Was liegt unter der Oberfläche Neptuns? Wissenschaftler sind der Lösung dieses Rätsels um den am weitesten entfernten Planeten unseres Sonnensystems nähergekommen. Eine neue Studie wirft Licht auf die chemische Zusammensetzung des Planeten, der ungefähr 4,5 Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt ist.
Gefrorene Welten
Extrem niedrige Temperaturen auf Planeten wie Neptun – sogenannten Eisriesen – haben zur Folge, dass chemische Substanzen auf diesen fernen Welten in einem gefrorenen Zustand existieren, sagen die Forscher. Gefrorene Gemische aus Wasser, Ammoniak und Methan bilden eine dicke Schicht zwischen den Atmosphären der Planeten und ihren Kernen, die als Mantel bezeichnet wird. Die Form, in der diese Substanzen vorkommen, ist allerdings nur schlecht verstanden.
Computersimulationen
Laborexperimente zur Untersuchung dieser Bedingungen sind schwierig, weil es sehr kompliziert ist, die extremen Druckverhältnisse und Temperaturen nachzubilden, die auf Eisriesen vorhanden sind. Stattdessen führten Wissenschaftler der University of Edinburgh umfassende Computersimulationen der Bedingungen im Mantel durch.
Indem sie untersuchten, wie die Substanzen dort unter sehr hohem Druck und bei niedrigen Temperaturen miteinander reagieren, waren sie in der Lage vorherzusagen, welche Verbindungen im Mantel gebildet werden.
“Computermodelle sind ein großartiges Hilfsmittel, um diese extremen Orte zu untersuchen, und wir bauen jetzt auf diese Studie auf, um ein noch vollständigeres Bild dessen zu bekommen, was dort passiert”, sagte Dr. Andreas Hermann vom Centre for Science at Extreme Conditions.
Chemische Verbindung
Das Team stellte fest, dass gefrorene Gemische aus Wasser und Ammoniak innerhalb Neptuns (und anderer Eisriesen wie etwa Uranus) wahrscheinlich eine wenig erforschte Verbindung namens Ammoniaksemihydrat bilden. Die Ergebnisse werden Auswirkungen darauf haben, wie Eisriesen in Zukunft erforscht werden, und könnten Astronomen helfen, neu entdeckte Planeten zu klassifizieren, wenn sie tiefer in den Weltraum blicken.
Die Studie wurde im Journal Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht und vom Engineering and Physical Sciences Research Council unterstützt. Die Forschung wurde in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der Jilin University in China durchgeführt.
“Diese Studie hilft uns besser vorauszusagen, was sich in eisigen Planeten wie Neptun befindet. Unsere Ergebnisse sprechen dafür, dass Ammoniaksemihydrat eine wichtige Komponente des Mantels in Eisriesen sein könnte, und wird dabei helfen, unser Wissen über diese gefrorenen Welten zu verbessern”, sagte Dr. Andreas Hermann.
(THK)
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