Για δεκαετίες, η επιστημονική κοινότητα και τα σχολικά βιβλία κατέτασσαν τον Ουρανό και τον Ποσειδώνα σε μια συγκεκριμένη κατηγορία: αυτή των «παγωμένων γιγάντων». Η επικρατούσα θεωρία ήθελε τους δύο αυτούς απομακρυσμένους πλανήτες του Ηλιακού μας Συστήματος να αποτελούνται κυρίως από παγωμένο νερό και άλλες πτητικές ενώσεις.
Ωστόσο, μια νέα, ανατρεπτική μελέτη από το Πανεπιστήμιο της Ζυρίχης (UZH) έρχεται να αμφισβητήσει αυτό το δόγμα, προτείνοντας κάτι ριζοσπαστικό: οι δύο αυτοί πλανήτες ενδέχεται να κρύβουν τεράστιες ποσότητες πετρώματος, γεγονός που θα μπορούσε να αλλάξει δραματικά τον τρόπο που κατανοούμε τη γέννηση και την εξέλιξη των πλανητικών συστημάτων.
Πέρα από το νερό: Η υπόθεση των «πέτρινων γιγάντων»
Η παραδοσιακή ταξινόμηση του Ηλιακού Συστήματος είναι γνωστή: τέσσερις βραχώδεις πλανήτες (Ερμής, Αφροδίτη, Γη, Άρης), δύο αέριοι γίγαντες (Δίας, Κρόνος) και δύο παγωμένοι γίγαντες (Ουρανός, Ποσειδώνας). Η ερευνητική ομάδα του UZH, όμως, με επικεφαλής τον υποψήφιο διδάκτορα Luca Morf και την καθηγήτρια Ravit Helled, υποστηρίζει ότι η πραγματικότητα μπορεί να είναι πολύ πιο σύνθετη.
Σύμφωνα με τα ευρήματά τους, που δημοσιεύθηκαν πρόσφατα στο επιστημονικό περιοδικό Astronomy & Astrophysics, δεν υπάρχει κανένας φυσικός νόμος που να επιβάλλει στους πλανήτες αυτούς να αποτελούνται κυρίως από πάγο. Αντιθέτως, τα μοντέλα δείχνουν ότι θα μπορούσαν κάλλιστα να κυριαρχούνται από πετρώδη υλικά, ανατρέποντας την εικόνα που είχαμε σχηματίσει μέχρι σήμερα. Η υπόθεση αυτή ενισχύεται και από τα δεδομένα που έχουμε για τον Πλούτωνα, ο οποίος, αν και νάνος πλανήτης στην ίδια “γειτονιά”, κυριαρχείται από βράχο.
Ένα υβριδικό μοντέλο αποκαλύπτει τα μυστικά του υπεδάφους
Το βασικό πρόβλημα με τη μελέτη αυτών των πλανητών είναι η απόσταση και η έλλειψη δεδομένων. Όπως εξηγεί ο Luca Morf, «η ταξινόμηση ως “παγωμένοι γίγαντες” είναι υπεραπλουστευμένη, καθώς ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας παραμένουν ελάχιστα κατανοητοί». Μέχρι τώρα, οι επιστήμονες βασίζονταν είτε σε μοντέλα φυσικής που απαιτούσαν πολλές αυθαίρετες παραδοχές, είτε σε εμπειρικά μοντέλα που ήταν υπερβολικά απλοϊκά.
Η καινοτομία της ελβετικής ομάδας έγκειται στη δημιουργία μιας νέας μεθόδου προσομοίωσης. Συνδύασαν τις δύο προσεγγίσεις για να δημιουργήσουν μοντέλα που είναι αμερόληπτα ως προς τη σύνθεση, αλλά ταυτόχρονα συμβατά με τους νόμους της φυσικής. Ξεκινώντας με τυχαία προφίλ πυκνότητας για το εσωτερικό των πλανητών, η ομάδα υπολόγισε το βαρυτικό πεδίο που θα παρήγαγε κάθε σενάριο και το σύγκρινε με τις υπάρχουσες παρατηρήσεις. Επαναλαμβάνοντας τη διαδικασία, κατέληξαν στα σενάρια που ταιριάζουν καλύτερα στα πραγματικά δεδομένα.
Το αποτέλεσμα; Οι πλανήτες αυτοί θα μπορούσαν να είναι είτε υδάτινοι κόσμοι είτε βραχώδεις γίγαντες. Η αβεβαιότητα αυτή είναι από μόνη της μια σημαντική ανακάλυψη, καθώς σπάει τον μονόδρομο της θεωρίας του «πάγου».
Λύνοντας τον γρίφο των μαγνητικών πεδίων
Ένα από τα πιο ενδιαφέροντα στοιχεία της έρευνας είναι ότι προσφέρει εξηγήσεις για τα παράξενα μαγνητικά πεδία των δύο πλανητών. Σε αντίθεση με τη Γη, που έχει δύο σαφείς πόλους (Βόρειο και Νότιο), τα μαγνητικά πεδία του Ουρανού και του Ποσειδώνα είναι χαοτικά, με πολλαπλούς πόλους και ακανόνιστη συμπεριφορά.
Η καθηγήτρια Ravit Helled επισημαίνει ότι τα νέα μοντέλα περιλαμβάνουν στρώματα «ιοντικού νερού». Αυτά τα στρώματα φαίνεται να λειτουργούν ως γεννήτριες μαγνητικών πεδίων (δυναμό) σε συγκεκριμένα βάθη, εξηγώντας την ασυνήθιστη γεωμετρία που παρατηρούν οι αστρονόμοι. Μάλιστα, η μελέτη υποδεικνύει ότι το μαγνητικό πεδίο του Ουρανού πηγάζει από βαθύτερα στρώματα σε σύγκριση με αυτό του Ποσειδώνα.
Η ανάγκη για νέες αποστολές
Παρά τα εντυπωσιακά αποτελέσματα, η μελέτη δεν κλείνει το κεφάλαιο, αλλά ανοίγει ένα καινούργιο. Οι ερευνητές τονίζουν ότι υπάρχουν ακόμη σημαντικά κενά στη γνώση μας, κυρίως όσον αφορά τη συμπεριφορά των υλικών σε συνθήκες ακραίας πίεσης και θερμοκρασίας, όπως αυτές που επικρατούν στους πυρήνες αυτών των πλανητών.
Τα σημερινά δεδομένα δεν επαρκούν για να διακρίνουμε αν έχουμε να κάνουμε με πέτρινους ή παγωμένους γίγαντες. Η οριστική απάντηση μπορεί να δοθεί μόνο μέσα από νέες, στοχευμένες διαστημικές αποστολές που θα ταξιδέψουν στα άκρα του Ηλιακού μας Συστήματος. Μέχρι τότε, ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας θα συνεχίσουν να κρατούν καλά κρυμμένα τα μυστικά τους κάτω από την μπλε ατμόσφαιρά τους, προκαλώντας μας να αναθεωρήσουμε όσα νομίζαμε ότι γνωρίζαμε για τη γειτονιά μας στο Σύμπαν.
