Neptun, najudaljeniji planet Sunčeva sustava, krije tajnu staru 4,5 milijardi godina. Nova studija objavljena u časopisu Astronomy & Astrophysics tvrdi da se njegov gradivni materijal prvotno nalazio puno bliže Suncu nego materijal od kojeg je nastao Uran, što znači da dva naizgled identična planeta imaju posve različite početke.
Prema izvješću tportala, analiza mjerenja ugljikova monoksida pokazala je da Neptunova duboka atmosfera vjerojatno sadržava znatno više kisika nego Uranova. Ta razlika upućuje na to da su se dva planeta oblikovala od materijala različitog kemijskog sastava, unatoč tome što ih astronomi od pamtivijeka zovu blizancima.
Blizanci ili samo rođaci?
Uran i Neptun dugo su se smatrali planetarnim blizancima. Oba su ledeni divovi plavkastozelene boje, sličnih dimenzija i mase, pa su znanstvenici pretpostavljali da su nastali od materijala iz istog dijela diska plina i prašine koji je okruživao mlado Sunce. Neptun je, podsjetimo, osmi i najdalji planet od Sunca, oko 17 puta masivniji od Zemlje, kako navodi Wikipedija.
Nova istraživanja tu sliku ruše.
'Uran i Neptun danas možda izgledaju kao blizanci, ali njihova kemija govori nam da su više poput rođaka s vrlo različitim povijestima', rekao je Olivier Mousis, planetarni znanstvenik sa Southwest Research Institutea i jedan od autora studije. Njihova današnja sličnost mogla bi, prema njegovim riječima, biti značajna slučajnost.
Znanstvenici kao detektivi
Proučavanje unutrašnjosti Urana i Neptuna iznimno je teško. Oba planeta leže na rubu Sunčeva sustava, gdje temperature padaju na nepojmljive razine, a duboke atmosfere skrivene su ispod debelih slojeva oblaka i plinova. Znanstvenici još nemaju izravna mjerenja koja bi pouzdano otkrila unutarnji kemijski sastav tih svjetova.
Istraživači su zato posegnuli za ugljikovim monoksidom, spojem koji se može detektirati u gornjim dijelovima planetarnih atmosfera. Njegove količine, kombinirane s drugim podacima, služe kao kemijski tragovi iz kojih se može zaključiti o uvjetima u dubljim slojevima.
Na temelju mjerenja, uključujući podatke prikupljene radioteleskopskim sustavom ALMA u čileanskoj pustinji Atacama, tim je izračunao moguće omjere kisika, vodika i ugljika u dubokim atmosferama obaju planeta. Zatim je te rezultate usporedio s modelima kemijske evolucije diska plina, prašine i hlapljivih spojeva iz kojeg su nastali Sunce i planeti.
Modeli su pokazali da se razlike u kemijskom sastavu teško mogu objasniti pretpostavkom da su Uran i Neptun nastali od istog skupa kozmičkog materijala.
Putovanje mladog Neptuna
Prema rezultatima simulacija, gradivni materijal Neptuna vjerojatno se prvotno nalazio bliže mladom Suncu nego materijal od kojeg je nastao Uran. Potom se pomaknuo prema vanjskim dijelovima Sunčeva sustava, gdje se postupno nakupio i oblikovao današnji Neptun.
U protoplanetarnom disku temperatura se mijenja s udaljenošću od zvijezde. Zbog toga se voda, plinovi i drugi hlapljivi spojevi kondenziraju u različitim uvjetima i na različitim udaljenostima, a materijal koji se oblikuje u tim područjima može imati drukčiji kemijski sastav.
'Naši modeli upućuju na to da je Neptunov materijal prešao velik put prije nego što se nakupio u planet koji danas poznajemo', objasnio je Mousis.
Zamislite to: prašina i led rođeni uz samo mlado Sunce, lutali su milijunima godina kroz hladnu prazninu prije nego što su se skupili u div koji danas kruži na rubu našeg nebeskog doma. Neptun obiđe Sunce jednom u 164,8 godina, kako bilježi Wikipedija, a njegovo podrijetlo sad znanost čita iz kemijskih tragova starih gotovo cijelu povijest sustava.
Zašto je to važno?
Rezultati imaju šire značenje od podrijetla samo dva planeta. Svjetovi slične veličine česti su oko drugih zvijezda, pa proučavanje ledenih divova u našem Sunčevu sustavu astronomima daje važne referentne primjere za razumijevanje nastanka i razvoja udaljenih planetarnih sustava, piše Gizmodo.
Isto područje iza Neptuna, inače, i dalje intrigira znanstvenike. Kako izvještava ScienceDaily, godinama traje potraga za mogućim skrivenim divovskim planetom daleko iza Neptunove orbite, a nova otkrića tu teoriju dodatno kompliciraju.
Istraživači ipak naglašavaju da njihovi zaključci zasad počivaju na modelima i neizravnim mjerenjima. Bez izravnog uzorkovanja atmosfera Urana i Neptuna nije moguće sa sigurnošću potvrditi rekonstrukciju nastanka.
NASA kreće u akciju
Veće mogućnosti za provjeru teorije mogla bi pružiti NASA-ina planirana misija 'Orbitalna letjelica i sonda za Uran' (Uranus Orbiter and Probe), koja bi trebala biti lansirana u sljedećem desetljeću. Sonda bi se spustila kroz Uranovu atmosferu i izmjerila njezin sastav izravno, iz prve ruke.
Do tada ćemo o podrijetlu ledenih divova moći samo nagađati, slagati kockice iz kemijskih tragova i čekati da strojevi ljudske pameti doputuju do ruba sustava koji nas je stvorio.
Često postavljana pitanja
Zašto se Neptun i Uran smatraju blizancima?
Oba planeta su ledeni divovi plavkastozelene boje, sličnih dimenzija i mase, pa su astronomi dugo pretpostavljali da su nastali od istog materijala oko mladog Sunca.
Što je nova studija otkrila o Neptunu?
Studija objavljena u Astronomy & Astrophysics pokazala je da Neptunova duboka atmosfera sadržava vjerojatno znatno više kisika nego Uranova, što upućuje na različito podrijetlo gradivnog materijala.
Kako su znanstvenici došli do tih zaključaka?
Analizirali su ugljikov monoksid u atmosferama oba planeta, uključujući podatke radioteleskopskog sustava ALMA, te rezultate usporedili s modelima evolucije protoplanetarnog diska.
Kada će se teorija moći provjeriti?
NASA planira lansirati misiju Uranus Orbiter and Probe u sljedećem desetljeću, koja bi izravno izmjerila sastav Uranove atmosfere.