Lodowy olbrzym Uran jest znacznie cieplejszy niż wynika z teorii. Co może to wywoływać?

Spis treści:

1. Kometa, która była planetą
2. 12,5% więcej ciepła niż otrzymuje od Słońca
3. Misja w fazie koncepcyjnej

Odległy Uran i jeszcze dalszy Neptun to ciała niebieskie tylko raz odwiedzone przez jakąkolwiek sondę kosmiczną. Mowa o Voyagerze 2, który przeleciał w pobliżu Urana w 1986 roku, a trzy lata później w pobliżu Neptuna. To właśnie instrumenty tego kosmicznego wędrowca oceniły na miejscu emisje ciepła. Badacze, którzy wówczas odebrali dane Voyagera 2 skonstatowali z zaskoczeniem, że Uran nie emituje nadmiaru ciepła, co stało w sprzeczności ze wszystkim, co było wiadomo o innych gigantycznych planetach Układu Słonecznego.

Jednak obserwacje prowadzone przez teleskopy kosmiczne i te naziemne wykazały coś wręcz przeciwnego: że Uran rzeczywiście emituje więcej ciepła, niż otrzymuje od promieni słonecznych. Co więcej, wniosek ten wyciągnęły dwie niezależne grupy naukowców.

Kometa, która była planetą

Przypomnijmy, że Uran został oficjalnie odkryty przez Williama Herschela, urodzonego w Niemczech, lecz pracującego w Anglii astronoma, kompozytora i konstruktora teleskopów. Według zapisków Herschela do detekcji nowego obiektu doszło 13 marca 1781 roku podczas obserwacji prowadzonych poprzez zbudowany przez niego teleskop o ogniskowej 6,2 metra. Początkowo Herschel sądził, że odkrył kometę, jednak inni astronomowie ocenili, że orbita nowego ciała niebieskiego jest niemal kołowa, co sugeruje planetę.

Astronom chciał nazwać obiekt „Gwiazdą Jerzego” – na cześć króla Jerzego III – ale nazwa ta nie przyjęła się na kontynencie. Wówczas niemiecki astronom Johann Elert Bode zaproponował nazwę Uran, na cześć greckiego boga nieba Uranosa, ojca Kronosa (Saturna) i dziadka Zeusa (Jowisza).

Wiemy, że atmosfera planety składa się głównie z wodoru, helu i metanu, natomiast jej wnętrze tworzy mieszanina lodu wodnego, zamrożonych amoniaku i metanu. Uran jest najzimniejszą planetą w Układzie Słonecznym, z temperaturą około minus 224°C. Jego oś obrotu jest nachylona o 98°, co powoduje, że Uran leży niemal „na boku”. Prawdopodobnie zostało to spowodowane kolizją z planetoidą wielkości Ziemi.

12,5% więcej ciepła niż otrzymuje od Słońca

Wróćmy do kwestii ciepła emitowanego przez tę zimną planetę. Zespół kierowany przez planetologa Xinyue Wanga, wcześniej pracującego na Uniwersytecie w Houston, a obecnie na Uniwersytecie Michigan w Ann Arbor, odkrył, że Uran emituje około 12,5% więcej ciepła niż otrzymuje od Słońca. Co więcej, okazało się to zgodne z wynikami badań nad Uranem przeprowadzonych przez zespół kierowany przez fizyka planetarnego Patricka Irwina z Uniwersytetu Oksfordzkiego w Wielkiej Brytanii, opublikowanymi na początku tego roku w czasopiśmie „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”.

– Oznacza to, że planeta nadal powoli traci ciepło pozostałe po swojej wczesnej historii, co jest kluczowym elementem układanki pomagającym nam zrozumieć jej pochodzenie i zmiany, jakim uległa na przestrzeni czasu – wyjaśnia Wang. Dodaje, że z naukowego punktu widzenia badania te pomagają nam lepiej zrozumieć Urana i inne planety olbrzymie. – Myślę, że wzmacnia to argumenty za wysłaniem misji robotycznej na Uran – podkreśla.

Misja w fazie koncepcyjnej

Faktycznie tego typu misja jest w fazie koncepcyjnej. Mowa o Uranus Orbiter and Probe NASA. Teoretycznie sonda miałaby wystartować w 2031 roku i wykorzystując odpowiednie ustawienie planet i tzw. asysty grawitacyjne, dotrzeć do Urana około 2044 roku. Jednak w związku z ogromnymi cięciami w budżecie NASA i skasowaniem wielu misji, nie wiadomo, czy projekt misji ku temu lodowemu światu przetrwa.

Byłaby ona o tyle cenna, że mogłaby zweryfikować dane zebrane przez sondę Voyager 2. Szczególnie, że wcześniejsze badania wykazały już, iż przelot sondy Voyager 2 miał miejsce w czasie, gdy podwyższona aktywność słoneczna powodowała anomalne zachowanie Urana.

Jednak wyniki badań zespołu Wanga nadal sugerują, że z planetą dzieje się coś dziwnego. Jowisz emituje o 113 procent, Saturn o 139 procent, a Neptun o 162 procent więcej ciepła niż otrzymują od Słońca. Ponieważ Neptun znajduje się dalej od Słońca niż Uran, odległość nie może być wyjaśnieniem niższej temperatury wewnętrznej Urana.

Natomiast sugeruje to, że we wnętrzu giganta nadal dzieje się coś dziwnego – niezależnie od tego, czy chodzi o inną strukturę wewnętrzną, czy też o coś związanego z jego historią ewolucji. Zdaniem naukowców różnica ta podkreśla potrzebę zbadania pomijanych planet zewnętrznych naszego Układu Słonecznego. – Proponowana flagowa misja na Urana dostarczyłaby kluczowych obserwacji, które pozwoliłyby odpowiedzieć na więcej nierozwiązanych pytań dotyczących tej enigmatycznej lodowej planety – podkreślają w swojej pracy badacze.

Źródło: ScienceAlert

Nasza autorka

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka

Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Pisze przede wszystkim o eksploracji kosmosu, astronomii i historii. Związana z Centrum Badań Kosmicznych PAN oraz magazynami portali Gazeta.pl i Wp.pl. Ambasadorka Śląskiego Festiwalu Nauki. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.