Urano e Nettuno sembrano una coppia ben assortita, ma la loro chimica suggerisce che si siano formati da materiali diversi in luoghi diversi.
Uno studio pubblicato su Astronomy & Astrophysics stima il rapporto carbonio-ossigeno nelle profondità di entrambi i pianeti, utilizzando modelli di chimica e trasporto atmosferico insieme a osservazioni del monossido di carbonio, molte delle quali provenienti dall'array ALMA in Cile. Quel rapporto funziona come un'impronta chimica del materiale da cui un pianeta si è formato.
Un rapporto nascosto, misurato indirettamente
Nessuno può campionare l'atmosfera profonda di nessuno dei due pianeti. Strati successivi di nuvole bloccano la vista diretta, e solo la Voyager 2 li ha mai sorvolati, nel 1986 e nel 1989.
Il monossido di carbonio offre una via d'accesso. Si forma o si trova negli strati profondi e viene trasportato verso l'alto attraverso le nuvole fino ad altezze visibili ai telescopi, così la sua concentrazione contiene informazioni su regioni molto più in basso.
Il gruppo di ricerca ha scoperto che Nettuno appare sostanzialmente più ricco di ossigeno di Urano. Combinato con le stime del carbonio, ciò conferisce a Nettuno un rapporto carbonio-ossigeno più basso. Gli intervalli di valori possibili si sovrappongono ancora, ma la differenza è difficile da spiegare se entrambi i pianeti si fossero formati dalla stessa miscela nella stessa regione del disco che circondava il giovane Sole.
Cugini, non gemelli
Confrontando i risultati con un modello dell'evoluzione chimica del primo sistema solare, gli autori suggeriscono storie separate. Urano potrebbe essersi formato relativamente lontano, vicino alla sua orbita attuale. Nettuno potrebbe essere partito più vicino al Sole, in una zona dove i solidi contenevano più ossigeno, per poi spostarsi verso l'esterno.
"Oggi Urano e Nettuno possono sembrare gemelli, ma la loro chimica ci dice che sono più simili a cugini con storie molto diverse", ha detto Olivier Mousis del Southwest Research Institute, coautore dello studio.
Il risultato conta al di là dei due pianeti. Mondi di queste dimensioni costituiscono più della metà dei circa 6.000 esopianeti scoperti finora, quindi il modo in cui si assemblano i giganti ghiacciati orienta il pensiero su una larga parte dei pianeti conosciuti.
Le domande aperte
Gli autori affermano che il quadro non è definitivo. Il rimescolamento verticale nelle atmosfere profonde resta una grande fonte di incertezza, e servono misurazioni migliori. Una missione dedicata come la Uranus Orbiter and Probe, indicata nel 2023 come priorità assoluta per la scienza planetaria dalla National Academy of Sciences statunitense, aiuterebbe a risolvere la questione.