En ny studie från University of Zurich utmanar den traditionella synen på Uranus och Neptunus som isjättar och föreslår att de kan domineras av bergart. Forskare har utvecklat en hybridmodelleringsmetod för att utforska möjliga inre strukturer. Resultaten belyser också planeternas oregelbundna magnetfält.
Solssystemets klassificering grupperar planeter efter sammansättning, där Uranus och Neptunus länge betraktats som isjättar på grund av sina avlägsna, blå atmosfärer. Ett team vid University of Zurich har dock föreslagit att dessa världar kan innehålla betydligt mer bergart än tidigare trott. Under ledning av doktoranden Luca Morf och professor Ravit Helled ifrågasätter forskningen antagandet att isrika interiörer är den enda förklaringen som stöds av data.
För att undersöka skapade forskarna en innovativ simulering som kombinerar fysikbaserade och empiriska modeller. Denna "agnostiska" metod börjar med en slumpmässig densitetsprofil för varje planets interiör, justerar den för att matcha observerade gravitationsfält och härleda sammansättningar. Processen itereras tills modellen stämmer överens med alla tillgängliga mätningar. "Isjättklassificeringen är förenklad då Uranus och Neptunus fortfarande är dåligt förstådda", förklarade Morf. "Fysikbaserade modeller var för tunga på antaganden, medan empiriska modeller var för simplistiska. Vi kombinerade båda för att få interiörmodeller som är opartiska men fysiskt konsistenta."
Resultaten tyder på att någon av planeterna kan ha vattenrika lager eller en klippigare struktur, vilket utökar det möjliga spektrumet av interiörer. Detta stämmer med observationer av Pluto, en dvärgplanet dominerad av bergart. Studien adresserar också planeternas bisarra magnetfält, som saknar Jordens klara bipolära mönster och istället visar flera poler. Helled noterade: "Våra modeller har så kallade joniska vattenlager som genererar magnetiska dynamoer på platser som förklarar de observerade icke-dipolära magnetfälten. Vi fann också att Uranus magnetfält uppstår djupare än Neptunus."
Trots dessa insikter kvarstår osäkerheter, särskilt kring hur material beter sig under extrema planetära tryck och temperaturer. "Ett huvudproblem är att fysiker knappt förstår hur material beter sig under de exotiska förhållandena av tryck och temperatur i en planets kärna, detta kan påverka våra resultat", sade Morf. Helled betonade behovet av framtida uppdrag: "Både Uranus och Neptunus kan vara klippjättar eller isjättar beroende på modellantaganden. Nuvarande data räcker inte för att skilja dem åt, så vi behöver dedikerade uppdrag till Uranus och Neptunus för att avslöja deras sanna natur."
Arbetet publicerades i Astronomy 2025.
