας την ασυνήθιστη γεωμετρία που έχει παρατηρηθεί. Με την πρόταση ότι το μαγνητικό πεδίο του Ουρανού προέρχεται από πληθύτερα στρώματα από αυτό του Ποσειδώνα, οι επιστήμονες ανοίγουν τον δρόμο για περαιτέρω έρευνες.
Ανάγκη για νέες διαστημικές αποστολές
Αν και τα αποτελέσματα της μελέτης είναι εντυπωσιακά, κλείνουν ένα κεφάλαιο μόνο για να ανοίξουν καινούργια. Οι ερευνητές δηλώνουν πως υπάρχουν ακόμα σημαντικά κενά στη γνώση μας, κυρίως σχετικά με την συμπεριφορά των υλικών σε ακραίες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας που επικρατούν στους πυρήνες αυτών των πλανητών.
Χρειάζονται νέες, στοχευμένες διαστημικές αποστολές για να μπορέσουν να εξετάσουν τα μυστικά των Ουρανού και Ποσειδώνα και να αποφανθούν τελικά αν μιλάμε για βραχώδεις ή παγωμένους γίγαντες. Μέχρι τότε, η μπλε ατμόσφαιρα αυτών των πλανητών θα εξακολουθήσει να κρύβει τις ανατρεπτικές αλήθειες του ηλιακού μας συστήματος.
