Samere Fahim Photography/Getty Images
Neptunus och Uranus, de sjunde och åttonde planeterna från solen, delar många egenskaper som är typiska för isjättar. Även om Neptunus ser blåare ut och Uranus är en blek cyan, mäter de båda drygt 50 000 km (≈50 000 km) i diameter och väger ungefär lika mycket — Neptunus på 1,024×10^26 kg (≈17×Earth) och Uranus på 8,682×10^th. Deras övre atmosfärer domineras av väte, helium och metan.
Ny forskning tyder på att dessa avlägsna världar kan vara värda för kolossala hav som dvärgar jordens djupaste skyttegravar, vilket ger ett nytt perspektiv på planetvetenskap.
Jordens hav täcker cirka 70 % av dess yta, men ändå har bara 26,1 % av havsbotten kartlagts (Nippon Foundation-Gebco, juni 2024). Challenger Deep in the Pacific når 35 876 fot (≈6,8 mi). Även om livet i dessa extrema miljöer fortfarande till stor del är ett mysterium, kan Neptunus och Uranus djup vara storleksordningar större.
Buradaki/Getty Images
I en studie publicerad i Proceedings of the National Academy of Sciences , använde planetforskaren BurkhardMilitzer (UC Berkeley) molekylära dynamiksimuleringar för att visa att både Uranus och Neptunus sannolikt innehåller vattenrika skikt som är ungefär 5 000 mil djupa – ungefär 715 gånger djupare än jordens Challenger Deep. Simuleringarna, som involverar 540 atomer, avslöjar att högt tryck separerar det inre i ett övre, vattenrikt skikt och ett nedre, kolvätedominerat.
Med endast 1986 års Voyager2-förbiflygningar som ger detaljerad information, lägger detta fynd till en viktig bit till de yttre planeternas pussel.
buradaki/Shutterstock
Voyager2 upptäckte att Uranus magnetfält lutar 59° från sin rotationsaxel och är förskjutet från kärnan med ungefär en tredjedel av dess radie – inget dipolfält som jordens. Neptunus fält lutar 47° och förskjuts på liknande sätt. Detta står i kontrast till jorden, där konvektion i en smält järn-nickelkärna genererar en dipol som är inriktad inom ~10–11° från rotationsaxeln.
Frånvaron av en dipol på Uranus och Neptunus tyder på att deras inre skikt inte konvektion eller blandas som på jordiska planeter, ett mysterium som Militzers skiktade modell hjälper till att förklara.
buradaki/Shutterstock
Militzers tidigare simuleringar med 100 atomer lyckades inte producera distinkta lager. Den senaste modellen med 540 atomer visar nu en tydlig separation:ett 5 000 mi vattenrikt övre skikt, ett 5 000 mi kolväterikt undre skikt och en tät kärna - kvicksilverstorlek för Uranus och Mars-storlek för Neptunus.
Denna struktur stödjer avsaknaden av en magnetisk dipol och antyder den komplexa interna dynamiken hos isjättarna.
Mikadun/Shutterstock
Dessa 5 000 mi oceaner existerar under tryck ~60 000 gånger jordens yttryck och bildar superkritiska vätskor - högtrycksgaser som beter sig som både vätskor och gaser. Även om sammansättningen skiljer sig från jordens vatten, gör det stora djupet och densiteten dem lika fascinerande som vilket landhav som helst.
Under de superkritiska vattenlagren ligger de kolväterika skikten, som i sin tur vilar ovanpå planetens kärna. Tillsammans målar de upp en bild av komplexa, skiktade interiörer som i stort sett förblir outforskade.
