يبدو أورانوس ونبتون كزوج متطابق، لكن كيمياءهما تشير إلى أنهما تكوّنا من مواد مختلفة في أماكن مختلفة.
قدّرت دراسة نُشرت في مجلة Astronomy & Astrophysics نسبة الكربون إلى الأكسجين في أعماق الكوكبين، باستخدام نماذج لكيمياء الغلاف الجوي ونقله إلى جانب أرصدة أول أكسيد الكربون، وكثير منها من مصفوفة ألما في تشيلي. وتعمل تلك النسبة كبصمة كيميائية للمادة التي تكوّن منها الكوكب.
نسبة خفية تُقاس بشكل غير مباشر
لا يستطيع أحد أخذ عينات من الغلاف الجوي العميق لأي من الكوكبين. فطبقات السحب المتعاقبة تحجب الرؤية المباشرة، ولم يمر بجانبهما سوى فوياجر 2، في 1986 و1989.
ويوفر أول أكسيد الكربون وسيلة للدخول. فهو يتشكل أو يستقر في طبقات عميقة ويُحمل عبر السحب إلى ارتفاعات تستطيع التلسكوبات رؤيتها، لذا فإن تركيزه يحمل معلومات عن مناطق تقع في الأسفل بكثير.
ووجد الفريق أن نبتون يبدو أغنى بكثير في الأكسجين من أورانوس. وبالاقتران مع تقديرات الكربون، يمنح ذلك نبتون نسبة كربون إلى أكسجين أقل. ولا تزال نطاقات القيم المحتملة متداخلة، لكن الفرق يصعب تفسيره إذا كان الكوكبان قد نشآ من المزيج نفسه في المنطقة نفسها من القرص الذي أحاط بالشمس الفتية.
أبناء عمومة، لا توأمان
وبمقارنة النتائج مع نموذج لكيفية تطور النظام الشمسي المبكر كيميائيًا، يقترح المؤلفون تاريخين منفصلين. فقد يكون أورانوس قد تكوّن بعيدًا نسبيًا، قرب مداره الحالي. وقد يكون نبتون قد بدأ أقرب إلى الشمس، في منطقة كانت فيها المواد الصلبة تحمل أكسجينًا أكثر، ثم تحرك إلى الخارج.
وقال أوليفييه موسيس من معهد أبحاث الجنوب الغربي، وهو أحد المؤلفين المشاركين: "قد يشبه أورانوس ونبتون التوأمين اليوم، لكن كيمياءهما تخبرنا أنهما أشبه بأبناء عمومة لهما تاريخان مختلفان جدًا".
والنتيجة تهم أكثر من كوكبين. فالعوالم بهذا الحجم تشكل أكثر من نصف نحو 6000 كوكب خارجي اكتُشف حتى الآن، لذا فإن كيفية تجمّع عمالقة الجليد تشكّل التفكير بشأن حصة كبيرة من الكواكب المعروفة.
الأسئلة المفتوحة
يقول المؤلفون إن الصورة لم تستقر بعد. فالخلط الرأسي في الأغلفة الجوية العميقة يظل مصدرًا كبيرًا لعدم اليقين، وهناك حاجة إلى قياسات أفضل. ومهمة مخصصة مثل مسبار ومدار أورانوس، التي صنفتها الأكاديمية الوطنية الأمريكية للعلوم في 2023 كأولوية قصوى لعلوم الكواكب، ستساعد في حسم الأمر.