Planety Uran a Neptun se možná staly ledovými obry různými cestami

Uran a Neptun dnes sice mohou připomínat dvojčata, ale jejich chemické složení napovídá, že jsou spíše jako bratranci s velmi odlišnou historií. Navzdory onomu ikonickému dokumentu (viz foto v úvodu článku) jsou Uran a Neptun dost možná těmi skutečnými „modrými planetami“ naší Sluneční soustavy. Jejich vizuální podobnost astronomy částečně přesvědčila o tom, že jde o vývojová a chemická dvojčata – jak však ukázala nová studie, zdání může klamat.

Podle výzkumu zveřejněného v časopise Astronomy & Astrophysics mohou být podobnosti, které dnes mezi Uranem a Neptunem pozorujeme, pouhou náhodou. Analýza nedávných měření oxidu uhelnatého odhalila, že hluboká atmosféra Neptunu obsahuje více kyslíku než atmosféra Uranu. Na základě těchto údajů vědecký tým vytvořil modely, které umožnily sledovat oblasti protoplanetárního disku – rotujícího „talíře“ plynu a prachu, z něhož vznikají planety – v nichž se Uran a Neptun zrodily. Analýza překvapivě naznačila, že Uran a Neptun nepocházejí ze stejné části protoplanetárního disku, což by znamenalo, že mají i odlišný chemický původ.

„Uran a Neptun sice dnes mohou připomínat dvojčata, ale jejich chemické složení napovídá, že jsou spíše jako bratranci s velmi odlišnou historií,“ uvedl v prohlášení Olivier Mousis, spoluautor studie a planetolog ze Southwest Research Institute. Jejich současná podobnost je tedy ve skutečnosti „pozoruhodnou náhodou“, dodal.

Modrá planeta (či planety)
Tým ve své studii uvedl, že exoplanety podobné Uranu a Neptunu „převažují v populaci exoplanet“. Pro astronomy to znamená, že Uran a Neptun představují ten nejlepší (lokální) referenční vzor pro studium cizích planetárních soustav. Příroda však svá tajemství neodhaluje zrovna ochotně. Podle studie se Uran a Neptun nacházejí ve velkých vzdálenostech od Slunce a panují na nich nízké teploty, což „výrazně omezuje“ možnosti astronomů je zkoumat. Tým dále dodal, že tyto ledové obry navíc halí husté mraky a plyny, kterými nedokážou spolehlivě proniknout ani ty nejlepší radioteleskopy.

Na druhou stranu, vědci vždy najdou způsob, jak tyto přírodní překážky obejít. V tomto případě Mousis a jeho kolegové hledali „chemické stopy, které nám umožňují zkoumat podmínky skryté pod viditelnými mraky,“ jak uvedli ve svém prohlášení. Tým se zaměřil na oxid uhelnatý (CO), který se hojně vyskytuje v horní troposféře mnoha planet, dodal Mousis. Podle studie pak nedávná měření jednoznačně prokázala přítomnost CO v troposférách Uranu a Neptunu.

„S využitím těchto dat můžeme modelovat chemický vývoj protoplanetárního disku a původ jeho materiálu,“ pokračoval. Konkrétně na základě měření oxidu uhelnatého (CO) tým odvodil soubor možných poměrů kyslíku, vodíku a uhlíku v hlubokých vrstvách atmosfér těchto planet a následně spustil model, který simuloval, jak se různé těkavé sloučeniny z protoplanetárního disku vyvíjely a formovaly planety v podobě, v jaké je pozorujeme dnes.

Dvě planety, dvě historie
Podle Mousise analýza silně naznačuje, že „stavební kameny“ Neptunu se původně nacházely blíže k mladému Slunci než ty, z nichž vznikl Uran, a teprve později se přesunuly směrem ven. Jak dodal, je „obtížné uvést do souladu“ chemické složení Neptunu s představou, že pochází ze stejné „zásobárny kosmického materiálu jako Uran“. Logičtější je předpoklad, že protoplanetární disk v podstatě „odmrštil“ stavební kameny Neptunu do značné vzdálenosti od místa jejich vzniku a z těchto částí se následně zformoval ledový obr, jak jej známe dnes.

Publikovaný obrázek vysvětluje, kde v protoplanetárním disku obklopujícím mladé Slunce mohly vzniknout stavební kameny Uranu a Neptunu. „Stručně řečeno, dva na pohled podobné světy se mohly do svých současných poloh a podob dostat dvěma zcela odlišnými vývojovými cestami,“ uvedl Mousis.

Jak však tým ve své studii přiznal, největším omezením je patrně ten nejzřetelnější nedostatek: nemáme k dispozici žádná přímá měření (tzv. in situ) atmosfér Uranu a Neptunu. Ačkoliv mohou být data z modelování sebevěrohodnější, skutečnou jistotu získáme až ve chvíli, kdy budeme mít k dispozici reálné vzorky – k čemuž by snad mohlo dojít, pokud se podaří uskutečnit mise, jako je například projekt NASA s názvem Uranus Orbiter and Probe.

„Naše zjištění mají dopad, který přesahuje rámec Neptunu a Uranu, a sahá dokonce daleko za hranice Sluneční soustavy,“ uvedl Mousis. „Planety podobné velikosti jsou u jiných hvězd běžné, a proto jsou Uran a Neptun klíčovými referenčními body pro pochopení toho, jak planety v celé Galaxii vznikají a vyvíjejí se.“

Zdroj: https://gizmodo.com/uranus-and-neptune-look-like-twins-scientists-now-think-its-a-coincidence-2000828216

autor: František Martinek