اورانوس و نپتون شاید نخستین «غول‌های سنگی» منظومه شمسی باشند

اورانوس و نپتون، دو سیاره دوردست منظومه شمسی، فقط یک بار توسط فضاپیمای رباتیک وویجر ۲، آن هم بیش از ۳۰ سال پیش مورد بازدید قرار گرفتند. به همین دلیل هنوز مسائل زیادی درباره آن‌ها ناشناخته باقی مانده است. تاکنون گمان می‌رفت دست‌کم ماهیت این سیاره‌ها را می‌شناسیم، اما مطالعه‌ای جدید این برداشت را به چالش می‌کشد و نشان می‌دهد که این سیاره‌ها ممکن است اصلاً غول‌های یخی نباشند.

چهار سیاره سنگی منظومه شمسی (زمین، مریخ، زهره و عطارد) سیارات کوچکی هستند که عمدتاً از سنگ و فلز ساخته شده‌اند. چهار سیاره بزرگ (مشتری، زحل، اورانوس و نپتون) به دو گروه تقسیم می‌شوند؛ زیرا هرچند بزرگ هستند، ماهیت یکسانی ندارند.

دو سیاره نخست «غول‌های گازی» نام دارند؛ زیرا بیش از ۹۰ درصد جرمشان از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است. اورانوس و نپتون نیز با کمتر از ۲۰ درصد هیدروژن و هلیوم، به عنوان غول‌های یخی شناخته می‌شوند. آن‌ها درعوض سرشار از مولکول‌هایی مانند آب و آمونیاک هستند که هنگام شکل‌گیری سیارات در میلیاردها سال پیش، به صورت یخ جامد وجود داشته‌اند.

در دهه‌های گذشته، درک ما از درون اورانوس و نپتون بر اساس ویژگی‌های سطحی آن‌ها، رفتار اقمار، میدان‌های مغناطیسی و دیگر شواهد غیرمستقیم بوده است. این روش گاهی ما را به سمت نتایج اشتباه هدایت کرده است.

پژوهشگران سناریوهایی با غلبه آب و غلبه سنگ را بررسی کردند و به این نتیجه رسیدند که گرچه سیاره‌ها ترکیبی از این مولکول‌ها را دارند، ساختار درونی سنگی‌تر با مشاهدات کنونی سازگارتر است. نویسندگان مقاله می‌نویسند: «نتایج، طبقه‌بندی سنتی اورانوس و نپتون به عنوان «غول‌های یخی» را به چالش می‌کشد و نیاز به داده‌های مشاهداتی بهتر یا محدودیت‌های شکل‌گیری برای رفع ابهام ترکیب شیمیایی آن‌ها را برجسته می‌کند.»

بنابراین شاید اورانوس و نپتون غول‌های یخی نباشند؛ شاید آن‌ها نخستین «غول‌های سنگی» منظومه شمسی باشند یا نام مناسب دیگری که با سیارات سنگی کوچک اشتباه گرفته نشود. با درک بهتر آنچه در درون این سیاره‌ها می‌گذرد، می‌توان ویژگی‌های غیرمعمول آن‌ها مانند میدان‌های مغناطیسی را که در اورانوس بسیار عجیب است، توضیح داد.

با اینکه مقاله جدید جالب توجه است، نویسندگان تأکید دارند که برای تعیین دقیق‌تر ویژگی‌های اورانوس و نپتون، به مأموریت‌های اختصاصی و حتی تصاویر رنگی دقیق‌تری نیاز است. آن‌ها در مقاله خود می‌نویسند: «با انجام مأموریت‌های اختصاصی آینده به اورانوس و نپتون، این روش می‌تواند ابزاری منعطف و بی‌طرف برای تحلیل داده‌های تازه فراهم کند. در حال حاضر، درون این سیاره‌ها همچنان رمزآلود باقی مانده است، نه به این دلیل که دسترسی به آن‌ها غیرممکن است، بلکه به این دلیل که داده‌های لازم برای کشف اسرارشان هنوز در دسترس نیست. تا آن زمان، تنها استفاده از مجموعه‌ای از مدل‌ها و نه یک مدل واحد می‌تواند تمام احتمالات مربوط به عمق پنهان این سیاره‌ها را نشان دهد.»

مطالعه برای انتشار در مجله Astronomy & Astrophysics پذیرفته شده و نسخه‌ای از آن در پایگاه داده آرکایو در دسترس است.