Gasreuzen zijn moeilijk voor te stellen. Wat ligt er onder de ondoorzichtige wolken van planeten als Uranus of Neptunus? Nog meer gas? Een vaste kern misschien? Is er een duidelijke grens of gewoon een opeenvolging van verschillende lagen?
Een oceaan? Een nieuwe studie wijst op de mogelijkheid dat Uranus of Neptunus oceanen verbergen achter hun wolken van waterstof en helium. Volgens de resultaten van een computersimulatie van het inwendige van deze planeten zouden er opeenvolgende lagen kunnen zijn, sommige bestaande uit koolwaterstoffen, andere uit water.
Deze lagen, zoals olie en water, vermengen zich niet onder de dichte atmosfeer van deze ijzige reuzen. De aanwezigheid van deze watermassa’s zou verband kunnen houden met de unieke magnetische velden van deze planeten in ons zonnestelsel.
Verschillende magnetische velden. Toen de Voyager 2-missie dit gebied van het zonnestelsel naderde, werd het de eerste (en tot op de dag van vandaag de enige) sonde die Uranus en Neptunus naderde. Tijdens zijn nadering kon hij deze planeten bestuderen, evenals hun magnetische veld, dat we toen ontdekten.
Het magnetische veld van de aarde, dat ontstaat door de convectieve bewegingen van het ijzer in de kern, is dipolair, dus het heeft een flux die schommelt tussen de noord- en zuidpool. Waarnemingen met de Voyager 2 sonde toonden aan dat de ijsreuzen geen dipolair veld hadden, maar eerder ongeordende magnetische velden.
Dit bracht experts ertoe om aan te nemen dat Uranus en Neptunus een inwendige hadden dat verdeeld was in lagen van verbindingen die zich niet met elkaar vermengden, waardoor grootschalige convectieve bewegingen zoals in het inwendige van de aarde werden voorkomen. Vanaf dat moment was het de uitdaging om te verklaren om welke verbindingen het ging.
Het inwendige simuleren. De nieuwe studie heeft gebruik gemaakt van computersimulaties om te onderzoeken welke omstandigheden en verbindingen deze merkwaardige omstandigheid zouden kunnen verklaren. Deze simulaties toonden lagen water, methaan en ammoniak die van elkaar gescheiden waren in verschillende lagen, een omstandigheid die werd vergemakkelijkt door de ontsnapping van waterstofatomen in de methaan- en ammoniaklagen als gevolg van druk. Berekeningen op basis van deze simulatie wijzen op het mogelijke bestaan van een waterlaag van ongeveer 8000 km dik op deze planeten.
“We hebben nu, zou ik zeggen, een goede theorie waarom Uranus en Neptunus echt andere [magnetische] velden hebben dan de Aarde, Jupiter en Saturnus,” verklaarde studieauteur Burkhard Militzer in een persbericht. “Dit wisten we nog niet eerder. Het is als olie en water, alleen blijft de olie lager door het verlies van waterstof.”
Een missie voor de bevroren reuzen. De publicatie van het onderzoek viel samen met de verschijning van een ander artikel, dit in het tijdschrift Geophysical Research Letters, waarin werd gespeculeerd over de mogelijkheid dat de zwaartekrachtinteractie tussen Uranus en zijn manen een toekomstige missie naar de ijzige reus zou kunnen helpen bij het vinden van bewijs voor verborgen oceanen op deze satellieten.
Uranus en Neptunus zijn van groot belang voor astronomen omdat deze planeten tot de meest voorkomende exoplaneten in ons sterrenstelsel behoren. Dit wetende is het niet verrassend dat een paar maanden geleden een onderzoek onder astronomen uitwees dat er in de gemeenschap consensus bestaat over de noodzaak om in de komende tien jaar een missie naar Uranus te organiseren.
Voor zo’n missie zou een sonde in de eerste helft van de jaren 2030 gelanceerd moeten worden om te profiteren van de gunstige dynamiek van de baan, waardoor het ruimteschip de ijsreus in iets meer dan tien jaar zou kunnen bereiken. Daar zou het niet alleen de planeet van dichtbij kunnen bestuderen, maar ook zijn manen en de mogelijkheid dat een of meer andere oceanen met vloeibaar water bevatten.
