ยูเรนัสและเนปจูนดูเหมือนคู่ที่เข้าคู่กัน แต่เคมีของพวกมันบ่งชี้ว่าพวกมันถูกสร้างจากวัสดุที่แตกต่างกันในสถานที่ที่แตกต่างกัน
การศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Astronomy & Astrophysics ประเมินอัตราส่วนคาร์บอนต่อออกซิเจนในชั้นลึกของดาวเคราะห์ทั้งสอง โดยใช้แบบจำลองเคมีบรรยากาศและการขนส่งร่วมกับการสังเกตคาร์บอนมอนอกไซด์ ซึ่งหลายส่วนมาจากเครือข่าย ALMA ในชิลี อัตราส่วนดังกล่าวทำหน้าที่เป็นลายนิ้วมือทางเคมีของวัสดุที่ดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นมา
อัตราส่วนที่ซ่อนอยู่ วัดทางอ้อม
ไม่มีใครสามารถเก็บตัวอย่างบรรยากาศชั้นลึกของดาวเคราะห์ทั้งสองได้ ชั้นเมฆที่ต่อเนื่องกันบดบังการมองเห็นโดยตรง และมีเพียงยานวอยเอเจอร์ 2 เท่านั้นที่เคยบินผ่านพวกมัน ในปี 1986 และ 1989
คาร์บอนมอนอกไซด์เป็นหนทางหนึ่งในการเข้าถึง มันก่อตัวหรืออยู่ในชั้นลึกและถูกพาขึ้นผ่านเมฆสู่ระดับความสูงที่กล้องโทรทรรศน์มองเห็นได้ ดังนั้นความเข้มข้นของมันจึงบรรจุข้อมูลเกี่ยวกับบริเวณที่อยู่ไกลลงไปเบื้องล่าง
ทีมพบว่าเนปจูนดูเหมือนจะมีออกซิเจนมากกว่ายูเรนัสอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อรวมกับการประเมินคาร์บอนแล้ว ทำให้เนปจูนมีอัตราส่วนคาร์บอนต่อออกซิเจนต่ำกว่า ช่วงของค่าที่เป็นไปได้ยังคงทับซ้อนกัน แต่ความแตกต่างนั้นอธิบายได้ยากหากดาวเคราะห์ทั้งสองเติบโตจากส่วนผสมเดียวกันในบริเวณเดียวกันของจานที่ล้อมรอบดวงอาทิตย์วัยเยาว์
ลูกพี่ลูกน้อง ไม่ใช่ฝาแฝด
เมื่อเปรียบเทียบผลลัพธ์กับแบบจำลองการวิวัฒนาการทางเคมีของระบบสุริยะยุคแรก ผู้เขียนเสนอประวัติศาสตร์ที่แยกจากกัน ยูเรนัสอาจก่อตัวค่อนข้างไกลออกไป ใกล้กับวงโคจรปัจจุบัน เนปจูนอาจเริ่มต้นใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่า ในโซนที่ของแข็งมีออกซิเจนมากกว่า แล้วจึงเคลื่อนออกไปด้านนอก
"ยูเรนัสและเนปจูนอาจดูคล้ายฝาแฝดในทุกวันนี้ แต่เคมีของพวกมันกำลังบอกเราว่าพวกมันเป็นเหมือนลูกพี่ลูกน้องที่มีประวัติศาสตร์แตกต่างกันมาก" โอลิวิเยร์ มูซิส จากสถาบันวิจัยตะวันตกเฉียงใต้ ผู้ร่วมเขียนกล่าว
ผลลัพธ์นี้สำคัญเกินกว่าดาวเคราะห์สองดวง โลกที่มีขนาดเท่านี้คิดเป็นกว่าครึ่งของดาวเคราะห์นอกระบบราว 6,000 ดวงที่ค้นพบจนถึงขณะนี้ ดังนั้นการที่ดาวเคราะห์น้ำแข็งยักษ์ประกอบตัวขึ้นมาอย่างไรจึงกำหนดแนวคิดเกี่ยวกับดาวเคราะห์ที่รู้จักจำนวนมาก
คำถามที่ยังเปิดอยู่
ผู้เขียนกล่าวว่าภาพยังไม่นิ่ง การผสมแนวตั้งในบรรยากาศชั้นลึกยังคงเป็นแหล่งความไม่แน่นอนขนาดใหญ่ และจำเป็นต้องมีการวัดที่ดีขึ้น ภารกิจเฉพาะเช่นยูเรนัสออร์บิเตอร์แอนด์โพรบ ซึ่งได้รับการจัดอันดับเป็นลำดับความสำคัญสูงสุดสำหรับวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ในปี 2023 โดยสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติสหรัฐฯ จะช่วยไขข้อข้องใจนี้ได้