Mimo tego, że dostrzegamy planety w odległych układach planetarnych, to wciąż mamy problemy ze zrozumieniem pochodzenia, ewolucji, a nawet składu chemicznego dwóch ostatnich planet Układu Słonecznego, czyli Urana i Neptuna.
Mimo tego, że sondy kosmiczne wystrzeliwujemy w przestrzeń kosmiczną od ponad pół wieku, to akurat w kierunku tych dwóch planet poleciała tylko jedna sonda, która na dodatek odwiedziła je pod koniec lat osiemdziesiątych XX wieku. Od czasów Voyagera 2 żadna inna sonda nie zbliżyła się do żadnego z tych dwóch lodowych olbrzymów.
W przeciwieństwie do Jowisza i Saturna zbudowanych głównie z helu i wodoru dwie najodleglejsze planety mają według badaczy zawierać znacznie więcej wody. Najnowsze obserwacje wskazują jednak, że wody w obu planetach jest znacznie mniej, niż się spodziewano, natomiast jest tam znacznie więcej metanu. To z kolei może zmieniać istotnie naszą percepcję tego, w jaki sposób planety te powstały.
Skoro jednak w kierunku żadnej z dwóch planet nie poleciała żadna nowa sonda, to skąd wzięły się nowe informacje?
W tym przypadku naukowcy musieli odwołać się do analizy modeli, które miałyby za zadanie spróbować odtworzyć właściwości fizyczne obu planet znane z obserwacji prowadzonych za pomocą Voyagera 2, ale także teleskopów kosmicznych i naziemnych.
Czytaj także: Uran nie jest nudną i spokojną planetą. Naukowcy w końcu mogą obserwować co się dzieje na jego biegunie
Dotychczas zakładano, że na zewnątrz znajduje się cienka warstwa wodoru i helu, pod którą znajduje się gruba warstwa wody i amoniaku skrywająca w swoim wnętrzu skaliste jądro planety.
Autorzy najnowszego artykułu wskazują, że obraz ten nie może być pełny, bowiem nie uwzględnia informacji o tym, z czego powstawały lodowe olbrzymy. Naukowcy wskazują, że zarówno Uran, jak i Neptun powstawały z materii znajdującej się w zewnętrznej części dysku protoplanetarnego, ale także z przechwytywanych grawitacyjnie planetezymali, które pod wieloma względami przypominają komety takie, jak 67P/Czuriumow-Gerasimienko (zbadana przez sondę Rosetta). Co ważne jednak, komety tego typu wcale nie mają w swoim składzie dużo wody, a za to znacznie więcej węgla, niż wcześniej podejrzewano.
Analiza setek tysięcy potencjalnych modeli starających się odtworzyć właściwości Neptuna i Urana wykazała, że najlepiej rzeczywistość oddają modele, w których między warstwą wodoru i helu a warstwą wody znajduje się gruba warstwa metanu, odpowiadająca nawet za 10 proc. masy całej planety.
Czytaj także: Atmosfery Urana i Neptuna nie są nudne. Pod błękitnymi chmurami pada deszcz diamentów
Jest to bardzo interesujący wynik, bowiem wszystkie elementy układanki zaczynają do siebie pasować. Metan mógłby bowiem powstać z wodoru w powstających planetach z węglem pochodzącym z bogatych w węgiel planetezymali przechwytywanych przez powstające planety ze swojego bezpośredniego otoczenia.
Jesteśmy zatem o jeden krok bliżej poznania historii Urana i Neptuna. Problem jednak w tym, że jak na razie wiemy o tym na podstawie danych z modeli komputerowych. Potwierdzenie faktycznej obecności dużych ilości metanu w którejkolwiek z tych planet będzie wymagało wysłania na miejsce sondy kosmicznej, która mogłaby ten fakt zweryfikować na miejscu. Jak na razie jednak żadna agencja kosmiczna nie pracuje nad wysłaniem sond w te rejony Układu Słonecznego. Będziemy musieli zatem uzbroić się w cierpliwość, wszak nawet gdyby teraz NASA zdecydowała o wysłaniu sondy do Urana lub Neptuna, mielibyśmy przed sobą długie lata budowy instrumentów badawczych, integracji sondy, a następnie transferu z Ziemi do planet docelowych.