מודלים חדשים, שמבוססים על התאמה למדידות כבידה, מרחיבים את טווח התרחישים להרכב ענקי הקרח ומציעים הסבר לשדות המגנטיים החריגים שלהם
בדרך כלל מחלקים את מערכת השמש לשלושה סוגים של כוכבי לכת לפי המבנה שלהם: ארבעת העולמות הארציים הסלעיים (כוכב חמה, נוגה, כדור הארץ ומאדים), שני הענקים הגזיים המסיביים (צדק ושבתאי) וזוג ענקי הקרח ( אורנוס/אורון ונפטון/רהב).
מחקר חדש של מדענים משווייץ טוען שההתאמה של אורנוס/אורון ונפטון/רהב לקבוצה האחרונה אולי לא כל כך חלקה. הממצאים שלהם מצביעים על כך ששני כוכבי הלכת יכולים להכיל הרבה יותר סלעים משהניחו מעבר. לא נטען ששני העולמות חייבים להיות עתירי מים או עתירי סלעים, אבל מטילים ספק בדעה הוותיקה שהרכב עם הרבה קרח הוא ההסבר האפשרי היחיד. בנקודת המבט הזאת תומך גם הגילוי שכוכב הלכת הננסי פלוטו עשוי ברובו מסלעים.
גישה חדשה ביצירת מודלים של פנים כוכבי הלכת
כדי לחקור את האפשרויות האלה, החוקרים פיתחו שיטה מיוחדת לדמות את המבנים הפנימיים של אורנוס/אורון ונפטון/רהב. "הסיווג של ענקי קרח פשטני מדי כי עדיין לא מבינים מספיק את אורנוס/אורון ונפטון/רהב", אומר לוקה מורף, המחבר הראשי. "במודלים המבוססים על פיזיקה היו יותר מדי הנחות, ומודלים אמפיריים פשטניים מדי. אנחנו שילבנו את שתי הגישות כדי לקבל מודלים של פנים כוכבי הלכת שהם לא מוטים, אבל עקביים מבחינה פיזיקלית".
התהליך הזה מתחיל עם פרופיל צפיפות שנוצר באופן אקראי לכל אחד מהשניים. אז מחשבים שדה כבידה שמתאים לנתונים מתצפיות ומשתמשים בו כדי להסיק מה כוכבי הלכת עשויים להכיל. חוזרים על השלבים פעמים רבות כדי לזהות את הגרסאות עם ההתאמה המיטבית למדידות שקיימות.
תחום רחב יותר של אפשרויות פלנטריות
באמצעות מסגרת המידול הלא מוטה הזאת, הצוות מצא שהגורם הדומיננטי במבנה הפנימי של מה שמכונה "ענקי הקרח" של מערכת השמש לא חייב להיות קרח (שמייצגים אותו בדרך כלל מים).
"זה משהו שהצענו לראשונה לפני קרוב ל-15 שנים, ועכשיו יש לנו את המסגרת הנומרית להדגים אותו", מגלה פרופ' רוית חלד, יוזמת הפרויקט. התוצאות מצביעות על כך ששניהם, אורנוס/אורון ונפטון/רהב, יכולים להיות עתירי מים או עתירי סלעים, תלוי איזה מודלים מתאימים לתצפיות.
המחקר גם מספק מידע על השדות המגנטיים המורכבים של שני כוכבי הלכת. שלא כמו כדור הארץ, שיש לו שני קטבים מגנטיים ברורים, ל אורנוס/אורון ונפטון/רהב יש שדות עם קטבים מרובים וגאומטריות לא רגילות. חלד מסבירה: "במודלים שלנו יש שכבות של 'מים יוניים' שיוצרים דינמו מגנטי במקומות שמסבירים את השדות המגנטיים הלא-דו-קוטביים שנצפו. מצאנו גם שהשדה המגנטי של אורנוס/אורון מקורו עמוק יותר מזה של נפטון/רהב". התובנות האלה מציעות הקשר חדש לכמה מהתכונות הכי מבלבלות של ענקי הקרח.
החשיבות של משימות עתידיות
גם עם ההתפתחויות האלה, נשארות אי ודאויות. "אחת הבעיות העיקריות היא שהפיזיקאים עדיין בקושי מבינים איך חומרים מתנהגים בתנאים האקזוטיים של לחץ וטמפרטורה שנמצאים בליבו של כוכב לכת, וזה יכול להשפיע על התוצאות שלנו", אמר מורף, שבכוונתו להמשיך לשכלל את המודלים.
עוד בנושא באתר הידען:
