Neueste Forschungen unter der Leitung des Planetenwissenschaftlers Burkhard Militzer von der Universität Kalifornien in Berkeley deuten auf die Existenz riesiger Schichten von superkritischem Wasser unter den Atmosphären von Uranus und Neptun hin. Diese Erkenntnis könnte das aktuelle Verständnis dieser Eisriesen verändern.
Fortgeschrittene Computersimulationen zeigen, dass diese Wasserschichten Dicken von bis zu 8.000 Kilometern erreichen könnten, die unter extremen Drücken entstehen, die etwa 60.000 Mal höher sind als der Druck in der Erdatmosphäre. Diese Entdeckung, die durch Daten der Raumsonde Voyager 2 unterstützt wird, könnte helfen, die asymmetrischen Magnetfelder von Uranus und Neptun zu erklären und Einblicke in die Bildung ähnlicher Planeten in anderen Sternensystemen zu liefern.
Das NASA-Konzept Uranus Orbiter and Probe plant zukünftige Missionen zur Erforschung der inneren Schichten dieser Planeten und ihrer Monde. Solche Missionen könnten nicht nur bestehende Theorien bestätigen, sondern auch neue Forschungsbereiche hinsichtlich der Möglichkeit bewohnbarer Umgebungen jenseits der Erde eröffnen.
Die Simulationen, die die Existenz dieser Ozeane vorschlagen, verwendeten maschinelles Lernen, um atomare Wechselwirkungen unter den extremen Druck- und Temperaturbedingungen auf diesen Planeten zu modellieren. Die Ergebnisse zeigten, dass Wasser sich von Kohlenwasserstoffen wie Methan und Ammoniak trennt und zu geschichteten inneren Strukturen führt. Dieses Phänomen stimmt mit den gravitativen Daten überein, die in den 1980er Jahren von Voyager 2 gewonnen wurden.
Superkritische Wasserschichten würden sich nicht wie flüssiges Wasser auf der Erde verhalten; sie würden vielmehr eine Zwischenform zwischen Gas und Flüssigkeit aufgrund des hohen Drucks annehmen. Diese Eigenschaft ist entscheidend für die Erklärung der geneigten und asymmetrischen Magnetfelder von Uranus und Neptun, die im Gegensatz zu den dipolaren Magnetfeldern von Jupiter und Saturn stehen.
Die NASA hat eine Mission zum Uranus-System als Teil ihrer Erkundungspläne für das nächste Jahrzehnt priorisiert. Das Konzept Uranus Orbiter and Probe umfasst den Versand eines Orbiters und einer atmosphärischen Sonde zur Untersuchung sowohl des Planeten als auch seiner Monde.
Der Start dieser Mission könnte vor 2034 erfolgen, indem eine planetarische Ausrichtung genutzt wird, die eine gravitative Unterstützung von Jupiter ermöglicht, um die Reisezeit zu verkürzen. Diese Gelegenheit wurde im zehnjährigen Bericht der NASA über die Prioritäten der Erkundung des Sonnensystems hervorgehoben.
Die Monde von Uranus, insbesondere Miranda, ziehen ebenfalls das Interesse der Wissenschaftler auf sich. Dieser eisige Mond könnte einen unterirdischen Ozean beherbergen, ähnlich dem, der auf Europa, einem Mond von Jupiter, und Enceladus, einem Mond von Saturn, gefunden wurde. Die während einer Mission zum Uranus-System gesammelten Daten könnten entscheidende Einblicke in die potenziellen bewohnbaren Bedingungen in diesen Umgebungen liefern.
Die Entdeckung dieser möglichen Wasserschichten auf Uranus und Neptun redefiniert die Unterschiede zwischen Eisriesen und Gasriesen wie Jupiter und Saturn. Das Verständnis dieser inneren Strukturen könnte bestehende Modelle zur Bildung und Evolution von Planeten innerhalb und außerhalb des Sonnensystems verbessern.
Moderne Simulationen, kombiniert mit historischen Daten von Missionen wie Voyager 2, haben die Grundlagen für neue Forschungen und mögliche Weltraummissionen gelegt, die das Wissen über Eisriesen und deren Potenzial zur Beherbergung ähnlicher Umgebungen wie auf Exoplaneten erweitern könnten.