Uranus ja Neptunus näyttävät täydelliseltä parilta, mutta niiden kemia viittaa siihen, että ne rakentuivat eri materiaalista eri paikoissa.
Astronomy & Astrophysics -lehdessä julkaistu tutkimus arvioi hiilen ja hapen suhteen molempien planeettojen syvyyksissä käyttäen ilmakehän kemian ja kulkeutumisen malleja sekä hiilimonoksidihavaintoja, monet niistä Chilen ALMA-ryhmästä. Tämä suhde toimii kemiallisena sormenjälkenä materiaalista, josta planeetta muodostui.
Piilotettu suhde, mitattu epäsuorasti
Kukaan ei voi ottaa näytteitä kummankaan planeetan syvästä ilmakehästä. Peräkkäiset pilvikerrokset estävät suoran näkymän, ja vain Voyager 2 on koskaan lentänyt niiden ohi, vuosina 1986 ja 1989.
Hiilimonoksidi tarjoaa tien sisään. Se muodostuu tai sijaitsee syvissä kerroksissa ja kulkeutuu pilvien läpi korkeuksiin, jotka teleskoopit näkevät, joten sen pitoisuus välittää tietoa paljon alemmista alueista.
Ryhmä havaitsi, että Neptunus vaikuttaa huomattavasti happirikkaammalta kuin Uranus. Yhdessä hiiliarvioiden kanssa tämä antaa Neptunukselle alhaisemman hiilen ja hapen suhteen. Mahdollisten arvojen vaihteluvälit menevät vielä päällekkäin, mutta eroa on vaikea selittää, jos molemmat planeetat kasvoivat samasta seoksesta nuoren Auringon ympärillä olleen kiekon samalla alueella.
Serkkuja, ei kaksosia
Vertaamalla tuloksia varhaisen aurinkokunnan kemiallista kehitystä kuvaavaan malliin kirjoittajat ehdottavat erillisiä historioita. Uranus on saattanut muodostua suhteellisen kauas, lähelle nykyistä rataansa. Neptunus on saattanut alkaa lähempänä Aurinkoa alueella, jossa kiinteät aineet sisälsivät enemmän happea, ja siirtynyt sitten ulospäin.
"Uranus ja Neptunus saattavat muistuttaa kaksosia nykyään, mutta niiden kemia kertoo, että ne ovat enemmän kuin serkkuja, joilla on hyvin erilaiset historiat", sanoi Southwest Research Instituten Olivier Mousis, yksi kirjoittajista.
Tuloksella on merkitystä kahden planeetan lisäksi. Tämän kokoiset maailmat muodostavat yli puolet noin 6 000 tähän mennessä löydetystä eksoplaneetasta, joten se, miten jääjättiläiset kokoontuvat, muokkaa käsitystä suuresta osasta tunnettuja planeettoja.
Avoimet kysymykset
Kirjoittajat sanovat, että kuva ei ole vakiintunut. Pystysuuntainen sekoittuminen syvissä ilmakehissä on edelleen suuri epävarmuuden lähde, ja parempia mittauksia tarvitaan. Erillinen tehtävä, kuten Uranus Orbiter and Probe, jonka Yhdysvaltain kansallinen tiedeakatemia asetti planeettatieteen tärkeimmäksi prioriteetiksi vuonna 2023, auttaisi ratkaisemaan asian.