Uranus:Surprising Heat &New Insights on the Ice Giant

Ο Ουρανός θεωρούνταν πάντα ως ένας κεκλιμένος, μακρινός και κάπως βαρετός κόσμος. Οι επιστήμονες συνήθιζαν να πίστευαν ότι ήταν ένας πλανητικός βλαστός, ένας ψυχρός κόσμος που αρνιόταν να λάμπει με την υπολειπόμενη θερμότητα από το σχηματισμό του, όπως οι αέριοι ξαδέρφοι του, ο Δίας και ο Κρόνος.

Αλλά αποδεικνύεται ότι κάναμε λάθος.

Ο Ουρανός έχει στην πραγματικότητα αρκετή υπολειπόμενη θερμότητα. Σύμφωνα με μια νέα επιτυχημένη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Geophysical Research Letters , ο έβδομος πλανήτης εκπέμπει περισσότερη θερμότητα από αυτή που λαμβάνει από τον Ήλιο. Στην πραγματικότητα, διοχετεύει ενέργεια στο διάστημα — απόδειξη ότι εξακολουθεί να ρίχνει θερμότητα από το σχηματισμό του.

Η ανώτερη ατμόσφαιρα του Ουρανού απεικονίστηκε από το HST κατά τη διάρκεια του προγράμματος παρατήρησης του Outer Planet Atmosphere Legacy (OPAL). Πιστώσεις εικόνας:NASA.

Με συναντήσατε σε μια περίεργη στιγμή

Πίσω στο 1986, το Voyager 2 της NASA πέρασε με φερμουάρ τον Ουρανό για πρώτη και μοναδική φορά. Όταν τα δεδομένα επέστρεψαν, ήταν μπερδεμένα. Σε αντίθεση με τον Δία, τον Κρόνο και τον Ποσειδώνα, ο Ουρανός δεν φαινόταν να εκπέμπει πολύ εσωτερική θερμότητα. Αυτό ήταν αντίθετο με όλα όσα νομίζαμε ότι γνωρίζαμε.

Όταν σχηματίζονται γίγαντες αερίου, είναι αρχικά ζεστοί. Καταβροχθίζουν αέριο και σκόνη στο χάος ενός νεαρού ηλιακού συστήματος και στη συνέχεια ψύχονται αργά για δισεκατομμύρια χρόνια, απελευθερώνοντας θερμότητα. Ο Ουρανός δεν φαινόταν να το κάνει αυτό. Το Voyager 2 έδειξε έναν κόσμο που απλά δεν φαινόταν να εκπέμπει θερμότητα.

Θα μπείτε στον πειρασμό να το αφήσετε στο "Παράξενο, αλλά εντάξει". Αλλά οι επιστήμονες δεν σκέφτονται έτσι. Τώρα, σχεδόν 40 χρόνια αργότερα, επέστρεψαν στα δεδομένα. Είχαν ενισχύσεις:σύγχρονα μοντέλα υπολογιστών, νέες παρατηρήσεις τηλεσκοπίων και μια μεγάλη ιδέα — ίσως ο ενεργειακός προϋπολογισμός του Ουρανού να αλλάζει με τις εποχές του. Ίσως, απλώς ίσως, πιάσαμε τον Ουρανό σε μια περίεργη στιγμή όταν τον κοιτάξαμε.

Παράξενες εποχές

Ο Ουρανός δεν έχει κανονικές εποχές. Γέρνει στο πλάι — 97,7 μοίρες, σαν να είναι ξαπλωμένο. Κάθε πόλος ξοδεύει περίπου 20 χρόνια μούσκεμα στο φως του ήλιου και μετά βυθίζεται σε 20 χρόνια σκότους.

Ο Xinyue Wang, ο πρώτος συγγραφέας της εργασίας και πρώην διδακτορικός φοιτητής στο Πανεπιστήμιο του Χιούστον έσκαψε βαθιά σε ιστορικές και σύγχρονες παρατηρήσεις που καλύπτουν το μεγαλύτερο μέρος ενός πλήρους Ουρανικού έτους - περίπου 84 γήινα χρόνια. Παρακολούθησαν πόση ηλιακή ενέργεια απορρόφησε ο πλανήτης και πόση θερμότητα απέδιδε.

Ο Ουρανός είναι πολύ μεγαλύτερος από τη Γη, αλλά μικρότερος από τον Δία.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η θερμική απόδοση δεν είναι σταθερή, αλλάζει με τις εποχές. Βασικά, η ποσότητα του ηλιακού φωτός που απορροφά και αντανακλά ο Ουρανός ποικίλλει πολύ ανάλογα με την κλίση και τη θέση του στην τροχιά. Κατά τη διάρκεια μερών του έτους, ο πλανήτης απελευθερώνει πολύ περισσότερη ενέργεια από ό,τι παίρνει. Σε άλλες, είναι σχεδόν ισορροπημένη.

Βρήκαν ότι συνολικά, ο Ουρανός εκπέμπει 12,5% περισσότερη θερμότητα από ό,τι απορροφά μέσω του ηλιακού φωτός. Αυτό είναι χαμηλότερο σε σύγκριση με τις ροές άνω του 100% που μετρήθηκαν για τον Δία, τον Κρόνο και τον Ποσειδώνα. Είναι χαμηλό, αλλά παρ' όλα αυτά εκπέμπει θερμότητα.

"Αυτό σημαίνει ότι εξακολουθεί να χάνει σιγά σιγά την υπόλοιπη θερμότητα από την πρώιμη ιστορία του, ένα βασικό κομμάτι του παζλ που μας βοηθά να κατανοήσουμε την προέλευσή του και πώς έχει αλλάξει με την πάροδο του χρόνου", εξήγησε.

Αξίζει μια επίσκεψη

Η εσωτερική θερμότητα του Ουρανού είναι ένα κομμάτι παζλ που λείπει εδώ και δεκαετίες. Χωρίς αυτό, τα ατμοσφαιρικά μοντέλα απέτυχαν να εξηγήσουν κάποιες περίεργες συμπεριφορές όπως περίεργα μοτίβα ανέμου και παράξενη δραστηριότητα στα σύννεφα. Τώρα, με αυτόν τον νέο αριθμό στα χέρια, οι ερευνητές μπορούν να αρχίσουν να τροποποιούν αυτά τα μοντέλα για να προσομοιώσουν καλύτερα τον τρόπο λειτουργίας του καιρού και της κυκλοφορίας στους γίγαντες του πάγου.

Αλλά δεν είναι ακόμα σαφές από πού προέρχεται αυτή η ζέστη.

Δεν γνωρίζουμε την ακριβή δομή του εσωτερικού του Ουρανού. Δεν ξέρουμε τι κάνουν οι εποχές του στη χημεία του σύννεφου ή στις ζώνες ανέμου. Και δεν γνωρίζουμε πώς ο ενεργειακός του προϋπολογισμός ποικίλλει σε διαφορετικά γεωγραφικά πλάτη. Αυτήν τη στιγμή, πολλά από τα δεδομένα που έχουμε προέρχονται από ένα πέταγμα πριν από 30 χρόνια.

Πιστώσεις εικόνας:NASA.

Αλλά η μελέτη θα μπορούσε να έχει επιπτώσεις στην εξερεύνηση του διαστήματος. Το 2022, οι Εθνικές Ακαδημίες ονόμασαν μια αποστολή τροχιακού και ανιχνευτή του Ουρανού ως την κορυφαία προτεραιότητα της NASA για την πλανητική επιστήμη για τη δεκαετία. Αυτή η ανακάλυψη θερμότητας ενισχύει αυτήν την υπόθεση.

Σε αντίθεση με τον Άρη ή τον Δία, ο Ουρανός παραμένει πρακτικά ανέγγιχτος. Ωστόσο, είναι ένας εντελώς μοναδικός κόσμος:γερμένος στο πλάι, καλυμμένος με παγωμένα σύννεφα και καυχιέται για ένα παράξενο μαγνητικό πεδίο που δεν περνά καν από το κέντρο του πλανήτη. Τα φεγγάρια του μπορεί να φιλοξενούν υπόγειους ωκεανούς. Οι αχνοί δακτύλιοι του θα μπορούσαν να μας πουν πώς σχηματίζονται οι πλανήτες. Και τώρα ξέρουμε ότι διαρρέει εσωτερική θερμότητα - υπονοώντας μυστήρια βαθιά μέσα.

Μια αποστολή με προκλήσεις

Ένας εμβληματικός τροχιακός και ανιχνευτής θα μπορούσαν επιτέλους να αποκαλύψουν τον τρόπο με τον οποίο λειτουργούν οι γίγαντες του πάγου, γεμίζοντας το τεράστιο τυφλό σημείο στην κατανόησή μας για τον σχηματισμό των πλανητών, την ατμοσφαιρική δυναμική και τη μαγνητική εξέλιξη.

Αλλά οι εμβληματικές αποστολές δεν είναι φθηνές και η τρέχουσα κυβέρνηση Τραμπ αποχρηματοδοτεί τη NASA και την επιστήμη γενικότερα.

Επί του παρόντος, η αποστολή βρίσκεται ακόμα στο στάδιο της προ-Φάσης Α, που σημαίνει ότι δεν υπάρχει ακόμη διαστημόπλοιο και η χρηματοδότηση βρίσκεται μόνο σταδιακά. Με την αυξανόμενη πίεση του προϋπολογισμού σε όλη τη NASA και τον έντονο ανταγωνισμό από αποστολές σελήνης, Άρη και αστεροειδών, ο Ουρανός θα μπορούσε να καθυστερήσει — ή ακόμα και να παραγκωνιστεί.

Εάν κυκλοφορήσει, δεν θα είναι πριν από τη δεκαετία του 2030. Στην ιδανική περίπτωση, θα περιφερόταν γύρω από τον Ουρανό, θα αναπτύξει ατμοσφαιρικά όργανα και θα μελετούσε τα φεγγάρια, τους δακτυλίους και το εσωτερικό του με πρωτοφανή λεπτομέρεια. Χάρη σε αυτή τη νέα μελέτη, έχουμε τώρα έναν ακόμη καλύτερο λόγο να πάμε.

Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο Geophysical Research Letters .