L’interno dei due pianeti esterni ghiacciati del Sistema Solare, Urano e Nettuno, potrebbe nascondere magma, come osservato su nuovi modelli planetari
Urano e Nettuno rimangono due degli oggetti più misteriosi del sistema solare, principalmente perché sono stati visitati soltanto dalla sonda Voyager 2 della NASA rispettivamente nel 1986 e nel 1989. Il loro soprannome di “giganti di ghiaccio” deriva da un’ipotesi di lunga data secondo cui i loro interni sarebbero costituiti da un mantello ghiacciato al di sotto delle loro atmosfere di idrogeno ed elio. Mentre Giove e Saturno sono anch’essi composti principalmente da idrogeno ed elio, si ipotizza che Urano e Nettuno abbiano una struttura stratificata composta da elementi ghiacciati al loro interno. Tuttavia, nonostante decenni di modelli, studi e ipotesi, il dibattito sul soprannome di “giganti di ghiaccio” attribuito a Urano e Nettuno si sta riaccendendo. Uno studio recentemente presentato potrebbe dimostrare che tale soprannome non è poi così solido come gli scienziati hanno a lungo creduto.
La composizione interna dei due pianeti
Per lo studio, i ricercatori hanno utilizzato una serie di modelli computerizzati per simulare e determinare la composizione interna e i processi di Urano e Nettuno. L’obiettivo principale dello studio era confermare o confutare i modelli e le ipotesi consolidate riguardo allo status di “giganti di ghiaccio” di Urano e Nettuno. Mentre i modelli tradizionali attribuiscono a entrambi i mondi un’atmosfera di idrogeno/elio che ricopre un vasto mantello di “ghiacci” composto da acqua, ammoniaca e metano, e infine un nucleo roccioso, gli studi sui campi magnetici e sulla distribuzione del calore di entrambi i pianeti hanno lasciato perplessi gli scienziati.
Struttura interna di Urano e Nettuno
I ricercatori osservano che questo studio non solo potrebbe spiegare la struttura interna di Urano e Nettuno, ma anche che questi pianeti potrebbero essere utilizzati come analoghi per gli esopianeti di tipologia sub-nettuniani. Essi rappresentano il tipo più comune di esopianeta nella nostra galassia e hanno un raggio compreso tra 1 e 4,5 volte quello della Terra. Ma, data la mancanza di pianeti simili nel nostro Sistema Solare, la formazione e l’evoluzione di questi esopianeti rimangono un mistero.
Lo studio ha stabilito che gli interni di Urano e Nettuno sono potenzialmente costituiti da un oceano di magma, anziché da una composizione ghiacciata. Gli strati planetari proposti dallo studio includono un’atmosfera di idrogeno/elio che trasporta il calore verso l’atmosfera superiore e lo irradia nello spazio. Al di sotto di questo strato si trova uno strato limite composto da diversi elementi, tra cui idrogeno, elio, magnesio, monossido di silicio (SiO) e ossigeno. Infine, lo strato inferiore è un oceano di magma composto da silicati, ferro e idrogeno.
Un modello attendibile
Lo studio osserva nelle sue conclusioni che, sebbene questo sia solo uno dei numerosi modelli che riproducono con successo le caratteristiche osservate di Nettuno e Urano, presenta diversi aspetti che lo rendono importante. Uno di questi è il collegamento con altri pianeti nani gassosi: non è infatti ancora chiaro se i giganti di ghiaccio e i sub-nettuniani debbano essere diversi semplicemente a causa della loro distanza dalla stella ospite. A questo proposito, va detto che le caratteristiche chimiche più basilari dei giganti di ghiaccio assomigliano a quelle dei sub-nettuniani gassosi, il che potrebbe indicare condizioni al contorno simili per la chimica delle atmosfere imposte dagli oceani di magma.
Sebbene Voyager 2 rimanga l’unica sonda spaziale ad aver visitato Urano e Nettuno, e al momento non siano previste missioni di ritorno, è stato fissato l’obiettivo scientifico di tornare su Urano durante l’ultima Planetary Science Decadal Survey della NASA del 2022 che ha stabilito gli obiettivi rilevanti per il successivo decennio.
Per saperne di più
- Leggi l’articolo originale su Universe Today
- Leggi il paper scientifico intitolato “Ice Giants Revisited: Uranus and Neptune as Magma Ocean Worlds” pubblicato su The Astrophysical Journal
