Zakaj sta Uran in Neptun različnih barv?

Planetologi si že dolgo belijo glave, zakaj sta sicer skoraj identična ledena velikana, Uran in Neptun v zunanjem Osončju različnih odtenkov modre. Novi model morda končno pojasnjuje razliko. Neizurjenemu očesu je težko na prvi pogled razlikovati med Uranom in Neptunom. Ja, res, barva Urana je v literaturi pogosto opisana kot cian (tudi sinja), to je mešanica modre in zelene, medtem ko se barva Neptuna pogosto navaja kot azurna (tudi nebesno modra).

Toda ne glede na nomenklaturo je težko zanikati, da sta ledena velikana na prvi pogled videti zelo podobna. In to ni presenetljivo, če upoštevamo, da oba svetova sestavljajo skoraj enake kemijske spojine. Raziskovalci so se leta trudili poiskati zadovoljivo razlago, ki bi natančno pojasnila majhno barvno razliko med planetoma.

Za opazovanje Urana in Neptuna opazujemo optičen pripomoček, lahko je to daljnogled ali teleskop.

Zdaj pa skupina planetologov trdi, da so morda odkrili vzroke, zakaj sta dva najbolj oddaljena planeta našega Osončja nekoliko drugačnih modrih odtenkov. Novi model kaže, da se v višjih plasteh ozračja pri obeh planetih ustvarja meglica iz metanskih ledenih kristalčkov, vendar pa Uranova počasnejša atmosfera to meglico slabše razpršuje, kar planetu daje nekoliko svetlejši odtenek modre barve kot jo ima Neptun. Rezultati so bili objavljeni 23. maja v reviji Journal of Geophysical Research: Planets.

Kako podobna sta si Uran in Neptun?

Venero pogosto imenujemo Zemljino sestro, a se podobnost med njima konča že pri velikosti. Po vseh drugih karakteristikah pa sta si planeta povsem različna. Uran in Neptun pa sta si v resnici neverjetno podobna. Poglejmo podrobneje.

Kot prvo sta Neptun in Uran praktično enake velikosti. Oba svetova sta večja kot 50.000 kilometrov, pri čemer je Uran je le slabih 1500 kilometrov (3%) večji od Neptuna. Tudi njuni masi sta približno enaki: Uran je približno 14-krat masivnejši od Zemlje, medtem ko ima Neptun približno 17-krat večjo maso od našega planeta. Ker sta oba ledena velikana nastala v zunanjem Osončju v območju nizkih temperatur, je tudi njuna sestava podobna.

Neptun, kot ga je videlo vesoljsko plovilo Voyager 2. Foto: NASA

Pri obeh je največ vodika in helija (pri Uranu 83 in 15%, pri Neptunu pa 80 in 19%), nato pa sledijo elementi, kot so kisik, ogljik, dušik in žveplo. Čeprav so na vrhu atmosfere obeh svetov pretežno zastopani vodik, helij in metan, pa sta njuna plašča polna vode, amonijaka in (spet) metana.

Če pogledamo številke, vidimo, da je pri Uranu teh drugih elementov in spojin le 2%, pri Neptunu pa še manj, le okoli enega odstotka. Čeprav je sestava ledenih velikanov praktično enaka, pa nova raziskava kaže, da ima Uran, ki je bližje Soncu, v zgornjih plasteh atmosfere več metanskih meglic kot Neptun, kar mu daje nekoliko svetlejši odtenek. Model lepo pokaže tudi to, da če planeta ne bi imela teh meglic, bi bila skoraj enakih modrih odtenkov.

Za razliko od prejšnjih modelov je novi zajel veliko več opazovalnih podatkov v širokem razponu valovnih dolžin, ki ustrezajo različnim, tudi globljim plastem atmosfere obeh planetov, poleg tega pa je v zadnjem času tudi kemija nizkih temperatur močno napredovala. Vse to je botrovalo natančnejšim vhodnim podatkom, ki so dali rezultate, ki kažejo, da je dogajanje v zgornji atmosferi kompleksnejše, kot so mislili do sedaj. Ledeni delci meglice se namreč mešajo tudi z nižje ležečimi plastmi oblakov, kar vpliva na gostoto in razprostranjenost metanske meglice.

Uran, kot ga je videlo vesoljsko plovilo Voyager 2. Foto: NASA

Meglico, ki nastaja v najvišjih plasteh atmosfere obeh planetov, tvorijo kristalčki metanskega ledu. Ti padajo v spodaj ležeče plasti kot sneg. Ker pa ima Neptun bolj aktivno ozračje, na njem veliko bolj sneži kot na Uranu. Povedano drugače, meglica je pri Neptunu redkejša. Čeprav je novi model obetaven, pa ne daje vseh odgovorov na skrivnosti obeh oddaljenih plinastih velikanov.

Jupitra in Saturna so že večkrat obiskala naša avtomatska plovila, zato lahko rečemo, da ju že kar dobro poznamo. Samo enkrat doslej pa je naše vesoljsko plovilo (Voyager 2 v 80-ih letih prejšnjega stoletja) letelo mimo najbolj oddaljenih planetov našega Osončja. Vse od takrat planetologi zahtevajo novo, specializirano misijo. In zdaj, ko so bile raziskave Urana označene kot ena od prednostnih nalog Nase v naslednjem desetletju, so možnosti za novo misijo, ki bo razkrivala lastnosti in skrivnosti obeh ali vsaj enega od ledenih velikanov, veliko bolj obetavne.