Dvije planete koje su stoljećima u školskim udžbenicima stajale jedna uz drugu kao blizanci vjerojatno su nastale u potpuno različitim krajevima mladog Sunčeva sustava.
Međunarodni tim znanstvenika objavio je u časopisu Astronomy & Astrophysics analizu koja ruši uvriježenu pretpostavku o zajedničkom podrijetlu Urana i Neptuna. Neizravnim sondiranjem dubokih slojeva njihovih atmosfera, do kojih izravan pristup nije moguć zbog niza slojeva oblaka, istraživači su pronašli značajnu razliku u kemijskom sastavu dvaju ledenih divova. Neptun je, prema rezultatima, znatno bogatiji kisikom od Urana.
Ključ je u ugljikovu monoksidu (CO), plinu koji nastaje ili postoji u dubinama atmosfere i koji se kroz slojeve oblaka može prenijeti do visina dostupnih promatranju. Njegova koncentracija tako postaje svojevrsni prozor u područja daleko ispod vidljivih oblaka. Kombinirajući numeričke modele atmosferske kemije i transporta s promatranjima, ponajprije onima dobivenima interferometrom ALMA, znanstvenici su izračunali omjer ugljika i kisika (C/O) u dubinama obaju planeta. Taj omjer, objašnjavaju, predstavlja kemijski otisak materijala od kojeg su planeti nastali.
Otisak koji ne laže
Rezultati potvrđuju ono na što su ranija istraživanja već upozoravala: Neptun je osjetno bogatiji kisikom. Kad se to spoji s udjelom ugljika, dobiju se niži omjeri C/O na Neptunu, iako se rasponi mogućih vrijednosti na dvama planetima djelomično preklapaju. Upravo je ta razlika nezgodna za scenarij po kojem su oba tijela nastala od materijala istog sastava u sličnom dijelu diska plina i prašine koji je okruživao mlado Sunce.
Usporedbom s modelom kemijske evolucije ranog Sunčeva sustava znanstvenici predlažu drukčiju priču. Uran je mogao nastati relativno daleko od Sunca, blizu svoje današnje orbite, dok je Neptun možda poniknuo bliže Suncu, u području gdje su kruti materijali bili bogatiji kisikom, a tek se potom preselio na sadašnju putanju. Kako su se ta dva tijela zajedno formirala i kretala unutar mladog sustava, ostaje nejasno.
Autori i sami upozoravaju da rezultati još ne dopuštaju konačnu rekonstrukciju povijesti planeta. Najveći izvor nesigurnosti je vertikalna cirkulacija u njihovim dubokim atmosferama. Novi podaci bit će nužni kako bi se dublji sastav bolje ograničio i scenariji provjerili. Tu na scenu stupa koncept misije Uranus Orbiter and Probe koju je američka Nacionalna akademija znanosti 2023. proglasila prioritetnom misijom sljedećeg desetljeća.
Planeti koje poznajemo manje od egzoplaneta
Uran i Neptun najmanje su istraženi planeti Sunčeva sustava. Pokraj njih je prošao samo Voyager 2, i to 1986. i 1989. godine. A razumijevanje njihova podrijetla nije akademska sitnica: planeti usporedive veličine čine više od polovice od otprilike 6000 do danas otkrivenih egzoplaneta. Što se više zna o dvojici najbližih primjeraka te klase, to su pouzdaniji zaključci o tisućama svjetova koje nikada nećemo izravno posjetiti.
Ovdje valja postaviti pitanje koje se u priopćenju ne postavlja: ako su Uran i Neptun doista nastali na različitim mjestima, koliko je onda stabilna granica između „ledenih divova” i drugih klasa planeta u modelima kojima danas objašnjavamo egzoplanete? Svaki takav nalaz može srušiti kategoriju na kojoj počiva cijela grana astrofizike.
Ima i šireg konteksta. Rasprava o migraciji planeta nije nova — takozvani model nicejskog scenarija već desetljećima pretpostavlja da su se divovi u ranom Sunčevu sustavu znatno kretali. Novi rad tom modelu daje kemijski argument, ali i pokazuje koliko su zaključci osjetljivi na pretpostavke o atmosferskoj cirkulaciji. Znanost o planetima tako ponovno pokazuje svoju granicu: spektar iz daljine i model na papiru mogu nas odvesti daleko, ali bez sonde koja će uroniti u atmosferu, ostajemo na nagađanju.
Do tada ostaje neugodna istina za svaki udžbenik astronomije: blizanci po veličini i boji ne moraju biti blizanci po podrijetlu.
0 komentara
Još nema komentara. Budite prvi.