اورانوس و نپتون ممکن است به عنوان نخستین «غول‌های سنگی» در منظومه خورشیدی شناخته شوند

دو سیاره دوردست در منظومه شمسی، یعنی اورانوس و نپتون، تنها یک بار توسط فضاپیمای رباتیک وویجر ۲ که بیش از سه دهه پیش پرواز کرده، مورد بررسی قرار گرفته‌اند. به همین دلیل، هنوز مسائل زیادی پیرامون این سیارات ناشناخته باقی مانده است. تا کنون بر این باور بودیم که به طور حداقلی از ماهیت آنها آگاهی داریم، اما یک مطالعه جدید این تصور را به چالش می‌کشد و احتمال می‌دهد که این سیاره‌ها شاید اصلاً غول‌های یخی نباشند.

چهار سیاره سنگی موجود در منظومه شمسی شامل زمین، مریخ، زهره و عطارد، سیاراتی کوچک هستند که به طور عمده از سنگ و فلز تشکیل شده‌اند. در عوض، چهار سیاره بزرگ‌تر (مشتری، زحل، اورانوس و نپتون) به دو دسته تقسیم می‌شوند؛ زیرا با اینکه بزرگ هستند، ولی خصوصیات یکسانی ندارند.

دو سیاره ابتدایی به نام «غول‌های گازی» شناخته شده‌اند؛ زیرا بیش از ۹۰ درصد جرم آن‌ها از هیدروژن و هلیوم تشکیل یافته است. در حالی که اورانوس و نپتون که کمتر از ۲۰ درصد هیدروژن و هلیوم دارند، به عنوان غول‌های یخی شناخته می‌شوند و در عوض از مولکول‌های دیگری مانند آب و آمونیاک غنی هستند که در زمان شکل‌گیری سیارات در میلیاردها سال پیش، به صورت یخ جامد وجود داشته‌اند.

در دهه‌های اخیر، اطلاعات ما در مورد درون اورانوس و نپتون عمدتاً بر اساس ویژگی‌های ظاهری آنها، رفتار قمرهایشان، میدان‌های مغناطیسی و دیگر شواهد غیرمستقیم بوده است. این روش گاهی ما را به سمت نتیجه‌گیری‌های نادرستی سوق داده است.

پژوهشگران سناریوهایی را بررسی کردند که در آن‌ها آب و سنگ غالب بودند و به این نتیجه رسیدند که با وجود اینکه این سیاره‌ها ترکیبی از این مولکول‌ها را دارند، ساختار درونی سنگی‌تر با مشاهدات کنونی تطابق بیشتری دارد. نویسندگان مقاله بیان می‌کنند: «این نتایج به چالش کشیدن طبقه‌بندی سنتی اورانوس و نپتون به‌عنوان «غول‌های یخی» را نشان می‌دهد و ضرورت به‌دست آوردن داده‌های مشاهداتی بهتر یا محدودیت‌های مربوط به شکل‌گیری آنها را برجسته می‌سازد.»

پس، به احتمال زیاد اورانوس و نپتون نه تنها غول‌های یخی نیستند؛ بلکه ممکن است در واقع نخستین «غول‌های سنگی» منظومه شمسی باشند یا به نام دیگری نیاز داشته باشند که آنها را از سیارات کوچک سنگی متمایز کند. با درک بهتر آنچه در عمق این سیاره‌ها وجود دارد، می‌توان به توضیح ویژگی‌های غیرمعمول آن‌ها مانند میدان‌های مغناطیسی، که در مورد اورانوس بسیار عجیب جلوه می‌کند، پرداخت.

اگرچه مقاله جدید نکات جالبی را مطرح می‌کند، نویسندگان بر این نکته تأکید دارند که برای دستیابی به نتایج دقیق‌تر در مورد خصوصیات اورانوس و نپتون، به مأموریت‌های خاص و حتی تصاویر رنگی با جزئیات بیشتر نیاز می‌باشد. آن‌ها در مقاله خود تصریح می‌کنند: «با انجام مأموریت‌های اختصاصی آینده به این دو سیاره، این روش می‌تواند به عنوان ابزاری انعطاف‌پذیر و بی‌طرف برای تحلیل داده‌های جدید عمل کند. در حال حاضر، عمق این سیاره‌ها به دلیل کمبود داده‌های مورد نیاز برای کشف اسرارشان، به صورت رمزآلود باقی مانده است. تا زمانی که این داده‌ها فراهم نشود، تنها از طریق استفاده از مجموعه‌ای از مدل‌ها و نه فقط یک مدل واحد می‌توان تمام احتمالات مربوط به عمق این سیاره‌ها را بررسی کرد.»

این مطالعه برای انتشار در مجله Astronomy & Astrophysics پذیرش شده و نسخه‌ای از آن در پایگاه داده آرکایو قابل دسترسی است.